(中國水利水電第十四工程局有限公司,昆明,650041)
角木塘水電站位于芙蓉江干流下游河段,地處貴州省遵義市道真仡佬族苗族自治縣境內(nèi)忠信鎮(zhèn)聯(lián)江村放牛坪,為芙蓉江水電梯級開發(fā)中的第10級,上銜官莊電站,下接浩口電站。該電站為河床式電站,距上游的官莊水電站約17.7km,距下游的浩口電站約20km,壩址在角木塘大橋下游約2.0km~2.5km的芙蓉江河段上。該電站距道真縣城33km,距遵義市234km,距貴陽市384km,道真縣距重慶市約230km。壩址以上控制流域集水面積6886km2,占芙蓉江全流域面積(貴州省境內(nèi))的87.3%。多年平均流量136m3/s,年徑流量42.3億m3。
角木塘水電站工程水庫校核洪水位387.034m,總庫容3259萬m3,正常蓄水位為383m,相應(yīng)庫容為2332萬m3,工程規(guī)模為中型,工程等別為Ⅲ等。工程任務(wù)主要是發(fā)電,電站裝機2臺,容量70MW。每臺機組采用2條引水道,一共4個進水口,單條引水道長約41.3m,其中進口段長22.5m,引水道采用矩形斷面,斷面尺寸5.1m×7.3m,壓力引水道采用C25鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度為1.5m,壓力引水道末端接機組蝸殼進水口。廠房為河床式廠房,兼作樞紐擋水建筑物,主、副廠房采用并列式布置,副廠房在上游側(cè)。主廠房平面尺寸為67.0m×25.1m,機組間距17.0m,水輪機安裝高程347.64m,其中蝸殼全部采用混凝土澆筑完成,最低高程為343.713m,蝸殼周邊距肘管進人廊道最小距離為2.5m。蝸殼外圍鋼筋密集、機電管路安裝復雜,陰角部位多,混凝土入倉困難,振搗難度大,滲漏控制要求高。
蝸殼混凝土一般根據(jù)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及蝸殼斷面特點,以及蝸殼周邊結(jié)構(gòu),如進人廊道位置、機電埋件埋設(shè)情況、鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)情況等進行分層分塊,根據(jù)實際需要,盡量減少施工縫留置,層塊之間分縫縫口必須做到橫平豎直,避免在外漏表面形成不規(guī)則的接縫,由于角木塘水電站蝸殼全部由混凝土澆筑完成,上、下層垂直施工縫必須分開設(shè)置,避免存在通縫,增加滲流通道。
(1)首先必須在先澆塊水平、垂直施工縫設(shè)置鋼板止水,鋼板止水采用4mm厚的Q235C鋼板,寬度為200mm,先澆塊混凝土施工時,保證鋼板止水埋入深度100mm,鋼板保持順直,表面清潔,止水接頭采用雙面焊接,焊縫反復用煤油檢查,避免焊接質(zhì)量不合格,造成后期滲水。
(2)混凝土表面必須鑿除泥漿薄膜、松散的骨料和軟弱的混凝土層,并用水沖洗干凈,且不得有積水,處理完成后必須滿足混凝土表面無乳皮,成毛面,微露粗砂。
(3)在先澆混凝土表面鋪設(shè)一層2cm~3cm厚的薄層M30水泥砂漿,砂漿人工攤鋪均勻,無位置遺漏,然后再澆筑新混凝土,一次鋪設(shè)的砂漿面積應(yīng)與混凝土澆筑強度相適應(yīng),保持新老混凝土結(jié)合良好,減少可能存在的滲漏通道。
按照設(shè)計要求,機電管路安裝過程中,必須與鋼筋安裝、模板安裝相互協(xié)調(diào),若存在管路穿墻的情況,管路必須焊接密閉牢靠,且必須安裝止水板,滿面焊接,確保管路周邊不漏水。澆筑過程中,妥善保護好機電管路。
由于座環(huán)底部及周邊結(jié)構(gòu)的特殊性,在混凝土澆筑時,有可能填筑不密,空隙較大,因此,必須對這個部位先進行回填灌漿。灌漿水灰比分為1∶1、0.8∶1、0.6∶1三個比級,開始用1∶1水灰比,排氣管出漿后即轉(zhuǎn)入0.8∶1,當出漿濃度接近進漿濃度或灌入一定量漿液后,改用最濃級漿液灌注,直至結(jié)束。
灌漿過程中若發(fā)現(xiàn)漿液外漏,先從外部進行堵漏。若無效再采用灌漿措施,即加濃漿液、降低壓力等措施處理,但不得采用間歇灌漿法。
由于角木塘水電站廠房周圍邊墻澆筑高度較高,蝸殼混凝土澆筑實際施工中全部采用溜槽澆筑。溜槽架采用鋼管搭設(shè),為保證溜槽內(nèi)混凝土順暢,坡度不小于60°,立桿間距不大于2m,水平桿間距為1.8m,溜槽邊設(shè)置通道,便于澆筑過程中人員通行,處理混凝土堵塞問題。蝸殼澆筑倉內(nèi)分溜槽數(shù)量必須滿足要求,且溜槽口必須掛設(shè)溜筒,使卸料口距離倉面在1.5m左右,每個溜槽配備一組混凝土澆筑人員,每一個小組由6人組成,2人卸料攤鋪,3人進行振搗,1人溜槽維護,保證混凝土料入倉后沒有骨料集中現(xiàn)象。若因混凝土運輸?shù)仍颍瑵仓g歇時間較長,應(yīng)該及時安排人員清理溜槽上的混凝土,以免影響后續(xù)澆筑質(zhì)量。
蝸殼混凝土澆筑從蝸殼外側(cè)上游端開始,分段分層澆筑,施工人員在蝸殼內(nèi)、外側(cè)以外高內(nèi)低方式同時振搗,確保蝸殼外側(cè)混凝土擠進蝸殼底部和內(nèi)側(cè),每層澆筑高度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點、鋼筋疏密決定。一般分層高度為插入式振動器作用部分長度的1.25倍,不超過50cm。
澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進行,若客觀原因造成間歇,其間歇時間應(yīng)盡量縮短。且應(yīng)該在前層混凝土初凝之前,將次層混凝土澆筑完畢,間歇超過2h應(yīng)按施工縫處理,縫面必須重新鑿毛處理,并在下次澆筑前重新鋪設(shè)一層2cm~3cm的砂漿。蝸殼混凝土體積較大,澆筑過程中若發(fā)現(xiàn)表面泌水過多,應(yīng)及時調(diào)整水灰比,泌水及時排除。
混凝土振搗采用插入式振動器,操作時做到快插慢拔,插點要均勻排列,逐點移動,按順序進行,邊角位置、機電埋件、鋼筋密集等位置不得遺漏,做到均勻振實。移動間距不大于振動棒作用半徑的1.5倍(一般為300mm~400mm)。振搗上一層時應(yīng)插入下層混凝土面50mm,以消除兩層間的接縫,確保層間結(jié)合密實,減少可能存在的滲漏通道。
蝸殼混凝土澆筑完成后,及時將表面收平整,待2h~6h混凝土初凝之后,混凝土表面滿鋪土工布,開始灑水養(yǎng)護。灑水需要安排專人負責,必須保證混凝土充分吸濕,灑水頻率以混凝土表面始終濕潤為準。
在混凝土強度達到10MPa以前,嚴禁在表面堆放材料、設(shè)備等重物,避免因重力使蝸殼墻面出現(xiàn)裂縫。當混凝土強度達到設(shè)計要求及規(guī)范后,方可進行模板拆除作業(yè)。模板拆除后仍需繼續(xù)灑水養(yǎng)護,確保混凝土內(nèi)外溫差不大于15℃,養(yǎng)護期間,早中晚定時進行3次溫度測量,混凝土養(yǎng)護記錄資料及時收集整理,保存完善。
由于角木塘水電站蝸殼結(jié)構(gòu)全部采用混凝土澆筑完成,為減少局部滲水情況,采用SR100彈性體手工聚脲防護涂料及其配套產(chǎn)品對蝸殼內(nèi)墻面進行涂刷,達到防滲抗沖效果。
實踐證明,混凝土基面質(zhì)量是決定手工聚脲涂料工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素?;炷粱娴睦螐姸取⒑?、表面清潔程度、缺陷數(shù)量都直接關(guān)系涂層質(zhì)量和工期,只有在滿足要求的基層表面施工手工聚脲涂料,才能保證工程質(zhì)量。所以,噴涂前必須對蝸殼混凝土基面進行檢查,基層經(jīng)驗收合格,方可進行噴涂作業(yè)。
(1)清除表面污染:仔細檢查清除混凝土表面灰塵、油污、鹽析、脫膜劑、水泥浮漿等。清洗的方法包括掃除、低壓水洗、洗滌劑清洗和溶劑清洗。如果采用洗滌劑清洗,清洗后必須用清水將殘留洗滌劑沖洗干凈。表面的油污、鹽析、脫膜劑等清除干凈后,可避免在打磨或噴砂過程中對混凝土造成再次污染。
(2)打磨、噴砂:對混凝土表面進行打磨或噴砂,除去未清潔掉的水泥浮漿、表面疏松層、毛刺、鋼筋頭等突出物,同時可以暴露出底下的孔洞以便修補。
(3)深度污染及較厚疏松層的清除:舊混凝土表面疏松層較厚,一般采用機械清理如噴砂處理、高壓水沖洗等方法去除。在清除有介質(zhì)滲透現(xiàn)象的混凝土時,必須將介質(zhì)滲透厚度完全清除。直至露出清潔、堅固的表面。
(4)裂縫修補:裂紋的修補方法取決于混凝土裂縫的極限寬度,根據(jù)國家《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)定》對于混凝土有防滲要求,縫寬在0.1mm以上的裂縫必須進行修補處理。較寬的裂縫可沿著裂縫將混凝土鑿成V型槽,然后用專用彈性密封膠SR100手工聚脲將其填平,達到封閉裂縫的目的。
為了達到最佳的涂層效果,現(xiàn)場要求通風,環(huán)境溫度不能低于10℃,空氣濕度小于80%,材料溫度不能低于15℃,溫度過低可以對原料進行預熱或保溫。
4.2.1 底漆涂刷
底漆可封閉混凝土表面的毛細孔,減少施工后涂層缺陷,并可增加手工聚脲涂層與混凝土基材的附著力。
底漆采用SPUA-D300底漆,施工時可以刷涂也可滾涂,涂刷量為8m2/kg~10m2/kg,底漆使用應(yīng)嚴格按照其說明書,配比準確,配好后充分攪拌均勻,底漆施工2h~24h,可進行下一步手工聚脲噴涂施工。如果時間間隔超過24h,在施工手工聚脲涂料前一天應(yīng)重新施工一道封閉底漆,然后再施工手工聚脲涂料。
4.2.2 材料制備
手工聚脲使用前應(yīng)將物料分別充分攪拌均勻,無沉底,顏色一致。稱量必須使用校核過的稱量工具按比例準確稱取2種材料混合,比例一般取10∶3,但也要根據(jù)現(xiàn)場情況與設(shè)計要求微調(diào)。攪拌配料要求現(xiàn)場完成,每次配料一般5kg,攪拌時間3min,在45min內(nèi)必須施工完畢,超出時間未完成涂刷的材料按照廢料處理,不得繼續(xù)使用。
4.2.3 手工聚脲施工
聚脲施工采用刷子、刮刀進行涂刷。涂刷間隔最長不能超過24h。材料使用時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場需要,現(xiàn)配現(xiàn)用,以免涂料膠化報廢。對于未達到最低厚度要求的涂層按照重涂要求再次刮涂。若有小面積的涂層損壞或缺陷,可通過噴砂或打磨等方法去除損壞和未固化的涂層,打磨范圍應(yīng)由涂層損壞范圍向周圍擴展5cm~10cm,清潔干凈后刷涂層間粘和劑,2h~24h以內(nèi)采用手工聚脲進行修補。
4.2.4 涂層檢測
涂層必須表面光順,無流掛、無針孔、無起泡、無開裂。聚脲涂層施工完畢7d后可進行附著力檢測。按照ASTM D4541標準進行附著力檢測,涂層附著力應(yīng)≥4.0MPa。
角木塘水電站混凝土蝸殼具有結(jié)構(gòu)復雜、混凝土澆筑難度大、防滲要求高等特點,在實際施工中,為了滿足蝸殼混凝土的防滲要求,分別從施工縫處理、混凝土澆筑、回填灌漿、聚脲涂刷等方面進行重點質(zhì)量控制,最終,機組運行之后,蝸殼混凝土基本達到了設(shè)計及規(guī)范要求,滲流量滿足規(guī)范要求。