响洪甸蓄能电站闸门槽混凝土贯穿性漏水处理施工技术应用分析

郭 熔

（安徽省响洪甸蓄能发电有限责任公司，安徽省六安市 237335）

响洪甸蓄能电站闸门槽混凝土贯穿性漏水处理施工技术应用分析

郭 熔

（安徽省响洪甸蓄能发电有限责任公司，安徽省六安市 237335）

响洪甸蓄能电站5号机组大修期间排空输水主洞检查，发现上游闸门槽（面向下游侧右侧）二期混凝土出现上下游贯穿性的渗漏通道，漏水量达到500m3/h。本文着重从漏水处理过程中应用的施工方法进行解析，阐述其作用和工艺。以便将响洪甸电站成功消除闸门槽漏水的经验进行分享，也为其他水电站处理类似缺陷提供参考借鉴。

闸门槽；混凝土；贯穿；漏水；移位；应用；灌浆

0 引言

响洪甸抽水蓄能电站位于安徽省金寨县境内的淮河支流西淠河上，距六安市58km，距合肥市137km。电站装有2台单机容量为40MW的水轮发电机组。蓄能电站利用已建的响洪甸水电站水库作为上库，上库进水口位于上库大坝左岸上游约250.0m处。进水口采用水下岩塞爆破施工，闸门井距进水口岩塞中心96.82m。闸门井内设置有两道门槽，上游一道为预留的检修闸门槽，下游一道为正常使用检修闸门槽。井内设置一扇平板钢闸门，作为检修闸门使用。闸门孔口尺寸（宽×高）为6.5m×8.0m。闸门井底板高程66.0m，检修平台高程132.5m。

1 漏水原因分析

闸门井门槽二期混凝土漏水的原因，一是门槽二期混凝土施工期浇筑时，混凝土入仓面与浇筑面高差太大（入仓面在检修平台132.5m高程，浇筑面最低66.0m高程），没有采取必要的缓冲措施，施工中混凝土可能已产生较严重的离析问题，同时一次浇筑高度太大，混凝土振捣器无法插到浇筑层底部，致使混凝土振捣不密实。二是闸门井开挖施工由于爆破松动，洞周围岩裂隙张开，后续的固结灌浆施工质量一旦不能保证，将无法封闭裂隙，高压渗水将通过张开裂隙进入不密实的混凝土，从而形成渗水通道。

分析漏水量逐渐增大的原因，门槽混凝土施工期间的缺陷，机组多次检修期间主洞排空，在上下游水压力作用下，可能产生局部击穿破坏，围岩裂隙张开或混凝土内空洞扩大，形成较大的渗水通道而引起漏水量加大。无论是存在缺陷的二期混凝土，还是张开的围岩裂隙，在长期高压水的作用下，都可能引起围岩裂隙和不密实混凝土产生渗透破坏，甚至有可能被彻底击穿，从而引起严重的工程事故。

2 潜水平台、卷扬机改造应用

潜水平台在本次渗漏处理施工中的作用一是作为交通通道，方便设备、人员上下移动；二是作为施工平台，满足钻孔、灌浆需要。因承担施工平台的任务，按原设计图纸原配20kN卷扬机起吊能力不足，存在一定安全隐患。将原20kN卷扬机拆除，更换为单绳拉力50kN的卷扬机，由于受空间位置限制，起吊时对现50kN卷扬机进行解体，待解体后全部提升至现启闭机房内进行二次安装，恢复原出厂前的性能，待潜水平台吊耳焊接、加固完成后进行卷扬机安装，并以潜水平台吊耳中心线为基准对卷扬机进行找正，其纵、横向中心线符合安装要求。

3 机械强制导向限位技术应用

根据机组大修期间主洞排空检查，发现平压阀漏水量达到130m³/h，从闸门门页平压阀弯管形成一股水柱，如果不能将平压阀有效关严，将影响闸门槽漏水处理施工。对漏水情况进行观察分析，平压阀与密封座本身密封良好，平压阀密封的原理是当钢丝绳与动滑轮组受力悬吊闸门时，平压阀通过阀杆与动滑轮组相连被提起脱离平压阀锥座。当闸门下落至底坎，钢丝绳与动滑轮组松弛，平压阀在动滑轮组自重及水压力作用下垂直落至平压阀锥座。存在主要问题是平压阀角度不垂直或动滑轮组到位后产生偏斜将直接影响其密封。针对这一情况，分析对平压阀角度及动滑轮组角度进行机械式强制导向限位（如图1和图2所示），保证平压阀对中良好，动滑轮组不因钢丝绳松弛后偏斜造成平压阀位移。

图1 动滑轮组机械限位图

图2 平压阀机械限位图

4 机器人水下检查技术应用及路线选择

水下检查的目的是检查门槽混凝土没有明显的破损，有无钢筋外露、门槽与底板拐角有无淤积物、钢衬有无明显脱离，保障闸门可以顺利落下及密封水流。

本次水下检查采用的是200型水下观测潜水器，设有前进后退、左右平移、潜浮六个电动推进器，两只摄像头具有观测录像、时间日期字幕，最大工作深度200m。

检查重点为前门槽和门槽之间靠漏水侧的混凝土墙面，检查的路线如图3所示。

图3 水下检查路线图

线路1：从前门槽右面水面到门槽底部；

线路2：检查前门槽到后门槽之间混凝土墙面下部；

线路3：检查前门槽底坎；

线路4：从前门槽左边底部向上检查到水面。

检查结果，前门槽后面40cm，离底坎30cm处存在一疑似漏水点A，后门槽前40cm，底坎和混凝土墙交汇处存在一疑似漏水点B，后门槽后80cm，底坎和混凝土墙交汇处存在一疑似漏水点C，详见图4。

图4 水下检查渗水点示意图

5 闸门及启闭机移位技术应用

根据前后门槽功能设计理念，为消除永久性门槽的漏水问题，必须将现安装在永久性门槽（后门槽）内的检修闸门及启闭机移至前门槽进行挡水，前门槽内的潜水平台及附属启闭设备拆除，为检修闸门及启闭机移位安装提供位置，待后门槽渗漏缺陷处理完工后，再将检修闸门及启闭机移位恢复至后门槽。

5.1 潜水平台及启闭机拆除

潜水平台及启闭机原先是安装在前门槽内，其拆除工艺如下：

利用现启闭机将潜水平台提出门槽；用钢丝绳及手拉葫芦配合，将潜水平台慢慢移至检修平台上游侧，其动作为：垂直—倾斜—平卧，在进行动作时，搭设临时简易滑移平台，并用滚动件移位；起吊设备配合，待平卧拆除启闭机吊钩后，将潜水平台运出移至工作区域之外；拆除启闭机房内的钢围栏和方钢，并将启闭机运出至不阻碍检修闸门和启闭机移动的区域之外；利用后门槽埋件与闸门吊耳之间的尺寸关系，找出前门槽启闭机起吊中心线，并做出标志，待启闭机移至前门槽时启闭机动滑轮中心线定位之用。其定位精度按门槽纵、横向中心控制在±3.0mm范围之内。

5.2 检修闸门及启闭机移至前门槽施工工艺

正常运行时检修闸门在永久性门槽上方采用锁定梁进行锁定，启闭机已安装在启闭机房内，检修闸门及启闭机自重参数为：闸门自重54.2t、启闭机自重28t，其中含钢丝绳4.2t，钢丝绳长度约为970m。启闭机架采用地脚螺栓与其固定。检修闸门及启闭机移位工艺如下：

5.2.1 闸门出槽

在闸门及启闭机维护过程中发现，当闸门底缘尚未提出检修平台时，上部启闭机钢丝绳偏角过大，出现相邻钢丝绳剧烈啃绳现象，这对启闭机安全运行及钢丝绳寿命和强度带来不安全因素。在确保安全情况下，根据现启闭机房高度，将启闭机安装高程尽可能增大，使检修闸门上部空间满足向上游侧倾斜，达到卧倒平拖目的。

5.2.2 闸门倾斜、卧倒

在距闸门槽上游侧15m大门外固定锚桩。采用钢丝绳将两台250kN水平卷扬机固定，水平卷扬机滚筒钢丝绳缠绕于三轮起重滑车上，滑车吊钩拉住闸门倾斜钢丝绳，倾斜钢丝绳另一端采用专业卡具与闸门滑块螺孔连接（闸门滑块拆除），检修平台处及前门槽上方均采用型钢搭设滑移平台，平台上方用钢板与型钢焊接。为保护闸门及止水，平台上方焊接固定钢板的上方再放置一块滑移钢板，两钢板之间涂抹足够的润滑油。滑移平台尺寸为6m×6m，滑移钢板尺寸为6m×2.5m，为增大滑移钢板与闸门底缘处的摩擦力，其之间采用木板垫牢并锁定，如图5和图6所示。

图5 闸门倾斜

图6 闸门卧倒

当闸门底缘提出检修平台约0.5m时，启动250kN卷扬机，先使其闸门底缘开始向上游倾斜，并将闸门底缘落至滑移钢板之上，其木板垫牢、锁定之后，在专业起重人员的指挥下，操作小平拖卷扬机人员及启闭机房内操作人员，启动各卷扬机设备，其动作应根据闸门倾斜方向和速度进行协调配合。

在小平拖卷扬机和垂直起吊启闭机的共同作用下，将闸门放至完全卧倒状态，此时可将启闭机的动滑轮销轴与闸门吊耳拆除。

在小平拖卷扬机作用下，将闸门向上游侧拖动，使闸门吊耳基本定位在上游门槽中心。

5.2.3 检修闸门QPG1×1450kN-67m卷扬式启闭机移位

根据启闭机高度及启闭机房空间高度，决定增大启闭机安装高程的具体数值。其高程数值主要由启闭机最大高度、启闭机房内空间最大高度、地脚螺栓露出混凝土基础的最大高度等综合因素考虑。其移位工艺如下：

在启闭机架加强筋板端四点各焊一工艺板，其高度应满足10t液压顶式螺旋千斤顶的最小尺寸；

四只千斤顶同时起升，千斤顶附件随时根据顶升高度采用硬木块（板）逐个将机架垫牢，不允许一次顶到油缸全行程；

待起升高度满足启闭机水平位移时，将钢梁放入机架下端（利用钢梁将启闭机安装高程抬高），钢梁下端放入滚动件，钢梁及滚动件摆放距离及长度应满足逐步位移的要求；

启闭机所属附件如各滑轮组等绑扎可靠，旋转角度合理，满足机架与启闭机基础之间空间高度要求；

根据需要将启闭机房立柱端的填充物掏空，以利于手拉葫芦的固定；

逐步水平拖动启闭机，使启闭机沿直线移至前门槽基础孔，按动滑轮起吊中心、门槽中心及闸门吊耳中心找正位置；

再次将启闭机顶起，抽出滚动件，落下钢梁，使启闭机机架与钢梁可靠垫牢，采取临时焊接，使钢梁与启闭机固为一体；钢梁采用连接件与后门槽地脚螺栓可靠连接。

5.2.4 检修闸门入前门槽

启动启闭机，放下动滑轮，将动滑轮销轴与闸门吊耳连接并锁定；

起吊指挥人员检查水平牵引卷扬机及启闭机钢丝绳连接情况，启闭机起升，水平牵引卷扬机钢丝绳放松，慢慢将闸门提升至垂直状态；

将闸门提起，解除水平牵引的钢丝绳，起吊设备配合将前门槽上方所有搭设的平台拆除，禁止任何构件吊入前门槽；

启闭机起落将闸门入槽后，直至将闸门落至底坎。

6 漏水设计处理

6.1 设计

漏水严重的侧墙部位布置两排灌浆孔，上游水平孔孔向向上游倾斜，倾角27°，以下游水平孔垂直门槽侧壁，底坎及门楣均布置一排灌浆孔，底坎竖向孔向上游倾斜，俯角27°，门楣竖向孔也向上游倾斜，仰角45°，灌浆孔孔距2m，入岩深度2m，共计灌浆孔32孔。灌浆材料以水泥浆为主，遇压力水，水泥灌浆难以封堵时，可以采用快凝的化学灌浆，待封堵成功后，采用水泥浆液灌浆充填混凝土及裂隙空隙，以组成封闭圈，抵抗渗透水压力，如图7和图8所示。

6.2 处理步骤

（1）考虑到施工安全（防止钻孔出现重大突水情况），施工首先从后门槽两侧壁100m高程处（门槽上部平台高程132.5m，底槛高程66m），孔距5m，孔径35～42mm，入岩2m，往下试探性钻孔灌浆，以填充裂隙、裂缝，减少下部水压、漏水量。

图7 进口闸门井混凝土堵漏灌浆孔布置图（上游正视）

图8 进口闸门井混凝土堵漏灌浆孔布置（截面图）

（2）门槽两侧壁100m以下试探性钻孔灌浆，两侧共完成6个钻孔灌浆（每边三个），在钻孔过程中未出现漏水情况，情况较好，排除出现重大突水情况。另考虑工期先对后门槽底坎的混凝土进行修补，同时从底坎处往上钻孔灌浆，孔距1.5m。底部处理结束后，再进行上部侧壁钻孔灌浆。处理前后效果如图9所示。

图9 漏水处理前后对比图

7 结束语

响洪甸抽水蓄能电站上库进/出水口采用水下岩塞爆破及闸门井布设双门槽公用一套闸门及启闭机设计，在抽水蓄能电站是独一无二的。本文所述的闸门槽漏水施工方法及工艺也比较特殊，有一定的推广价值，希望可以为已建水电站遇到类似缺陷解决或新建电站设计选型提供参考和借鉴。

[1] 陈文，陈景富．响洪甸水下岩塞爆破集碴坑设计研究[J]．水利水电技术，2000（2）：66-67．

郭 熔（1988—），男，助理工程师，主要研究方向：抽水蓄能电站水工运行维护、监测等。E-mail：446497182@qq．com

Analysis on Application of the Construction Technology for Treating Penetrating Leakage at Xianghongdian storage Power Station

GUO Rong
（Anhui province Xiang HongDian energy storage power generatian Co.Ltd.，liuan 237335，China）

During overhaul of No.5 Genset of Xianghongdian Company, when the primary conveyance tunnel is drained for inspection, it is found that the Phase II concreate at the upstream gate slot（facing the right side of the downstream）has a penetrating leakage chink running from the upstream to the downstream, with a leakage flow of 500m³/h. This article focuses on analyzing the construction technology applied during treatment of the leakage to elaborate its function and process,so that the experience of successful elimination of gate slot leakage of Xianghongdian Power Station is shared for reference by other water power stations that have similar defects.

gate slots;concrete;throughout;leakage;displacement;application; grouting