响水涧抽水蓄能电站机组大型埋件周边混凝土施工方法.pdf

水利水电技术第4 6 卷2 0 l 5 年第 5期 响水涧抽水蓄能 电站机组大型埋件 周边 混凝土施工 方法 马进潮 ，张春智 ，范贵隆 ( 1 中国人民武装警察部 队 水 电第二总队六支队，福建 厦 门 3 6 1 0 2 1 ； 2 咸阳非金属矿研究设计院有限公 司，陕西 成 阳7 1 2 0 2 1 ) 关键词 ： 响水涧抽水蓄能电站 ；混凝土施工方法；灌浆 中图分类号 ：T V 5 4 4 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 7 4 0 3 1 工程概述 响水涧抽水蓄能 电站位 于安徽省 芜湖市三 山区 峨桥镇境内 ，距繁 昌县城约 2 5 k m，距芜湖市 约 4 5 k m，电站装机容量 1 0 0 0 MW( 42 5 0 MW) ，为 日 调节纯抽水 蓄能 电站 。电站机组大型埋件包括尾水 管 、座环 、蜗壳 、定子基 础等。尾水 管为立轴弯肘 式 ，尾水管最大 内径为 6 8 m，长度 约 3 0 m；蜗壳 进水 口断面为 3 3 m，蜗壳 边缘最 大距离 约 1 3 m； 定子 铁 芯 内径 为 7 5 m，定 子 组 装完 成 后 重 量 为 2 68 t 。 由于埋件的尺寸及重量都较大 ，要求埋件周边混 凝土浇筑在前期分层分块设计、浇筑过程中都要采取 一 定措施使埋件不能发生位移 ，浇筑后要采取灌浆等 措施处理埋件阴角空鼓 j 。 2 机组段混凝土分层分块设计 机组段混凝土分层分块设计是混凝土施工前 的重 要策划 ，分层分块设计既要利于混凝土施工 ，又要和 大型埋件的安装过程相结合 一 J 。由于大型埋件尾水 管 、座环 、蜗壳的直径较大，混凝土分层分块浇筑主 要考虑埋件基础及加固锚栓 的安装 ，混凝土浇筑过程 中由于大型埋 件浮力过大而引起 的埋件挣脱锚栓 上 浮，造成重大质量事故 J 。 响水涧机组段蜗壳层及以下混凝土分层分块 图如 图 1 所示，A一1层及 A一 6层是考虑安装尾水管、座 环 、蜗壳的埋件及加 固锚栓安装 ，A一1层也可作为 尾水管托运通道；A一 51层及 A一 7层分别只浇筑 7 4 到尾水管及蜗壳的腰线 ，由于考虑混凝土浇筑过程中 避免尾水管及蜗壳在液态混凝土中的浮力太大 ，所以 埋件周边混凝土分两层浇筑 。 3 混凝土浇筑过程控制及监测 3 1 混凝 土浇筑 控 制 在尾水管 A一 51层浇筑 时，宜采用平铺法浇 筑 ，每个平铺层的厚度不 超过 2 0 c m，混凝 土上升 速率为不超过 8 0 c m h ，尾水管 两侧混 凝土要 同步 上升 ，两侧 混凝土高差不超过 2 0 c m。在尾水 管底 部每 隔 1 m 开一 个 直径 为 1 0 0 mm 的孔作 为 振 捣 孔 ，在尾水 管 底部 混 凝 土浇 筑 时做 振捣 用 ，保 证 尾水管底部混凝 土浇筑质量。在蜗壳 A一7层 浇筑 时 ，也宜采 用 平铺 法 浇筑 ，每个 平铺 层 的厚 度 不 超过 2 0 c m，混 凝 土上 升 速率 为 不 超过 8 0 e m h， 蜗壳周边 混凝 土要 同步上 升 ，局 部 混凝 土 高差 不 超 过 2 0 c m。 3 2浇筑过程中埋件监测 在 A一51层 浇 筑前 ，在尾 水轴 管 出 口和 尾 水管扩散段 出 口4个 9 O 。 方向安装钢支架 ，在 四个 方 向的水平 和垂 直位置各架设一块 百分表 ( 精 度为 0 0 1 mm) ，在混凝土 浇筑过 程 中随时监测 百分 表 的读数 ，防止 埋件 在 浇筑 过 程 中位移 ，在 浇筑 过 程 中 ，当百分表 的数据变化 超过 0 1 mm时 ，就要 及时分析数据 ，合理调整浇筑方向和速率 ，保证埋件 收稿 日期 ：2 0 1 4 1 2 - 3 0 作者简介 ：马进潮 ( 1 9 7 8 一)，男 ，高级工程师 。 Wa te rRe s o u r c e s a n dHy d r o po we rEn g i n e e r i n g V o 1 4 6 No 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 马进潮， 等响水涧抽水蓄能电站机组大型埋件周边混凝土施工方法 图 1 响水涧抽水蓄能电站机组段混凝土区域划分 质 量 。 在 A一 7层 浇筑 前 ，在 座环 内侧及 蜗壳延 伸段 出 口法兰 4个 9 0 。 方 向安装 钢支架 ，在 4个 方 向的 水平和垂直 位 置 各 架 设 一块 百 分 表 ( 精 度 为 0 0 1 m m) ，在 昆凝 土 浇筑 过 程 中 随时 监测 百 分 表 的读 数 ，防止埋件 在 浇筑过程 中位移 ，在 浇筑 过程 中， 当百分表 的数 据变化超 过 0 1 r a m 时 ，就要 及时分 析数据 ，合理 调 整 浇 筑方 向和 速 率 ，保证 埋 件 质 量 。 4 埋件底部及阴角空鼓处理 4 1 尾水管底部空鼓处理 在机组段混凝土浇筑完毕 ，尾水管 内支撑割 除 后 ，清理底部混凝土及垃圾 ，将尾水管 浇筑过程 中 振捣孔割除钢板焊接 回原位 。完成后 ，用小锤敲打 尾水管底部 6 0 。 方 向 ，根 据声音 判断尾 水管底 部是 否有空鼓 ，若 有空鼓 ，检测空鼓 范围 ，用 记号笔标 注。采用接触灌浆 的办法 在空鼓 的位置打孔 ，焊接 灌浆管进 行 灌 浆 ，灌 浆完 成 后 ，再 次 检查 空鼓 情 况 ，直到尾水管底部 空鼓 全部消除 ，最 后再将灌浆 孔焊接封堵。 4 2 蜗壳底部回填灌浆 ( 1 ) 灌浆系统布 置。 回填灌 浆按 施工 图纸 要求 划分 的灌浆区段分序加 密进行 ，分序序 数和分序方 法根据地质情况和工程要求确定，灌浆区段分序拟 分二 序施 工 。回填 灌 浆孔 排 距按 施 工 图纸要 求 布 置。灌浆管路平面如 图 2所示 ，灌浆管路 如图 3所 示 。以机组 中心为界将蜗壳平面化为上游 面和下游 面两个灌浆 区。剖面上布置 三排灌浆管 ，蜗壳 中心 以下 4 5 。 ，设置两路 ，满足蜗壳底部接触 面的灌浆 。 水利水电技术第 4 6卷2 0 1 5年第5期 在蜗 壳里 面 阴角部 位 ，设 置 一 路灌 浆管 ，防止该 部位混 凝 土 浇筑 时 ，因客 观条 件 限制可 能 出现部 分空洞 时 回填灌 浆 。内 外排 设 置 了排 气管 ，当二序 孔 灌浆 完后 可 回填封 闭。灌浆 系 统的 出浆 盒 、排 气 盒 直 径 1 0 0 1T i m，用薄铁皮加工制成 。进浆 支 管 、排 气 支 管 采 用 4 , 1 5 mm 钢管 ；进浆 主 管 、排 气 主管 采 用 + 2 5 mm 钢 管 ；进 浆 总 管 、 排气 总 管 采 用 + 5 0 m m 钢 管 。 各类 钢管 在现场 焊接成灌 浆管 路系统。 ( 2 ) 布孔 。将出浆盒 按 间距布 置在 蜗壳钢 管 的 底 部 ，接着 安 装 进浆 支 管 、干 管 、主管 以及排 气 盒 、排气管 。安装 完后进行通水试验 。然后在 出浆 盒盖的四周用干水泥浆密封 ，防止浇筑时混凝土浆 水的进入 。 上半落区 回浆 l l l L 排气 进浆 进浆 图 2灌浆管路 布置 平面 5 m 一 排 进 浆 、 管 A一 7 管= ! l l 灌 浆支管 】 l 灌浆总管 l 图3 灌浆管路 ( 3 ) 冲洗。蜗壳底部 回填灌浆前 ，采用稍高于灌 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 马进潮， 等响水涧抽水蓄能电站机组大型埋件周边混凝土施工方法 浆压力的水 ( 其压力不高于蜗壳抗外压 的安全压力 ) 挤开出浆盒与混凝土间的缝隙 ，然后使用洁净的压缩 空气检查缝隙串通情况 ，吹除空 隙内的污物和积水 ， 风压应高于灌浆压力。 ( 4 ) 灌浆方法。蜗壳回填灌浆要求在蜗壳外包的 混凝土达到 7 0 设计强度后进行。结合本 工程对整 个工程工期要求的具体情况 ，蜗壳回填灌浆安排在主 机段 A一 8仓的混凝土浇筑完 1 5 d后进行。蜗壳回填 灌浆应采用循环灌浆法，由低处往高处灌注，单排作 一 序孔 ，双排作二序孔 ， 一序孑 L 灌浆时 ， 二序孔作排 气孔兼出浆孔 ；二序孔灌浆时 ，应留上一孔作排气孔 兼 出浆孔。 ( 5 ) 灌浆封孔 。回填灌浆结束后 ，应排除钻孔 内 积水和污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平 ，露出 衬砌混凝土表面的埋管应割除 ；并按设计要求封焊灌 浆孔，磨平过高的余度及飞溅物等残迹，补喷金属涂 层或补刷涂料等。 5 定子及承重机架基础二期混凝土浇筑方法 定子及机架 由于需要后期精确调整定位 ，在一期 混凝土浇筑时要 留出一定的空间调整余量 ，这部分混 凝土要等到定子及机架安装调整完成后才能浇筑 ，这 部分混凝土一般称为基础二期混凝土。由于定子及承 重机架基础要承受上百吨甚至上千吨的重量 ，如何保 证浇筑 质量 ，需 解决 以下 几个 问题 ：( 1 ) 由于承重 大 ，混凝土强度要高。( 2 ) 二期混凝土方量不大 ，空 间狭小 ，各种加固铁板钢筋密密麻麻 ，振动棒很难振 捣 ，要求混凝土和易性要好 ，最好不需要振捣 。( 3 ) 定子及承重机架基础板不仅厚度大 ，一般都超过 4 0 m m，而且面积大 ，普通混凝土由于会 收缩 ，必然在 基础板下形成空鼓 ，但基础板厚度太厚 ，很难钻孔灌 浆。 鉴于以上原因，我们选择了混凝土高强度无收缩 灌浆料 。高强度无 收缩灌浆料是 以高强度材料 为骨 料 ，以水泥作为结合剂 ，辅以高流态 、微膨胀 、防离 析高强无收缩灌浆料等物质配制而成 ，凝固后强度可 达到 C 8 0混凝 土强度 ，远远高于普通混凝土 C 2 5的 强度 ；流动性非常好 ，不需要振动棒振捣 ；混凝土凝 固后不收缩 ，也不会在基础板底部形成空鼓 ，无需后 期灌浆。 6结语 水电站机组大型埋件周边混凝 土施工 ，既要保 证埋件 的精确定 位 ，又要保证 混凝 土浇筑质量 ，一 直是施工 的重点和难点。本 文通过 安徽 响水涧抽水 蓄能电站实际经验 ，详 细介绍 了通 过混凝土分层分 块 、混凝 土浇筑过程 控制 、灌浆处 理等措施处理埋 件 阴角空鼓等措施 ，保证了机组埋件 的精度 和周 边 混凝土的施工质量 ，对以后类似工程施工具有一 定 的借鉴作用 。 参考文献 ： 1 于兰阶 水轮发 电机组的安 装与检修 M 北京 ：水 利水 电出 版社 ，2 0 1 0 2 唐松涛 大体积 混凝土 基础 中高精度 预埋件 的施 工控 制方 法 J 价值工程， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 2 3 ) ： 8 3 - 8 4 3 辛钰林 土建工 程施T 中预埋 件施 工的质 量控 制与技 术要 点 J 科技创新导报 ，2 0 1 2 ( 1 0) ：3 9 4 贾永宾 ，吕会喜 ，王丽丽 高精度大预埋件的制作与施 T技术 J 施T技术 ，2 0 0 8 ( S 1 ) ：3 1 8 3 1 9 5 李学衡 混凝 土设备基础 施工方 法探讨 J 中 国新 技术新 产 品 ，2 0 1 0 ( 3 ) ：9 8 6 屈百径 ，王军 ，张元 谈大 型框架式设备基础梁 内预埋 套管引 起的问题及施工中采取 的措施 J 陕西 建筑 ，2 0 0 6( 5 ) ：2 6 3 O 7 许 民 安装配合土建工 程施工界 面的技术 管理 J 建筑 管理 现代化 ，2 0 0 5 ( 6 ) ：6 1 - 6 3 8 马海莲 浅析水利工程 中机 电设备安装与土建施丁 的协 调配合 J 中小企 、 I 管理与科技 ，2 0 1 2 ( 1 ) ：1 2 7 ( 责任编辑郭利娜) ( 上接第 7 3页) 部试验仪器 ，在球阀全开状态 ，机组并网带试验所需 负荷。( 4 ) 用调速器开度限制机构将导 叶开度 固定， 手动 操 作 球 阀关 闭，在 0 。 、1 5 。 、3 5 。 、4 5 。 、6 0 。 、 7 5 。 、9 0 。 转角时用 电子表 记 录转角 时 间。( 5) 关 闭 导水机构 ，手动开启球 阀，在活 门可 以动水 开启 角 度时迅速打开导水机构 至开度 限制位置 ，球 阀不停 地完成动水开启 试验 。( 6) 整理试 验资料 ，绘 制各 个特性 曲线 。 6结语 通过对安徽响水涧抽水蓄能电站进水球阀安装技 术的简单探讨 ，重点介绍了球阀安装过程 中的定位和 焊接技术 ，可供以后类似抽水蓄能电站进水球 阀安装 参考借鉴。 ( 责任 编辑郭利娜 ) 水利水 电技术第 4 6卷2 0 l 5年第 5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m