郭 熔

（安徽省響洪甸蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽省六安市 237335）

響洪甸蓄能電站閘門槽混凝土貫穿性漏水處理施工技術(shù)應(yīng)用分析

郭 熔

（安徽省響洪甸蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽省六安市 237335）

響洪甸蓄能電站5號機(jī)組大修期間排空輸水主洞檢查，發(fā)現(xiàn)上游閘門槽（面向下游側(cè)右側(cè)）二期混凝土出現(xiàn)上下游貫穿性的滲漏通道，漏水量達(dá)到500m3/h。本文著重從漏水處理過程中應(yīng)用的施工方法進(jìn)行解析，闡述其作用和工藝。以便將響洪甸電站成功消除閘門槽漏水的經(jīng)驗進(jìn)行分享，也為其他水電站處理類似缺陷提供參考借鑒。

閘門槽；混凝土；貫穿；漏水；移位；應(yīng)用；灌漿

0 引言

響洪甸抽水蓄能電站位于安徽省金寨縣境內(nèi)的淮河支流西淠河上，距六安市58km，距合肥市137km。電站裝有2臺單機(jī)容量為40MW的水輪發(fā)電機(jī)組。蓄能電站利用已建的響洪甸水電站水庫作為上庫，上庫進(jìn)水口位于上庫大壩左岸上游約250.0m處。進(jìn)水口采用水下巖塞爆破施工，閘門井距進(jìn)水口巖塞中心96.82m。閘門井內(nèi)設(shè)置有兩道門槽，上游一道為預(yù)留的檢修閘門槽，下游一道為正常使用檢修閘門槽。井內(nèi)設(shè)置一扇平板鋼閘門，作為檢修閘門使用。閘門孔口尺寸（寬×高）為6.5m×8.0m。閘門井底板高程66.0m，檢修平臺高程132.5m。

1 漏水原因分析

閘門井門槽二期混凝土漏水的原因，一是門槽二期混凝土施工期澆筑時，混凝土入倉面與澆筑面高差太大（入倉面在檢修平臺132.5m高程，澆筑面最低66.0m高程），沒有采取必要的緩沖措施，施工中混凝土可能已產(chǎn)生較嚴(yán)重的離析問題，同時一次澆筑高度太大，混凝土振搗器無法插到澆筑層底部，致使混凝土振搗不密實。二是閘門井開挖施工由于爆破松動，洞周圍巖裂隙張開，后續(xù)的固結(jié)灌漿施工質(zhì)量一旦不能保證，將無法封閉裂隙，高壓滲水將通過張開裂隙進(jìn)入不密實的混凝土，從而形成滲水通道。

分析漏水量逐漸增大的原因，門槽混凝土施工期間的缺陷，機(jī)組多次檢修期間主洞排空，在上下游水壓力作用下，可能產(chǎn)生局部擊穿破壞，圍巖裂隙張開或混凝土內(nèi)空洞擴(kuò)大，形成較大的滲水通道而引起漏水量加大。無論是存在缺陷的二期混凝土，還是張開的圍巖裂隙，在長期高壓水的作用下，都可能引起圍巖裂隙和不密實混凝土產(chǎn)生滲透破壞，甚至有可能被徹底擊穿，從而引起嚴(yán)重的工程事故。

2 潛水平臺、卷揚(yáng)機(jī)改造應(yīng)用

潛水平臺在本次滲漏處理施工中的作用一是作為交通通道，方便設(shè)備、人員上下移動；二是作為施工平臺，滿足鉆孔、灌漿需要。因承擔(dān)施工平臺的任務(wù)，按原設(shè)計圖紙原配20kN卷揚(yáng)機(jī)起吊能力不足，存在一定安全隱患。將原20kN卷揚(yáng)機(jī)拆除，更換為單繩拉力50kN的卷揚(yáng)機(jī)，由于受空間位置限制，起吊時對現(xiàn)50kN卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行解體，待解體后全部提升至現(xiàn)啟閉機(jī)房內(nèi)進(jìn)行二次安裝，恢復(fù)原出廠前的性能，待潛水平臺吊耳焊接、加固完成后進(jìn)行卷揚(yáng)機(jī)安裝，并以潛水平臺吊耳中心線為基準(zhǔn)對卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行找正，其縱、橫向中心線符合安裝要求。

3 機(jī)械強(qiáng)制導(dǎo)向限位技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)機(jī)組大修期間主洞排空檢查，發(fā)現(xiàn)平壓閥漏水量達(dá)到130m3/h，從閘門門頁平壓閥彎管形成一股水柱，如果不能將平壓閥有效關(guān)嚴(yán)，將影響閘門槽漏水處理施工。對漏水情況進(jìn)行觀察分析，平壓閥與密封座本身密封良好，平壓閥密封的原理是當(dāng)鋼絲繩與動滑輪組受力懸吊閘門時，平壓閥通過閥桿與動滑輪組相連被提起脫離平壓閥錐座。當(dāng)閘門下落至底坎，鋼絲繩與動滑輪組松弛，平壓閥在動滑輪組自重及水壓力作用下垂直落至平壓閥錐座。存在主要問題是平壓閥角度不垂直或動滑輪組到位后產(chǎn)生偏斜將直接影響其密封。針對這一情況，分析對平壓閥角度及動滑輪組角度進(jìn)行機(jī)械式強(qiáng)制導(dǎo)向限位（如圖1和圖2所示），保證平壓閥對中良好，動滑輪組不因鋼絲繩松弛后偏斜造成平壓閥位移。

圖1 動滑輪組機(jī)械限位圖

圖2 平壓閥機(jī)械限位圖

4 機(jī)器人水下檢查技術(shù)應(yīng)用及路線選擇

水下檢查的目的是檢查門槽混凝土沒有明顯的破損，有無鋼筋外露、門槽與底板拐角有無淤積物、鋼襯有無明顯脫離，保障閘門可以順利落下及密封水流。

本次水下檢查采用的是200型水下觀測潛水器，設(shè)有前進(jìn)后退、左右平移、潛浮六個電動推進(jìn)器，兩只攝像頭具有觀測錄像、時間日期字幕，最大工作深度200m。

檢查重點為前門槽和門槽之間靠漏水側(cè)的混凝土墻面，檢查的路線如圖3所示。

圖3 水下檢查路線圖

線路1：從前門槽右面水面到門槽底部；

線路2：檢查前門槽到后門槽之間混凝土墻面下部；

線路3：檢查前門槽底坎；

線路4：從前門槽左邊底部向上檢查到水面。

檢查結(jié)果，前門槽后面40cm，離底坎30cm處存在一疑似漏水點A，后門槽前40cm，底坎和混凝土墻交匯處存在一疑似漏水點B，后門槽后80cm，底坎和混凝土墻交匯處存在一疑似漏水點C，詳見圖4。

圖4 水下檢查滲水點示意圖

5 閘門及啟閉機(jī)移位技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)前后門槽功能設(shè)計理念，為消除永久性門槽的漏水問題，必須將現(xiàn)安裝在永久性門槽（后門槽）內(nèi)的檢修閘門及啟閉機(jī)移至前門槽進(jìn)行擋水，前門槽內(nèi)的潛水平臺及附屬啟閉設(shè)備拆除，為檢修閘門及啟閉機(jī)移位安裝提供位置，待后門槽滲漏缺陷處理完工后，再將檢修閘門及啟閉機(jī)移位恢復(fù)至后門槽。

5.1 潛水平臺及啟閉機(jī)拆除

潛水平臺及啟閉機(jī)原先是安裝在前門槽內(nèi)，其拆除工藝如下：

利用現(xiàn)啟閉機(jī)將潛水平臺提出門槽；用鋼絲繩及手拉葫蘆配合，將潛水平臺慢慢移至檢修平臺上游側(cè)，其動作為：垂直—傾斜—平臥，在進(jìn)行動作時，搭設(shè)臨時簡易滑移平臺，并用滾動件移位；起吊設(shè)備配合，待平臥拆除啟閉機(jī)吊鉤后，將潛水平臺運(yùn)出移至工作區(qū)域之外；拆除啟閉機(jī)房內(nèi)的鋼圍欄和方鋼，并將啟閉機(jī)運(yùn)出至不阻礙檢修閘門和啟閉機(jī)移動的區(qū)域之外；利用后門槽埋件與閘門吊耳之間的尺寸關(guān)系，找出前門槽啟閉機(jī)起吊中心線，并做出標(biāo)志，待啟閉機(jī)移至前門槽時啟閉機(jī)動滑輪中心線定位之用。其定位精度按門槽縱、橫向中心控制在±3.0mm范圍之內(nèi)。

5.2 檢修閘門及啟閉機(jī)移至前門槽施工工藝

正常運(yùn)行時檢修閘門在永久性門槽上方采用鎖定梁進(jìn)行鎖定，啟閉機(jī)已安裝在啟閉機(jī)房內(nèi)，檢修閘門及啟閉機(jī)自重參數(shù)為：閘門自重54.2t、啟閉機(jī)自重28t，其中含鋼絲繩4.2t，鋼絲繩長度約為970m。啟閉機(jī)架采用地腳螺栓與其固定。檢修閘門及啟閉機(jī)移位工藝如下：

5.2.1 閘門出槽

在閘門及啟閉機(jī)維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)閘門底緣尚未提出檢修平臺時，上部啟閉機(jī)鋼絲繩偏角過大，出現(xiàn)相鄰鋼絲繩劇烈啃繩現(xiàn)象，這對啟閉機(jī)安全運(yùn)行及鋼絲繩壽命和強(qiáng)度帶來不安全因素。在確保安全情況下，根據(jù)現(xiàn)啟閉機(jī)房高度，將啟閉機(jī)安裝高程盡可能增大，使檢修閘門上部空間滿足向上游側(cè)傾斜，達(dá)到臥倒平拖目的。

5.2.2 閘門傾斜、臥倒

在距閘門槽上游側(cè)15m大門外固定錨樁。采用鋼絲繩將兩臺250kN水平卷揚(yáng)機(jī)固定，水平卷揚(yáng)機(jī)滾筒鋼絲繩纏繞于三輪起重滑車上，滑車吊鉤拉住閘門傾斜鋼絲繩，傾斜鋼絲繩另一端采用專業(yè)卡具與閘門滑塊螺孔連接（閘門滑塊拆除），檢修平臺處及前門槽上方均采用型鋼搭設(shè)滑移平臺，平臺上方用鋼板與型鋼焊接。為保護(hù)閘門及止水，平臺上方焊接固定鋼板的上方再放置一塊滑移鋼板，兩鋼板之間涂抹足夠的潤滑油?；破脚_尺寸為6m×6m，滑移鋼板尺寸為6m×2.5m，為增大滑移鋼板與閘門底緣處的摩擦力，其之間采用木板墊牢并鎖定，如圖5和圖6所示。

圖5 閘門傾斜

圖6 閘門臥倒

當(dāng)閘門底緣提出檢修平臺約0.5m時，啟動250kN卷揚(yáng)機(jī)，先使其閘門底緣開始向上游傾斜，并將閘門底緣落至滑移鋼板之上，其木板墊牢、鎖定之后，在專業(yè)起重人員的指揮下，操作小平拖卷揚(yáng)機(jī)人員及啟閉機(jī)房內(nèi)操作人員，啟動各卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備，其動作應(yīng)根據(jù)閘門傾斜方向和速度進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。

在小平拖卷揚(yáng)機(jī)和垂直起吊啟閉機(jī)的共同作用下，將閘門放至完全臥倒?fàn)顟B(tài)，此時可將啟閉機(jī)的動滑輪銷軸與閘門吊耳拆除。

在小平拖卷揚(yáng)機(jī)作用下，將閘門向上游側(cè)拖動，使閘門吊耳基本定位在上游門槽中心。

5.2.3 檢修閘門QPG1×1450kN-67m卷揚(yáng)式啟閉機(jī)移位

根據(jù)啟閉機(jī)高度及啟閉機(jī)房空間高度，決定增大啟閉機(jī)安裝高程的具體數(shù)值。其高程數(shù)值主要由啟閉機(jī)最大高度、啟閉機(jī)房內(nèi)空間最大高度、地腳螺栓露出混凝土基礎(chǔ)的最大高度等綜合因素考慮。其移位工藝如下：

在啟閉機(jī)架加強(qiáng)筋板端四點各焊一工藝板，其高度應(yīng)滿足10t液壓頂式螺旋千斤頂?shù)淖钚〕叽纾?/p>

四只千斤頂同時起升，千斤頂附件隨時根據(jù)頂升高度采用硬木塊（板）逐個將機(jī)架墊牢，不允許一次頂?shù)接透兹谐蹋?/p>

待起升高度滿足啟閉機(jī)水平位移時，將鋼梁放入機(jī)架下端（利用鋼梁將啟閉機(jī)安裝高程抬高），鋼梁下端放入滾動件，鋼梁及滾動件擺放距離及長度應(yīng)滿足逐步位移的要求；

啟閉機(jī)所屬附件如各滑輪組等綁扎可靠，旋轉(zhuǎn)角度合理，滿足機(jī)架與啟閉機(jī)基礎(chǔ)之間空間高度要求；

根據(jù)需要將啟閉機(jī)房立柱端的填充物掏空，以利于手拉葫蘆的固定；

逐步水平拖動啟閉機(jī)，使啟閉機(jī)沿直線移至前門槽基礎(chǔ)孔，按動滑輪起吊中心、門槽中心及閘門吊耳中心找正位置；

再次將啟閉機(jī)頂起，抽出滾動件，落下鋼梁，使啟閉機(jī)機(jī)架與鋼梁可靠墊牢，采取臨時焊接，使鋼梁與啟閉機(jī)固為一體；鋼梁采用連接件與后門槽地腳螺栓可靠連接。

5.2.4 檢修閘門入前門槽

啟動啟閉機(jī)，放下動滑輪，將動滑輪銷軸與閘門吊耳連接并鎖定；

起吊指揮人員檢查水平牽引卷揚(yáng)機(jī)及啟閉機(jī)鋼絲繩連接情況，啟閉機(jī)起升，水平牽引卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩放松，慢慢將閘門提升至垂直狀態(tài)；

將閘門提起，解除水平牽引的鋼絲繩，起吊設(shè)備配合將前門槽上方所有搭設(shè)的平臺拆除，禁止任何構(gòu)件吊入前門槽；

啟閉機(jī)起落將閘門入槽后，直至將閘門落至底坎。

6 漏水設(shè)計處理

6.1 設(shè)計

漏水嚴(yán)重的側(cè)墻部位布置兩排灌漿孔，上游水平孔孔向向上游傾斜，傾角27°，以下游水平孔垂直門槽側(cè)壁，底坎及門楣均布置一排灌漿孔，底坎豎向孔向上游傾斜，俯角27°，門楣豎向孔也向上游傾斜，仰角45°，灌漿孔孔距2m，入巖深度2m，共計灌漿孔32孔。灌漿材料以水泥漿為主，遇壓力水，水泥灌漿難以封堵時，可以采用快凝的化學(xué)灌漿，待封堵成功后，采用水泥漿液灌漿充填混凝土及裂隙空隙，以組成封閉圈，抵抗?jié)B透水壓力，如圖7和圖8所示。

6.2 處理步驟

（1）考慮到施工安全（防止鉆孔出現(xiàn)重大突水情況），施工首先從后門槽兩側(cè)壁100m高程處（門槽上部平臺高程132.5m，底檻高程66m），孔距5m，孔徑35～42mm，入巖2m，往下試探性鉆孔灌漿，以填充裂隙、裂縫，減少下部水壓、漏水量。

圖7 進(jìn)口閘門井混凝土堵漏灌漿孔布置圖（上游正視）

圖8 進(jìn)口閘門井混凝土堵漏灌漿孔布置（截面圖）

（2）門槽兩側(cè)壁100m以下試探性鉆孔灌漿，兩側(cè)共完成6個鉆孔灌漿（每邊三個），在鉆孔過程中未出現(xiàn)漏水情況，情況較好，排除出現(xiàn)重大突水情況。另考慮工期先對后門槽底坎的混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，同時從底坎處往上鉆孔灌漿，孔距1.5m。底部處理結(jié)束后，再進(jìn)行上部側(cè)壁鉆孔灌漿。處理前后效果如圖9所示。

圖9 漏水處理前后對比圖

7 結(jié)束語

響洪甸抽水蓄能電站上庫進(jìn)/出水口采用水下巖塞爆破及閘門井布設(shè)雙門槽公用一套閘門及啟閉機(jī)設(shè)計，在抽水蓄能電站是獨一無二的。本文所述的閘門槽漏水施工方法及工藝也比較特殊，有一定的推廣價值，希望可以為已建水電站遇到類似缺陷解決或新建電站設(shè)計選型提供參考和借鑒。

[1] 陳文，陳景富．響洪甸水下巖塞爆破集碴坑設(shè)計研究[J]．水利水電技術(shù)，2000（2）：66-67．

郭 熔（1988—），男，助理工程師，主要研究方向：抽水蓄能電站水工運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)測等。E-mail：446497182@qq．com

Analysis on Application of the Construction Technology for Treating Penetrating Leakage at Xianghongdian storage Power Station

GUO Rong
（Anhui province Xiang HongDian energy storage power generatian Co.Ltd.，liuan 237335，China）

During overhaul of No.5 Genset of Xianghongdian Company, when the primary conveyance tunnel is drained for inspection, it is found that the Phase II concreate at the upstream gate slot（facing the right side of the downstream）has a penetrating leakage chink running from the upstream to the downstream, with a leakage flow of 500m3/h. This article focuses on analyzing the construction technology applied during treatment of the leakage to elaborate its function and process,so that the experience of successful elimination of gate slot leakage of Xianghongdian Power Station is shared for reference by other water power stations that have similar defects.

gate slots;concrete;throughout;leakage;displacement;application; grouting