SK水电站表孔溢洪道裂缝处理措施_张毅.pdf

河南水利与南水北调 2023年第2期农村水利 水电SK水电站表孔溢洪道裂缝处理措施张毅新疆伊犁河水利水电投资开发（集团）有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000摘要：溢洪道是水电站水工建筑物最重要的组成部分，当水库里水位超过安全限度时，水就从溢洪道向下游流出，防止水坝被毁坏。溢洪道担负着电站汛期的泄洪，保卫着大坝和机组发电的安全，其包括：进水渠、控制段、泄槽、出水渠。SK水电站经过多年运行，表孔溢洪道混凝土出现几处裂缝，底板出现多处露筋现象，局部有小的冲槽，致使表面冻融剥蚀较严重且有锈蚀，已对水库运行构成了一定的安全隐患，对其加固修复势在必行。文章介绍了SK工程概况，根据SK水电站表孔溢洪道裂缝，并对混凝土裂缝的处理措施进行了详细阐述，为水电站表孔溢洪道混凝土裂缝处理提供了经验和借鉴。关键词：水电站；表孔；溢洪道；混凝土裂缝；处理措施中图分类号：TV651.1文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）02-0028-04Treatment Measures for Surface Outlet Spillway Cracks of SK Hydropower StationZHANG YiXinjiang Yili River Water Resources and Hydropower Investment and Development（Group）CO.LTD.,Urumqi 830000,ChinaAbstract：The spillway is the most important part of the hydraulic structures of the hydropower station.When the water level in thereservoir exceeds the safety limit,the water will flow from the spillway to the downstream to prevent the dam from being damaged.Thespillway is responsible for the flood discharge of the power station in the flood season and the safety of the dam and the powergeneration of the unit,which includes the inlet channel,the control section,the discharge chute and the outlet channel.After years ofoperation of SK hydropower station,several cracks appeared in the concrete of the spillway of the surface outlet,several exposed barsappeared in the bottom plate,and small gullies were found in some parts,resulting in severe freeze-thaw erosion and corrosion on thesurface,which has posed a certain potential safety hazard to the operation of the reservoir,and its reinforcement and repair areimperative.This paper introduces the general situation of SK project,and expounds the treatment measures of concrete cracksaccording to the surface outlet spillway cracks of SK hydropower station,which provides experience and reference for the treatment ofconcrete cracks of surface outlet spillway of hydropower station.Key words：hydropower station;surface hole;spillway;concrete cracks;treatment measures1表孔溢洪道混凝土裂缝分析SK水电站经过多年运行，表孔溢洪道混凝土出现几处裂缝，底板出现多处露筋现象。局部有小的冲槽，钢筋外露且有锈蚀。SK表孔溢洪道底板长约40 m，宽8 m，加上两边侧墙1 m范围处理，每个泄水闸溢流面处理面积约为400 m2，总面积约为1 600 m2，修补厚度1 cm。拟采用聚合物砂浆（改性环氧砂浆、聚氨酯砂浆等）对露筋及破损混凝土面进行修复，保证原建筑物设计要求（混凝土强度、泄洪、抗冲耐磨等性能），满足工程安全运行要求。SK表孔溢洪道侧墙裂缝处理，裂缝长度约100 m，采用化学材料对表孔溢洪道混凝土裂缝进行灌浆、表面修复处理，以恢复结构完整性。2裂缝处理措施根据工程现场实际情况，裂缝处理措施具体流程为：施工准备施工脚手架搭设缺陷裂缝检查漏筋基面清理环氧砂浆修补裂缝处理质量检查并保存影像资料现场验收。工程主要工程量见表1。2.1脚手架搭设施工脚手架宜满堂脚手架结构形式，搭设高度随处理位置缺陷位置定，立杆纵距1 m，立杆横距1.20 m，立杆和横杆按要求设置插筋和连墙件。2.1.1脚手架搭设第一，搭设时须随时校正杆件垂直、水平偏差。没完成的表1主要工程量表序号123项目基面处理聚合物砂浆修补裂缝处理单位m2m2m工程量1 6001 600100备注除锈、清理、粘接层满足修补要求强 度 45 MPa；厚度1 cm。28河南水利与南水北调 2023年第2期农村水利 水电脚手架在收工时必须确保架子稳定，以免发生意外。第二，所有立杆，采用6 m与4 m钢管交错设立，防止竖直方向接头在同一层。顶部不足部分，用短钢管补齐。起步立杆先竖内立杆、后竖外立杆。第三，排架搭设过程中要及时设置连墙杆、剪刀撑。2.1.2排架的使用排架搭设完成后经验收合格方能投入使用，并标明限载人数、重量。加强日常检查维护，排架上严禁任意堆放材料或杂物，修补材料严禁在排架上集中堆放。2.2缺陷、裂缝检查（测量）表孔溢洪道待修复区域处理前，要对修复区域破损情况进行检查、描绘缺陷、裂缝分布，缺陷、裂缝普查及描绘要求如下：第一，必须对冲刷破损情况进行详细的检查描绘。普查成果分区域分别呈现，详细绘制缺陷类型和部位，相关参数录入表格，作为计算工程量的依据。第二，检查描绘时应分清缺陷类型、分布范围及相关参数等，各类缺陷应顺流向统一编号，表孔溢洪道存在的冲蚀、空蚀、麻面、气泡、破损、裂缝、结构缝（纵缝）、施工缝（层间缝）等。第三，修补处理后，依照第一条要求绘制缺陷修补跟踪图，跟踪图应全面反应破损修补处理情况，并将已处理部位的相关参数记录于表格。第四，绘制的修补跟踪图应清晰、真实、准确、完整，并转化为“.dwg”格式电子图。第五，缺陷部位应拍摄数码照片存档，对较为典型或严重的破损应有更为细致的照片资料。第六，检查描绘过程中的所有纸质图纸、电子图及照片等资料上应有提供者的签名和审核签名，并作为工程资料存档。2.3漏筋基面处理基面清理：用电动角磨机清除混凝土基面的污染物、薄弱层、松散颗粒；直至混凝土表面外露新鲜、密实的骨料。修补区存在小于90时，应切割至大于90，确保环氧填补面板受力良好。对于缺陷内已出露的钢筋除锈，达到无锈痕、无锈斑，可以浇筑混凝土的程度。表面清洗：打磨后对打磨面及周边进行清理，可在消力池内抽水然后采用高压水枪清洗混凝土面上的附粉和松动颗粒等附着物和灰尘，并保持清洁。2.4平面环氧砂浆修补工艺2.4.1施工工艺要求施工前用钢丝刷清除基面松动颗粒，再用高压水反复冲洗，将基面晾干，采用高压风吹干基面，提高效率，并保持基面清洁干燥，以保证粘结质量；必要位置需要进行凿毛。为了保证混凝土表面与环氧砂浆之间有良好的粘结力，要在修补面上涂刷一薄层环氧基液，再填补环氧砂浆。采用环氧砂浆修补，其修补厚度不小于10 mm。大面积厚度按20 mm控制，如遇安全监测埋件则浇平其上口，四周再按140的坡平顺过渡。修补厚度超过20 mm时，应分层进行修补，且须分层填补、拍打密实直至泛浆，每次浇筑厚度20 mm左右，环氧砂浆施工采用跳仓浇筑，每仓面积为10 m2左右，跳仓浇筑施工缝同混凝土面。2.4.2养护环氧砂浆在初凝期间（视温度不同2-20 h不等），应保证环氧砂浆不受各种外力扰动及水浸、雨淋、雪盖、暴晒，否则环氧砂浆性能会降低甚至失效。冬季施工时环氧砂浆初凝后（410初凝时间约20 h），温差过大时需覆盖麻布、草帘等保温养护，养护龄期一般为7 d，7 d后至投入使用期间继续采取遮阳措施防止暴晒。夏季施工时，环氧砂浆初凝后（1530初凝时间2-4 h）必须在全仓面覆盖湿麻袋，保持仓面湿润至少3 d；3 d过后建议采取全仓面积水养护或其他有效措施，防止因暴晒、高温对仓面的温升影响，该措施需持续至仓面投入使用时止。2.5立面环氧砂浆修补工艺2.5.1施工工艺要求采用角磨机或钢刷清除混凝土面松动颗粒，再用高压水反复冲洗，基面冲洗干净后排干水渍，将基面晾干（建议采用高压风吹干基面，提高效率），并保持基面清洁干燥，以保证粘结质量；必要位置需要进行凿毛。为了保证混凝土表面与环氧砂浆之间有良好的粘结力，要在修补面上薄而均匀地涂刷一层环氧基液，再涂抹环氧砂浆。涂抹环氧砂浆时，其修补厚度应根据修复部位而定。立墙修复厚度应不小于10 mm，可分次涂抹也可一次涂抹。涂抹立面环氧砂浆时，应根据修复进度，进行分条带施工，单条带长、宽控制在4 m1.50 m为宜，邻仓面搭接应进行平滑顺接处理。2.5.2养护环氧砂浆的养护主要是温度控制，高温期遮阳防晒；低温期防寒保温养护期内不应有水浸泡或其他冲击。养护时间为5-7 d。2.6裂缝处理2.6.1I级裂缝处理流程及技术方案I级裂缝处理方案为在裂缝表面涂刷高韧性环氧树脂防护涂层进行表面封闭处理，其主要处理流程及工艺方案为：一是裂缝检查与裂缝级别复核：裂缝处理前先对裂缝进行全面检查，确定裂缝位置、走向、长度、渗水情况等信息，采用CK-2型便携式裂缝宽度测量仪对裂缝宽度进行现场测量，现场对裂缝编号进行标识。在此基础上绘制出裂缝示意图，图上注明前述裂缝相关信息，依据设计提供的 裂缝分级速查表 对裂缝分级进行复核。二是基面清理：施工前将施工基面清理干净，除去松散的浮浆、尘土、青苔等附着物，如有蜂窝麻面，应将蜂窝麻面凿除清理干净，并保持施工基面干燥。基面清理及涂刷胶泥的范围为裂缝左右两侧各10 cm范围，并在两个缝端各顺延1 m。如基面比较光滑，可用钢丝刷刷毛后再施工。为保证更好的粘结效果，可在施工基面上涂刷混凝土界面处理剂，待其干燥后再进行修补施工。三是高韧性环氧树脂防护涂层配置：将产品两个分组按规定比例进行混合，采用低速搅拌5 min以上至均匀胶泥状即可。四是涂刷施工：将搅拌好的胶泥用专用修补工具按压至修补基面内，朝同一方向快速一次涂抹。为保证涂刷后裂缝表面的光滑与平整，应尽量减少反复涂抹的次数。高韧性环氧树脂防护涂层最终的涂刷层厚度按厚度0.501 mm控制。五是养护：高韧性环氧树脂防护涂层涂刷完成后应养护7 d，养护过程中应采取表面覆盖等有效措施避免阳光暴晒。2.6.2级裂缝处理流程及技术方案级裂缝处理方案为在裂缝表面涂刷高韧性环氧树脂防29河南水利与南水北调 2023年第2期农村水利 水电护涂层，结合打骑缝孔（浅孔）灌浆的方法进行综合处理，其主要处理流程及工艺方案为：一是裂缝检查与裂缝级别复核：同I级裂缝。二是缝面处理：用打磨机将裂缝表