葛洲坝枢纽泄水过流面检修方法

1、葛洲坝工程泄水面检修方法葛洲坝工程的泄流面包括水闸的边墙和底板、冲砂闸门、消力池的挡板、机组进水口、蜗壳和尾水管、排沙底孔、排沙孔、泄洪洞进水口和流道等。这些建筑物的混凝土排放表面已经被水侵蚀磨损多年，需要定期维护。葛洲坝工程泄流面采用了多种修复方法和混凝土修复技术，修复效果良好。关键词：葛洲坝枢纽，流面，磨损，维护方法，修复效果1概述长江葛洲坝水利枢纽是以航运和发电为主要效益的大型径流水利工程。它也是三峡水利枢纽的反调节水库和航运梯级。它由水闸、电厂建筑和船闸组成，包括两个河床电站，总装机容量为2715兆瓦。每年汛期，上游洪水带着大量泥沙通过大坝。来水年平均含沙量为1.2公斤/立方米，年平均

2、输沙量达到5.3亿吨。汛期泄洪、排沙、发电过流后，工程水面出现不同程度的磨损，需要定期检查和修复。葛洲坝工程的泄流面包括水闸和冲沙闸的侧壁和底板、消力池的挡板、机组进水口、蜗壳和尾水管、泄沙底孔、泄沙孔、泄洪洞进水口和流道等。其中，二江闸为主要泄洪建筑物，年溢流时间长达5 6个月，大江泄洪冲沙闸溢流时间超过1个月。另外，为了减少泥沙对发电机组的磨损，电站排沙底孔和排沙洞每年汛期交替排沙。这些泄洪建筑物泄洪时间长，流速高(泄洪冲沙闸室流速达10 22m/s)，水流含沙量高。在枢纽初期运行和建设期间，大量围堰填料和工程废渣在洪水的作用下通过葛洲坝枢纽，因此水面的磨损程度与水流含沙量和水流时间基本相

3、关。一般情况下，排放结构的溢流面应每隔5 6年进行一次全面检修。2混凝土流面养护方法葛洲坝工程第二座拦河闸为27孔敞水平底闸，净宽12m，底板65m。闸室与180米长的一级消力池护坦相连。停机坪内设有两个纵向隔板，将停机坪分为左、中、右三个区域。泄水孔底板和消力池裙板常年浸没在水下。二江闸作为主要的泄洪排沙建筑物，每五年需要维修一次。维护方法包括特种工程船、浮动检修门、压缩空气和排水水槽柜、水下电视等维护设备，以及潜水维护。2.1工程船葛店1号工程船是专门用来修复二江闸溢流面的。配有供水、供电、供气系统、维修材料储存及搅拌系统，并配有25t吊车，可在作业区内自主移动。本工程船体两侧均设有提升桩

4、以稳定船体，甲板和船舷可通过浮动检修门、压缩空气和排水型沉淀池、潜水设备等进行提升、搬运、移动和停靠。工程船实际上是一个多功能的水检修平台。2.2浮动检修门二江闸单孔闸室维护专用的0#、1#、2#浮式检修门采用灌仓、沉底、浮移排水的运行方式，分别位于侧墩、缝墩或中墩的下游闸门，根据需要进行挡水。0#和1#浮动通道斗的高度压缩空气排水水槽柜适用于水深为2.5 12.5米的水下平面或坡度为112的混凝土斜地板的修补，实际上常用于裙板水平段地板的修补。它由盾头、浮箱、通道、平盾底和斜盾底、配重、供水、供电和供气设施等组成。水槽柜底部敞开，根据检修位置和水深情况，分别组装不同长度的通道和底仓。压缩空气

5、用于挤压压缩空气排水式水槽柜内的水，充气压力略高于维护区内的水压，从而在维护舱内形成无水空间，便于维护舱内盖底板的混凝土表面。当水池柜移位时，通过浮箱排水增加水池柜的自身浮力，使盾构底部稍微提离混凝土地面，在维修仓内靠人力或外力移动。消力池护坦水平段压缩空气排水式沉淀池的检修水深为3 5m，检修舱内的气压小于0.05mpa，水池柜维修舱的占地面积为30m2，护坦每年冬季维修约80次，基本满足了二江闸定期维修和安全运行的需要。但是，压缩空气排水式水槽柜已不再适用于对消力池底部和斜坡段的混凝土底板进行修补。目前，一种新型水槽柜正在设计中。2.4水下电视Sxd-ivb水下电视设备是由中国船舶工业总公

6、司开发的。它采用大屏幕液晶显示器、热升华视频打印机和视频无线传输技术，观察、存储和打印水下设备或水下摄像机待检部件的图像，工作深度可达80米。水下摄像机可以悬挂在水中进行检查，也可以由潜水员手持。Sxd-ivb水下电视观测和工程检测在二江闸护坦水下049缝检测和大江电厂排沙底孔上游检修门槛混凝土检测中取得了满意的效果。2.5潜水维护葛洲坝工程挡水前沿水下混凝土结构维修、进水口检修门和工作门故障排除、检修门槽水下混凝土维修、消力池护坦板检修等水下维修设备难以完成的工程采用潜水作业。潜水员潜入水下，用水下电视观察和触摸受损部位，用水下不分散混凝土、pbm聚合物混凝土或水下环氧树脂等混凝土修补材料进

7、行修补。采用钢叠梁闸门挡水，检修土石围堰，采用rcv-225遥控潜水器修复葛洲坝水工建筑物溢流面。使用钢制叠梁闸门止水时，很难吊装和止水，因此不再使用。1985年底至1986年春，葛洲坝第二闸护堤进行了大型土石坝大修。利用大江工程围堰拆除的废料，在二级河闸护堤周围修建了长600米以上、高10米以上的土石围堰，围堰内形成了约17万平方米的无水检修区，达到了全面检查消力池护坦运行磨损和修复缺陷的效果。大型土石围堰的维护通常不采用。此外，遥控潜水器rcv-225已被用于水下检查的液压结构。遥控深潜器Rcv-225是从美国进口的水下探测设备，它包括潜水摄像机、收发控制架、控制台、监视器等设备。它具有体

8、积小、操作方便的特点。深潜器的水下照明和照相机能够在10米的清水范围内提供清晰的图像，并且能够测量、拍摄和记录水下物体。水下探测深度从几米到几百米不等。遥控潜水器rcv-225的使用条件也受到一些环境的限制，例如(3)磨损深度大于3厘米，混凝土中大部分骨料外露，磨损面不均匀，有沟槽。应采取表面处理和结构加固措施，并使用高强混凝土或铸石砂浆等修补材料。水下修补材料包括水下不分散混凝土、pbm聚合物混凝土或水下环氧混凝土。3.1.2混凝土接缝磨损的修复(1)如果接合面的磨损深度小于1厘米，则不予处理。(2)如果接合面的磨损深度大于1cm，应进行局部修复。如果接合面的磨损深度大于2厘米，并且周围的混

9、凝土表面已经大面积磨损，则应进行基面修复和接合面修复。3.1.3橡胶带隔离膨胀节的磨损修复(1)磨损深度小于1cm的伸缩缝上的橡胶带一般不进行修理。(2)如果伸缩接头上的橡胶带磨损深度大于1cm，应修复接头表面，并对橡胶带进行填充和修整。修复上述磨损表面时，应压实和抛光修复表面，修复表面应与周围的混凝土基面平滑连接。修补面的起伏脊不应大于0.5厘米，超过0.5厘米的起伏脊应修补成1: 20的缓坡。3.2主要修复材料和修复方法(1)高强度抗冲击耐磨混凝土高强抗冲耐磨混凝土是由525#熟坝水泥、河砂、0.5 2 cm骨料、水和fdn减水剂混合而成。混凝土标号可达c50以上，具有良好的抗冲击性和耐磨

10、性。主要用于冲蚀磨损深度大于5厘米、磨损面积大的混凝土溢流面的修复。(2)水泥铸石砂浆水泥铸石砂浆采用525#熟坝水泥、辉绿岩铸石砂、水和一定量的减水剂，搅拌堆放一段时间后使用。具有良好的抗磨能力，主要用于磨损深度为2 5厘米的溢流面或磨损深度大于5厘米的局部凹坑的修复。船闸闸室大面积地面磨耗层排水修复时，采用水泥铸石砂浆对水泥、砂和铸石进行修补，配合比为112，并加入适量缓凝减水剂。水泥铸石砂浆用于修补水槽柜中的底板或低洼磨损面。为了加快砂浆的初凝，防止渗水的影响，可在铸石砂浆中加入2% sh添加剂。(3)环氧砂浆它由环氧树脂、稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂和惰性填料如石英砂、铸石砂、金刚砂

11、或河砂(根据修补部位选择)制成。环氧砂浆与混凝土表面粘结强度高，具有优异的抗冲击性和耐磨性，主要用于修复高流速的溢流面。例如，闸室的侧壁和底板、闸槽和底梁、局部冲刷坑、槽或机组蜗壳和尾水管流面上的接头磨损可以用环氧砂浆修补。环氧砂浆配方见表1。(4)水下环氧混凝土(5)pbm聚合物混凝土Pbm聚合物混凝土由pbm-a、pbm-b聚酯树脂、促进剂和引发剂与骨料混合而成。基本配方(重量比):pbm(a b)17%，中粗砂40%，碎石33%，促进剂0.25%，引发剂0.25%。pbm聚合物混凝土的抗压强度大于40mpa。Pbm聚合物混凝土(砂浆)在葛洲坝工程溢流面大修工程中多次使用。实践表明，pbm

12、聚合物混凝土具有常温或水中快速养护和自流平、养护后抗压和抗折强度高、粘结力强、抗冲击性和耐磨性好等优点。它特别适用于在水或潮湿条件下修补混凝土表面。(6)环氧橡胶粉水泥环氧胶粉水泥是由环氧树脂、稀释剂、固化剂、偶联剂、增塑剂、弹性填料和惰性填料混合而成。它是一种弹性好、强度高的柔性材料，主要用于混凝土柔性接缝的修补。环氧胶粉水泥的配方见表2。4过流损坏表面的原因、修复过程及修复效果4.1流面的失效形式及原因4.1.1均匀磨损4.1.2沟槽的磨损和剥蚀沟式磨损和剥蚀主要发生在消力池护坦板水平段和斜坡段的浇筑块接缝和伸缩缝处，也发生在弧形闸门侧止水和底部止水破损射流处新旧混凝土或不同修补材料的接触

13、面上。槽型的磨损和剥蚀使其沿接缝和界面冲压成V型槽，槽深可达几十毫米。4.1.3分段剥离在修补过的溢流面上，由于修补材料与旧混凝土表面结合不牢固，在溢流水的冲击下，修补材料沿结合面成块剥离。主要原因是修复材料选择不当和材料准备不当，尤其是修复界面工艺的质量问题。4.1.4坑状损坏坑状破坏主要发生在机组排沙底孔上游检修闸门门槛前后。大江机组排沙底孔每年汛期开启。近年来的水下检查发现，排沙底孔检修闸门的底梁及周边混凝土底板大部分都有深度达数十厘米的冲刷坑，底梁部分钢板磨损。排沙底孔进口流速为4 5m/s，不属于高速水流区。在槛前2m处设置一条纵向(平行于坝轴线)软缝，但软缝基本完好。弹坑状损坏的主

14、要原因如下：(1)大江电厂排沙底孔入口底坑的出现与发电机组和进水口的旋流冲磨有关。xx年1月，当20号机组左出砂底孔进水口被邻近机组关闭时，潜水检查和水下摄影显示，进水口底板表面无沉积，冲坑内填有卵石推移质，底板裸露混凝土表面的卵石似乎在旋转，冲坑明显被挟石水流冲刷磨损。(2)出砂底孔打开冲砂时，携带砂(卵石)的水流通过进口底板的磨损区，水流紊乱，推移质冲击磨损面，加速了冲坑的形成和发展。(3)冲刷坑主要出现在门槛二期混凝土区域。槛钢板上下游边缘与底板混凝土的接缝以及槛的二级混凝土区域似乎是易受侵蚀磨损的薄弱区域。(4)大江水电站前部为砂卵石汇集区，出砂底孔是汇集区砂卵石推移质的出站通道，经常被砂(卵石)水流冲刷。葛洲坝上游30公里的三峡工程施工期间，截流前后大量弃渣被投入葛洲坝，也增加了出砂底孔入口处形成槛坑的可能性。(5)排沙底孔进口冲刷坑形成区流速约4m/s，排沙底孔通道流速可达5 15m/s.然而，经过十多年的运行，历次对出砂孔底部转轮流面的抽查均显示，