三峽船閘地下輸水廊道第一分流口混凝土修復施工

三峽永久船閘輸水閥門作為船閘閘室的供水工作門,其結(jié)構(gòu)尺寸和單位重量均為已建和在建水利樞紐工程中最大的,再加上船閘的高水頭、高流速和復雜的工作環(huán)境,在閥門工作運行過程中,極易使水流產(chǎn)生空化現(xiàn)象,最終導致閥門的損壞,造成質(zhì)量安全事故。為此,在閥門的設(shè)計和施工過程中,采用和借鑒了以往的工作經(jīng)驗,通過大量試驗,更新、優(yōu)化了設(shè)計和施工方案,取得良好效果,可供類似輸水閥門的設(shè)計和施工借鑒。

三峽船閘輸水系統(tǒng)的中隔墩斜井邊頂拱段混凝土襯砌采用滑模施工,對滑模施工的程序,每一步的細節(jié)及施工管理作了介紹。

三峽雙線船閘地下輸水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復雜,由平、斜、豎隧洞和豎井錯落相貫構(gòu)成了龐大的地下洞室群,施工歷時4a共完成混凝土澆筑59.18萬m3。確?；炷临|(zhì)量優(yōu)良對雙線船閘的正常運行有至關(guān)重要的作用,為更好地檢查混凝土的內(nèi)部澆筑質(zhì)量,采取了混凝土無損檢測的措施,并結(jié)合檢測結(jié)果進行鉆孔取芯檢查。

一、概述 三峽永久船閘是兩雙線、平行、連續(xù)布置的五級特大型船閘,分南、北線,南北兩線閘室中心線相距94m,每線船閘主體段由6個閘首、5個閘室組成,共設(shè)12套輸水閥門.水頭40m以上靜水開啟,動水關(guān)閉.由于閥門處工作條件惡劣,設(shè)計部門對閥門結(jié)構(gòu)型式曾做過多種比較和水工模型試驗,最后選用了結(jié)構(gòu)較輕、啟閉力小、氣蝕小、水流條件平穩(wěn)的反向弧形閥門形式.閥門在高速水流(>20m/s)中工作,與高速水流有關(guān)的空蝕、振動、沖刷等水力學問題,都對閥門安全運行有著極大的影響.特別是安裝閥門周邊的止水裝置,其封水性能的優(yōu)劣將嚴重影響到上述水力學特性,所以水封安裝好壞尤為重要.

由于受結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝、施工環(huán)境等方面的影響,水工混凝土施工質(zhì)量缺陷難以完全避免。對三峽永久船閘混凝土表面缺陷、裂縫、止水滲漏、混凝土內(nèi)部質(zhì)量等問題產(chǎn)生的原因進行了分析,針對各種缺陷成因,分別采用不同措施進行了修補,修補完成后,以不同的方式進行了檢查。檢查結(jié)果表明混凝土質(zhì)量符合設(shè)計要求。自2003年三峽工程船閘試運行以來,運行情況良好,各項監(jiān)測指標均在正常范圍。2007年7月,三峽工程船閘通過了國務(wù)院三峽通航驗收委員會主持的通航驗收。

三峽工程雙線五級船閘開挖采用了綜合控制爆破技術(shù),施工中嚴格控制超挖和爆破震動,確保閘槽直立墻和高邊坡的穩(wěn)定。本文闡述了船閘閘槽開挖的爆破方案及施工方法,重點論述了影響爆破效果的諸因素及對策;并以全過程大量監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,在距爆區(qū)10m處質(zhì)點振速控制在10cm/s以下,巖壁面成型較好,邊坡超挖控制在20cm以內(nèi),殘留的半孔率80%以上,閘槽開挖爆破施工質(zhì)量優(yōu)良。

三峽船閘是三峽樞紐工程中任務(wù)最艱巨、最富挑戰(zhàn)性的項目之一,是武警水電部隊在三峽承建的主要施工項目。船閘施工技術(shù)難題的研究和解決,促進了水電施工技術(shù)的發(fā)展,特別是在高強度土石方開挖、深槽直立邊坡成型開挖、陡高巖體邊坡加固、薄壁襯砌墻鋼筋混凝土澆筑、特大型高精度人字門安裝等施工技術(shù)方面,取得了突破性的新發(fā)展。

主要介紹了三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程中,結(jié)構(gòu)襯砌混凝土的缺陷成因和主要修補方法。

三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)混凝土缺陷處理 陳石春,劉文,楊瑞蓮 (中國水利水電第十四工程局有限公司曲靖分公司,云南曲靖655000) 摘要:主要介紹了三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程中,結(jié)構(gòu)襯砌混凝土的缺陷成因和主要修補方法。 關(guān)鍵詞:地下輸水系統(tǒng);結(jié)構(gòu)混凝土;缺陷處理 中圖分類號:tv554文獻標識碼:b文章編號:1006-3951(2009)增刊-0059-03 1概述 三峽工程永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程,結(jié)構(gòu)體 型復雜,混凝土工程量大,過流面技術(shù)標準高,難度 大,工期緊。施工中受諸多因素影響,難免會產(chǎn)生一 定的混凝土缺陷,針對混凝土施工過程中常見的蜂 窩、麻面、凸凹錯臺、外形走樣、表面磨損、空蝕(亦稱 氣蝕)坑洞、露筋等混凝土施工缺陷問題,必須采取 切實可行的修補處理措施,以確?；炷凉こ痰?/p>

三峽永久船閘下游泄水箱涵位于基礎(chǔ)強約束區(qū),底板的允許最高溫度為26℃,設(shè)計建議5~9月份不施工,但為滿足控制性工期要求,夏季澆筑箱涵混凝土已不可避免。為達到滿足箱涵混凝土澆筑允許的最高溫度,必須采取切實有效的溫控措施。主要介紹了通過采用優(yōu)化施工配合比、預(yù)冷混凝土、初期通水冷卻、及時覆蓋保溫被和流水養(yǎng)護等溫控措施,對混凝土施工的全過程進行控制,現(xiàn)場溫控取得了一定的效果,破堰進水驗收前現(xiàn)場檢查未出現(xiàn)裂縫。

三峽船閘正式實施五級運行

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針對三峽船閘混凝土結(jié)構(gòu)復雜、施工工序繁多、技術(shù)要求高、質(zhì)量要求嚴等特點,在施工中對模板、溫控、混凝土澆筑等重點技術(shù)進行了認真研究,引進、研制和推廣應(yīng)用了許多新材料、新技術(shù)、新工藝,為解決三峽船閘混凝土施工的技術(shù)難題起到了關(guān)鍵作用,也為今后的類似工程施工提供了寶貴經(jīng)驗.

三峽永久船閘是目前世界上最大的通航建筑物,地下輸水系統(tǒng)隧洞體形結(jié)構(gòu)復雜,工程量浩大,施工質(zhì)量要求高。承擔此工程的三聯(lián)總公司以全新的運營模式,科學化的管理圓滿完成了工程建設(shè),取得了良好的社會及經(jīng)濟效益。

結(jié)合工程概況,介紹了上閘首結(jié)構(gòu)的特點,闡述了上閘首左邊墩輸水廊道的施工情況,并對混凝土澆筑拆模后出現(xiàn)的裂紋情況、原因以及控制措施進行了分析論述,最后總結(jié)出預(yù)防大體積混凝土產(chǎn)生裂紋的措施,以供類似工程參考。

三峽船閘混凝土結(jié)構(gòu)復雜,技術(shù)要求高,施工難度大,混凝土垂直運輸布置困難,特別是閘室薄壁襯砌墻澆筑方案復雜,同時閘室混凝土基本為強約束區(qū)和約束區(qū),溫控防裂要求高;閘首超大人字門安裝噸位大,技術(shù)難度大、精度要求高。武警水電部隊在施工中精心設(shè)計、精心施工,混凝土澆筑通過優(yōu)化門塔機布置,采用了閘室襯砌墻單側(cè)滑模和滑框倒模技術(shù),以及綜合溫控防裂技術(shù),并取得成功,人字門安裝采取測量控制優(yōu)化、安裝位置優(yōu)化,以及制定合理的吊裝和焊接技術(shù)方案,確保了安裝質(zhì)量和進度。

針對三峽永久船閘輸水系統(tǒng)南坡豎井數(shù)量多、體形復雜、施工條件差、干擾大、交通困難、工期緊等特點,施工中采用了三種非常規(guī)混凝土模板(滑框翻模、自升式筒模、懸臂模板),對它們的構(gòu)造及施工注意事項進行了論述,并比較它們的優(yōu)缺點。

針對船閘閘室襯砌墻的高直立、薄壁、倉內(nèi)結(jié)構(gòu)復雜、工序交叉作業(yè)干擾大、工期緊且“觀瞻性”質(zhì)量要求高、安全隱患多等特點,成功研制并實施了“單側(cè)分離式滑?！焙汀皢蝹?cè)滑框倒?！笔┕ぜ夹g(shù)。實踐證明,它具有速度快、安全性好、能保證混凝土“內(nèi)實外光”等優(yōu)點,填補了國內(nèi)單側(cè)滑模技術(shù)空白,均獲得了國家新型實用專利。

本試驗是國內(nèi)水電站中首次對閘門的起閉過程進行的動態(tài)模擬試驗。本試驗首次提出了工業(yè)三坐標測量系統(tǒng)以監(jiān)測閘門在起閉過程中的綜合狀況，所涉及的檢測項目為傳統(tǒng)的水工金屬結(jié)構(gòu)檢測方法不能或易進行直接測量的項目。

針對三峽船閘五閘室泄水運行中存在的問題,通過數(shù)模計算分析和原型調(diào)試研究,在維持現(xiàn)有運行方式大體不變的條件下,采用實時監(jiān)測到的箱涵出口與下游引航道水位差,確定與之相適應(yīng)的動水關(guān)閥小開度控制閥門運行的方法,較好地解決了六閘首閥門枯水期不能正常關(guān)至小開度從而造成閘室超泄偏大和汛期樞紐下泄流量較大時人字門不能按程序正常開啟的問題,給出了適應(yīng)于不同下泄流量下的六閘首閥門動水關(guān)閉參數(shù),可保證在通航流量范圍內(nèi),五閘室泄水時均無須動用輔閥,提高了通航效率。

分析了三峽船閘輸水系統(tǒng)閥門井段的閥門井、主廊道等孔口結(jié)構(gòu)，在內(nèi)水和外水壓力作用下的實驗研究成果。實驗證明，內(nèi)水壓下閥門井部分的應(yīng)力較大；而在外水壓下，閥門井部分的邊墻應(yīng)力更大。并指出，若是高邊坡一側(cè)的單輸水系統(tǒng)方案，則輸水廊道墻在外水壓下的應(yīng)力，將可能達到嚴重的程度。

“雙摻”技術(shù)已在水工混凝土中普遍應(yīng)用，但在過水建筑物混土中較少采用。通過三峽工程永久閘地下輸水系統(tǒng)混凝土配合比試驗研究，討論混凝土配合比中粉煤灰，高效減水劑、引水劑聯(lián)摻對地下工程襯砌混凝土的改性作用，提出在控制水灰比和粉煤灰摻量的情況下，“雙摻”技術(shù)對水工隧洞混凝土襯砌工程也具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。