孫華章，李允魯，詹虎躍

（華能景洪水電工程建設管理局，云南 景洪 666100）

景洪水電站位于云南省西雙版納傣族自治州境內，距景洪市約5 km，是瀾滄江中下游河段梯級規(guī)劃的第六級電站。電站樞紐由攔河壩、泄洪沖沙建筑物、引水發(fā)電建筑物、垂直升船機等組成，總庫容11.39億m3，裝機容量1 750 MW（5×350 MW）。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高108 m。

0 引 言

水電站工程中的引水壓力鋼管、蝸殼、肘管、預埋件等都屬于鋼襯結構。由于混凝土終凝后收縮或鋼襯妨礙混凝土澆筑時振搗等因素的影響，鋼襯與混凝土接觸面或多或少會出現脫空。為了確保鋼襯混凝土聯合受力與安全運行，一般對脫空均采用接觸灌漿方法處理。

鋼襯接觸灌漿常常采用在鋼襯上預留孔、鉆孔或在鋼襯與混凝土接觸面預埋管，用水泥漿液進行填充。這種方法最大的優(yōu)點是成本低、經濟效益明顯，因而為大多數工程所用。但也有部分工程因為鋼襯結構安全運行需要，不得不采用價格高昂的化學灌漿方法。兩種灌漿方法各有優(yōu)劣，水泥灌漿成本低，但水泥漿液的流通性差，往往制約灌漿質量；化學灌漿雖然材料流通性好，能較好地保證灌漿質量，但其成本高，且接觸灌漿屬于隱蔽性工程，注漿量無法預估，難以被大范圍推廣應用。

景洪水電站壓力鋼管直徑為11.2 m，僅次于三峽水電站，大流量引水的特性對鋼襯接觸灌漿質量提出了更高的要求。景洪水電站采取了水泥灌漿與化學灌漿相結合的方式實施鋼襯接觸灌漿，即水工鋼襯接觸復合填充灌漿技術。該技術明顯的優(yōu)勢在于利用廉價的水泥漿液將可能造成注漿量大的區(qū)域提前填充，并完成脫空縫隙較深區(qū)域的灌漿施工，然后再進行化學灌漿，從而使化學灌漿量從未知量變成可估算量，降低了化學灌漿成本，同時又提高了灌漿質量。

1 灌前工作

1.1 脫空參數的確定

鋼襯接觸灌漿灌前第一項工作是脫空參數的確定，景洪電站鋼襯脫空參數主要包含以下兩個內容，一是脫空深度的確定，二是脫空范圍的確定。前者主要采用捶擊敲打法，即用錘子敲打鋼襯確定，后者則是邊捶擊邊用粉筆圈畫出脫空范圍，現場立即繪制成圖，以指導開孔和灌漿施工。捶擊敲打時如響聲為“咚咚咚”，則該處鋼襯脫空較嚴重；如響聲為“嗒嗒嗒”，則該處存在脫空，但深度不深；如響聲為“當當當”，則該處鋼襯與混凝土接觸良好。在鉆孔階段，再利用鉆孔以卷尺測量脫空深度進行校正。

捶擊敲打操作時，清理干凈鋼襯表面上的堆物、附漿等，敲打者盡量不穿軟質鞋子，必要時搭架鋼管以使捶擊敲打者不踩在被捶擊敲打的鋼襯上。所有這些均是景洪水電站為保證鋼襯被捶擊敲打時響聲清楚、真實所采取的有效措施。

1.2 鉆孔埋嘴

景洪水電站壓力鋼管和肘管采取預留灌漿孔，蝸殼采取預埋管的方式，實施過程中根據脫空區(qū)及孔（管）連通情況，再予以適當鉆孔補充。

鉆孔時應根據《規(guī)范》要求，每一個獨立的脫空區(qū)布孔不應少于2個，最低處和最高處都應布孔，孔徑不宜小于12 mm。鉆孔的布置原則是在滿足規(guī)范的前提下，盡量少布和減小孔徑，以減少鋼襯破壞。如脫空區(qū)相連通，則位于低處的脫空區(qū)布孔徑較大的灌漿孔；位于高處的脫空區(qū)布孔徑較小的排氣孔。鉆孔的布設位置要避開鋼襯接頭、加勁環(huán)等部位。進行造孔時，先用小鉆頭（?12 mm）將鋼襯鉆穿，用鋼卷尺插入孔內測量脫空深度。通過對脫空面積、脫空深度及脫空區(qū)串通情況的計算分析，估算每個獨立脫空灌區(qū)的需漿量，依據需漿量確定鉆孔的數量及孔徑。一般的說，如果脫空灌區(qū)面積較大、脫空深度淺，則鉆孔數量多、孔徑小；反之如果脫空灌區(qū)面積小、脫空深度大，則鉆孔數量少、孔徑大。造孔完畢后即在孔內攻絲，然后裝上灌漿管、排氣管。在此著重一提的是對脫空面積較大的灌區(qū)，尤其是對脫空深度較淺的大灌區(qū)，除了按照規(guī)范要求布設灌漿孔和排氣孔外，尚應布設1～2個用于安裝壓力表的鉆孔（一般布置在脫空區(qū)中間位置），以監(jiān)測灌漿時鋼襯的受力情況。

1.3 材料的選擇

水工鋼襯接觸復合填充灌漿技術使用的關鍵材料為水泥和化灌材料，其中水泥選用常規(guī)接觸灌漿使用的硅酸鹽水泥即可，無特殊要求，但因為水泥灌漿后脫空縫面難以保證干燥，化學灌漿材料的親水性能尤為重要。鑒于目前化灌材料在親水性能和粘結強度方面很難同時達到理想要求，景洪水電站選用了具有一定親水性的改性環(huán)氧材料作為化灌材料。

2 灌前沖洗－串通檢查

鋼襯接觸灌漿沖洗的目的有三：一是清除脫空區(qū)內的污物積水，二是檢查了解掌握脫空區(qū)的串通情況，三是在沖洗水中加入高錳酸鉀等將水染色，計量注入量，以掌握脫空容積，以便準備充足的灌漿材料。景洪電站鋼襯底部沖洗時遵循先水洗后風吹的順序。水洗時，水從脫空高處孔注入，脫空低處孔排除污物積水；風吹時，風從脫空低處孔通入，從脫空高處排出污物積水。水、風循環(huán)沖洗各兩次，直至回水清潔、積水全部清除為止。沖洗時使用的風水壓力一般控制在灌漿壓力的80%。沖洗時觀察脫空區(qū)的串通情況，并將串通情況及時地在鋼襯上標記清楚，沖洗完畢后與其他檢查成果一起繪制成圖。由于風、水透入性很強，為避免鋼襯因大面積受壓作用產生拱起，在沖洗開始階段，所有污物積水排出孔均不堵上，在保證足夠的灌漿排除量前提下，依次將排出孔堵上，以保證脫空區(qū)域的沖洗壓力和測容的最大精確度。

3 灌漿壓力及漿液選定

灌漿壓力和漿液濃度是直接影響灌漿效果的兩個重要因素。從主觀方面來說，使用較大的灌漿壓力和濃度較高的漿液其填充脫空的效果較理想，因為壓力大能使?jié){液填充充分，而濃漿結石后收縮比小，能避免出現二次脫空。但是，鋼襯能承受的最大壓力有限，超過則鋼襯被拱起。而濃漿流動性能較差，易引起堵塞，同時濃漿無法流入深度較淺的脫空區(qū)。景洪電站根據不同部位鋼襯承受能力和脫空面積大小，設計規(guī)定壓力鋼管和蝸殼灌漿壓力不大于0.1 MPa，肘管接觸灌漿壓力不大于0.25 MPa。對于無法使用較大灌漿壓力的大面積脫空，為保證漿液的有效充填，采用了多臺灌漿泵及一臺泵接多個灌漿管頭，并延長屏漿時間，以保證灌漿質量。對于所有的灌漿區(qū)域，均保留鋼襯的內支撐，以達到使用較大灌漿壓力的目的。

漿液濃度取決于脫空深度。景洪電站對于脫空區(qū)域較大的灌區(qū)，部分采用先砂漿回填灌漿，后水泥漿接觸灌漿的方法，部分采用了水泥漿濃漿的灌注方法；對脫空深度較淺的灌區(qū)，灌注稀漿。對于灌注水泥漿液的灌區(qū)，均采用1∶1、0.8∶1、0.6∶1（0.5∶1）三個比級，以先稀后濃的原則施灌。

在水泥灌漿結束待強14 d后，開始實施化學灌漿，化學漿液嚴格按照廠家給定的比例配置。

4 灌 漿

4.1 水泥灌漿

接觸灌漿施工過程中，嚴格遵循先稀漿后濃漿和先小壓力后大壓力的原則。灌漿時進漿管、回漿管和脫空區(qū)都分別安裝壓力表，以監(jiān)測各自的壓力情況，對于面積較大的脫空灌區(qū)，至少安裝一個千分表。除在脫空區(qū)域內，其他未脫空但距灌區(qū)較近的部位也安裝了千分表，用以監(jiān)測鋼襯在施灌過程中的變形情況。壓力表和千分表都派有專人觀測，并每隔2 min向送漿人員讀報一次數值。灌漿自低部位脫空區(qū)的低處孔開始，灌漿過程中敲擊震動鋼襯，待各高處孔分別排出濃漿后一次將其孔口關閉。灌漿壓力控制由小到大逐級升壓，在漿液灌入量正常情況下不增加壓力，漿液的輸送保持均勻連續(xù)，堅決杜絕“吃一口、喂一口”“一口喂飽”的做法，即使在吃漿量較大的情況下也不過分加大送漿量，防止脫空區(qū)一旦被灌滿而送漿尚在繼續(xù)，引起鋼襯“鼓包”。灌漿過程中嚴格控制供漿的連續(xù)性，杜絕灌漿過程出現中斷，導致進漿孔、送漿管堵塞的現象。脫空區(qū)未灌滿而發(fā)生供漿中斷時，則采用風水沖洗灌區(qū)，將脫空區(qū)內已灌進的漿液全部清除，以便重新灌漿，堅決杜絕因供漿中斷導致進漿孔堵塞進行二次布孔的情況。防止發(fā)生灌漿突然中斷事故，除了保證水電供應及機械設備正常運行外，還需制備足夠的漿材及保持管路暢通。

景洪電站鋼襯接觸灌漿停灌標準：在設計給定的灌漿壓力下，出漿孔排出的漿液濃度與灌入的漿液濃度相同，封閉排漿孔不再吸漿后，延續(xù)灌漿20 min（屏漿時間）即可結束。屏漿時為防止鋼襯拱起，對排氣管的閥門進行適當調整。

4.2 二次脫空檢查及通風檢查

水泥漿灌漿結束并待強14 d后，即可開展二次脫空檢查，主要確定水泥灌漿后需要進行二次水泥灌漿或化學灌漿的區(qū)域，并根據脫空情況制定二次灌漿措施（水泥灌漿補灌或化灌）。景洪水電站明確要求水泥灌漿后脫空面積大于0.5 m2即需采取二次灌漿。

二次灌漿前，通風檢查主要是檢查剩余脫空區(qū)域內灌漿孔的連通情況，以便選擇可利用的水泥灌漿孔和確定是否需要補孔。如果二次灌漿采取化學灌漿，則通風時除檢查灌漿孔連通情況外，還需要適當延長通風時間，以排空脫空縫內的積水，并盡可能風干縫面，增加化學材料的粘結強度。景洪水電站在二次通風檢查時，對化學灌漿區(qū)域曾做過通風時間長達12 h的試驗，結果表明長時間通風在工期允許的情況下，對縫面的干燥有一定的效果，也利于化學材料粘結。

4.3 化學灌漿

化學灌漿施工的關鍵在于配漿量與灌漿進度協調。因為化學灌漿材料一經混合后，不用完會造成浪費，而且配漿量較大會導致反應放熱增加，影響反應速度，因此化學灌漿材料在配置時應根據進漿情況適當控制配漿量，在保證灌漿進度的條件下，應減少每次的配漿量。

景洪水電站化學灌漿施工的灌漿壓力等參數均按照水泥灌漿參數的要求，在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿后，繼續(xù)注漿5 min，結束化學灌漿。

5 質量檢查及效果

景洪電站鋼襯接觸灌漿質量檢查要求在化學灌漿結束后進行。質量檢查主要內容：脫空范圍和脫空深度。檢查采用捶擊敲打法與中子無損檢測法，通過檢查，對脫空面積大于0.5 m2的區(qū)域要求再次補灌。根據質量檢查情況，在二次化學灌漿后，未發(fā)現有脫空面積大于0.5 m2的區(qū)域，灌漿質量良好。

自2008年6月景洪水電站建成發(fā)電至今，鋼襯結構運行情況良好。2011年3月，電站運行單位曾對肘管進行了敲擊檢查，未發(fā)現脫空面積大于0.5 m2的區(qū)域，表明鋼襯復合接觸灌漿技術在景洪水電站的嘗試性運用質量可靠。