水利水电工程泄水建筑物抗冲磨保护技术研究

1、水利水电工程泄水建筑物抗冲磨保护技 术研究黄俊玮中水电第十一工程局（郑州）有限公司摘要：磨损冲击和空蚀破坏是水工泄水建筑物常见的病害z。通过对混凝土冲磨破坏 的分析、抗冲磨材料选择和工艺研究，详细阐述了 ne-ii型环氧砂浆、环氧胶泥、 环氧涂料在大坝过水建筑物抗冲磨保护中的成功运用。关键词：过水建筑物;抗冲磨保护;环氧砂浆;环氧胶泥;环氧涂料;作者简介：黄俊玮（1974），男，四川荣县人，主要研究方向为技术研究和工 程项目管理。收稿日期：2017-08-19study on anti scour and abrasion protection technology of water rele

2、ase project for water conservancy and hydropower projecthuang jun-weiabstract：abrasi on，impact and cavitation dameige are one of the most comm on diseases in hydraulic st rue tu res. through the analysis of concrete abrasion damage and abrasion resistance of materials selection and process, expounds

3、 the successful application of abrasion protection against ne-type epoxy mortar, epoxy mortar, epoxy coating in the dam water building.keyword：over water building; impact abrasion protection; epoxy inortar; epoxy daub; epoxy coating;received： 2017-08-19除外部介质和条件外，水工混凝土冲磨、空蚀破坏还取决于建筑物本身的抗空 蚀、抗冲磨能力。对高水头

4、、高流速泄水建筑物，除精心设计过水断面轮廓外，在 结构上选用抗冲磨强度高的材料护面或采用掺气减蚀措施，也可有效地防止或 减轻磨损空蚀的发牛。当泄水建筑物混凝土表层发牛冲磨破坏后，根据实际情况 采用有针对性的高抗冲磨材料修补也是行之有效的，可大幅减轻磨损破坏，确 保过水建筑物的安全运行。1冲磨破坏的特点1. 1推移质冲磨破坏 犬粒径的推移质砂石对混凝土的破坏除滑动摩擦和滚动摩擦外，破坏能量最犬 的是跳跃式冲击，破坏后的混凝土表面凹凸不平，有较大冲击坑槽及线性沟槽, 因此决定结构抵抗冲击破坏能力的主要因素是材料的韧性。1. 2悬移质冲磨破坏 细粒径的悬移质泥沙在水流中以较小的角度（5。15。）随水

5、流运动摩擦水工 混凝土表面，造成表面均匀的磨损，磨损后的混凝土表面相对平整，细骨料外 露，无混凝土乳皮手感粗糙，因此决定结构抗冲磨强度的主要因素是材料的硬 度。1. 3空蚀破坏工程实践和研究成果表明，高速水流对混凝土基木没有破坏作用，但由于消能 掺气不良、表面不平整、工程质量差等原因，使水流流态突然变化，局部产生负 压，在混凝土表面形成类似爆炸的剥蚀，因此决定结构抗空蚀强度的主要因素 是材料的硕度和表面平整度。2抗冲磨材料的选用2. 1选材要求抗冲磨材料选用主要考虑以下几个因素:高速水流的介质、材料的耐久性、现场 施工性、相容性、经济性及环保性。根据混凝土保护、修复要求，应按照以下要求选择抗冲

6、磨材料。(1) 有较高的强度，能提高混凝土抗冲磨性能。(2) 材料与混凝土的粘接强度较高，不易脱开，粘接强度大于混凝土木体的抗 拉强度最佳。(3) 施工简便，工序简单，易于保证施工质量。(4) 耐久性。选用材料在使用环境条件下性能稳定，不易起化学变化，不易被侵 蚀破坏。(5) 相容性。柔韧性和抗冲击性能良好、弹性模量低、线性热膨胀系数与混凝土 基本一致，能够适应外力或温度应力引起的变形。(6) 环保性。选用材料环保性能好，不会在施工过程屮对人体健康造成危害，固 化后不会污染水源。2. 2抗冲磨材料选择水工建筑物修补和抗冲磨保护工稈中，对过水建筑物冲磨破坏的修复是涉及面 最广、修复频率最高的一项

7、内容。多年来，通过对冲磨破坏修复经验的不断总结, 修复技术及新型抗冲耐磨材料的研究得到很大进展。根据高速水流介质和破坏情 况按表1选择不同种类的抗冲磨材料。表1常用抗冲磨保护材料选用表下载原表2.3 ne-ii型环氧砂浆、ne-iii型环氧胶泥与ne-vi环氧涂料的性能特点ne-ii型环氧砂浆是以改性环氧树脂、新型固化剂和特种添加材料复合而成的高 性能抗冲磨材料，具有性能优良，施工简便，无毒无污染，产品系列化等特点。ne-iii环氧胶泥是以环氧树脂、新型固化剂和特种纳米填料等为基料复合而成的 新型抗磨蚀材料，其具有良好的触变性能和自流平性能，能够提高混凝土的表 面质量和抗冲磨性能，且无毒无污染

8、。ne-vi环氧涂料是一种低粘度、高浸润性的新型涂料，其能浸入混凝土的表面碳 化层将其固结成一个整体，把混凝土表层渗透通路的毛细管堵塞，使腐蚀性介 质不能渗入，从而形成防护屏障，达到防护效果。同时还可有效提高过流面混凝 土的抗冲磨性能。3抗冲磨保护施工技术要点ne-ii型环氧砂浆、ne-iii环氧胶泥和ne-vi环氧涂料对过水建筑物混凝土表面抗 冲磨的处理工艺相互联系而各有不同。在施工过程须特别注意以下几点。(1) 基面处理须确保达到洁净、密实、干燥的技术要求，这是抗冲磨保护层施工 的成败关键。如果基面有渗水，要根据渗漏水情况先进行防渗处理，采用凿槽封 堵、化学灌浆或埋设排水管引水的处理方法对

9、渗水缺陷进行处理，确保基面无渗 漏水。(2) 环氧胶泥和环氧涂料抗冲磨保护层施工厚度为0.51. 5 mm,因此要在基面 处理吋严格按照设计要求修整混凝土平整度，这样才能确保抗冲磨保护层的平 整度。(3) 材料拌合的均匀性也是抗冲磨材料施工的关键点之一，施工过程中应严格 控制拌合比例和搅拌时间，避免因拌和不均匀而造成的施工质量不合格。(4) 在基面打磨时要注意通风和除尘，避免粉尘影响人体健康。4结论通过对混凝土冲磨破坏的分析及抗冲磨材料选择和工艺研究，可以得出以下结 论。仃)选择ne- ii型环氧砂浆、ne-iii环氧胶泥和ne-vi环氧涂料结合抗冲磨施工技 术应用于水工建筑物过流面的抗冲、磨、空蚀保护以及破坏后的修复是科学和有 效的。(2) 在施工过程中要注意对修补区域与原混凝土面的平顺连接，确保过水建筑 物高速过流时混凝土无空蚀破坏。(3) 抗冲磨保护层应根据水流介质、流速及修复要求进行材料和厚度的选择。ne系列环氧材料抗冲磨技术是在经济性、耐久性和使用效果等方面更有优势的 一种先进的抗冲磨保护技术。近年來旺系列抗冲磨材料广泛应用于小浪底、二 滩、紫坪铺水利枢纽、龚嘴水电站、瀑布沟水电站、四川映秀湾、龙头石水电站、 苏丹麦洛维等国内外大型水电工程，应用效果良好。但针对结构缝、伸缩缝等变 形较大的破损部位修复，其还需在今后通过工艺和材料的不断创新来解决，这 可作为混凝土