安康水电站表孔消力池底板修复技术研究.doc

安康水电站表孔消力池底板修复技术研究 王增利 一．电站概况 安康水电站位于汉江上游，在陕西省安康市城西18km处。下游距已建丹江口水电站约260km，上游距已建的喜河水电站约145km。安康工程以发电为主，兼顾防洪、航运、养殖、旅游等综合利用效益。 水库正常蓄水位330m，死水位300m。正常蓄水位以下库容25.8亿m3，可进行不完全年调节。水库预留3.6亿m3防洪库容，可以消减五年至二十年一遇洪水洪峰流量3000～4500 m3/s。坝址多年平均流量608m3/s，多年平均年径流量192亿m3/s，设计洪峰流量（P=0.1%）36700 m3/s，校核洪峰流量（P=0.01%）45000 m3/s 。电站总装机容量800MW，保证出力175MW，多年平均发电量28亿kW.h，年利用小时数3500h。电站枢纽工程由拦河坝、泄洪消能建筑物、坝后式厂房和通航设施等建筑物组成。 电站表孔消力池底板存在层间脱离等缺陷，曾先后于1996年、2000年、2002年和2004年和2007年进行过次修复处理2个贯穿性集中漏水点，其中1号渗水点位于11池1、12池1靠近拱顶处，漏水量约为5850ml/s。2号漏水点位于13池2、池5间，漏水量约为3380ml/s。7月24日（泄洪后）密封门打开后现场检查发现除1、2号集中漏水点外，位于13池3的原脉动压力管集中漏水处又开始漏水（05年初处理后至一直未漏水），该点在7月13日消力池检查时仅有滴水产生。估测总漏水量（包括3个漏水点）约为15600ml/s，相比7月13日总漏水量9230ml/s有明显增大。7月30日继续增大到20500ml/s。2007年8月2日～8月6日对该三处漏水点采用化学灌浆进行封堵。8月8日漏水量减小到750ml/s 2011年11月抽水完成后对消力池底板进行检查发现，铁钢砂与弹性环氧砂浆实验块出现大面积脱落，其中铁钢砂实验块多半破坏，弹性环氧砂浆实验块基本全破坏，部分区域出现小面积冲坑；锚杆出现个别被拔出，锚杆头及头部环氧护面脱落较多。最大面积及最大冲蚀坑均出现在11坝段和13坝段。整个消力池共有近300余个插筋表面环氧脱落，钢筋外露，个别插筋有拨出现象。 3.5 钢结构橡胶围堰的使用 原设计施工围堰为土石围堰，位于表孔消力池尾坎上。为确保工程顺利施工，经多次研究分析： 第一，消力池尾坎较为狭窄，不便于土石围堰的填筑。若填筑土石围堰必须占用尾水河道，施工量大。 第二，施工难度大，土石材料的运输很不方便。 第三，土石围堰施工效果不好，需经常检查维护。若遇到高水位或洪水过程，长期浸泡或冲蚀，会威胁到施工人员及工地安全。 土石围堰与钢结构橡胶围堰的优缺点对比 土石围堰 钢结构橡胶围堰 填筑土石方量大，场地不足 占用空间小，利于施工 材料运输不便，需多辆运输设备 施工材料用一条船便可运输围堰所需材料 经不起长期浸泡，特别是洪水冲蚀 结构坚固，经久耐用 施工期长 施工期仅需5天左右 不环保，影响河床生态。污染河水 可以实现0污染 3.8 钢纤维混凝土配合比设计试验研究成果 3.8.1钢纤维混凝土施工配合比设计 2、混凝土配合比优化 为使新、老混凝土良好结合，优化水泥用量，降低混凝土内部水化热温升，减小新浇混凝土温度变形，有利于新老混凝土结合，科研小组在拟定配合比的基础上，对配合比进行了优化设计。为此科研小组就天然砂的颗粒级配和细度模数进行了多次试验，将多组数据统计研究分析，根据试验得到的混合砂颗粒级配和细度模数2.90，以及各种原材料的检验结果，进行配合比优化试验，优化后的配合比及试验结果见表 钢纤维混凝土施工配合比 混凝土 强度等级 级配 水 胶 比 砂 率 每m3混凝土材料用量（kg/m3） 水 水 泥 粉 煤 灰 钢 纤 维 砂 大石 中 石 小 石 减水剂 （%） 引气剂 （/万） C35W8F100 三 0.35 24% 112 288 32 40 482 610 458 457 2.24 0.16 钢纤维混凝土抗压、劈裂抗拉强度 设计强度等级 抗压强度/MPa /MPa 7d 28d 7d 28d C35W8F100 33.7 45.5 1.82 2.55 3.8.2研究结论 1、根据参照三峡工程中混凝土配合比设计试验的先进经验，安康消力池底板修复处理工程抗冲耐磨钢纤维混凝土配合比设计过程中采用了以中热硅酸盐水泥掺用I级粉煤灰，联合掺用高效减水剂和引气剂的技术方案，在确保混凝土施工性能、强度性能和耐久性能的同时，混凝土单位用水量得到了有效降低。 2、混凝土配合比得到了现场生产及施工应用验证，检测成果表明，混凝土配