紫坪铺工程泄洪排沙洞抗高速水流冲磨蚀修补及震后修复

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1、紫坪铺工程泄洪排沙洞抗高速水流冲磨蚀修补及震后修复张涛1郭双2黄俊玮11.中国水电十一局郑州科研设计有限公司2.河南省建设集团有限公司【摘要】本文介绍了紫坪铺水利枢纽泄水建筑物受到高流速水流冲磨蚀破坏和修复处理所采用的新技术，并对该工程“5.12”震后的恢复重建修复处理进行了综述。本文所述的抗冲磨蚀保护和修复新材料技术为同类工程抗高速水流冲磨蚀保护和修复处理提供了很好的借鉴。【关键词】高流速泄水建筑物冲磨蚀环氧砂浆保护修复1工程概况紫坪埔水利枢纽工程位于四川省都江堰渠首工程的上游6km处，是以灌溉、供水为主，兼有发电、防

2、洪、环境保护、旅游等综合效益的大（Ⅰ）型水利枢纽工程。主要建筑物包括156m高钢筋混凝土面板堆石坝、4条引水发电洞及进水塔、1条冲砂放空洞、2条泄洪排砂洞及进水塔、非常溢洪道、地面发电厂房等。水库总库容11.12亿m3，装机容量4×190MW。两条泄洪排砂洞是由原导流洞以龙抬头方式改造而成，设计最大流量为1667m3/s，最高流速为45m/s。其中，导泄结合段的洞身为钢筋混凝土衬砌，侧墙5.35m以下全断面采用C50硅粉砼，底板面层50cm全断面采用C50硅粉砼。经2002年一个运行期的导流，在高速水流及推移质的冲刷磨蚀

3、作用下，混凝土衬砌表层磨损较为普遍，局部出现冲蚀坑槽，为确保工程的长期安全运行，需要对冲磨蚀破坏部位进行处理。2设计要求和材料选择借鉴国内类似工程的先进修复经验，通过对多种方案的考察与论证，设计文件对该工程冲蚀破坏处理所选取的材料种类、施工部位和范围均作出了明确规定。2.1处理方案2.1.1底板和边墙的渗水处理采用化学灌浆止水堵漏。2.1.2局部冲蚀坑处理面积大于1m2、深度超过10cm的冲坑，先将混凝土表面清理干净后，再-10-安装间距为30cm×30cm、孔深为50cm的φ16树脂锚杆，布设20cm×20cm的φ16

4、钢筋网，回填浇筑C50细石混凝土；面积小于1m2或深度小于10cm的冲坑，将混凝土表面清理干净后，回填环氧混凝土。2.1.3边墙和底板保护层处理边墙5.35m以下涂抹7mm环氧砂浆抗冲磨保护层，面积为，底板涂抹20mm厚的环氧砂浆抗冲磨保护层。2.2材料的性能要求聚氨脂浆材：抗拉强度4.0MPa，遇水膨胀倍数＞100%，伸长率＞100%。环氧混凝土：抗压强度60.0MPa。环氧砂浆：抗压强度80.0MPa，抗拉强度12.0MPa，抗冲磨强度7.0h/kg/m2，线性热膨胀系数≤15×10-6/0C，无毒无污染、符合环保要

5、求。2.3抗冲磨材料的选择结合国内水利工程实践经验，经试验对比和工艺性试验研究，最终选用了目前处于国内领先水平的NE-Ⅱ型环氧砂浆材料进行表面抗冲磨防护处理。表1NE-Ⅱ型环氧砂浆的各项主要性能检测项目技术指标标准、依据备注抗压强度125.0MPaGB/T17671-1999/设计抗拉强度13.7MPaGB/T2568-1995/设计抗冲磨强度7.66h·kg/m2SD105-82[515-80]/设计抗冲击性2.1KJ/m2GB/T2571-1995抗压弹性模量2.15GPaGB/T2569-1995线性热膨胀系数9.

6、2×10-6/℃GB/T2572-1981/设计碳化深度0.86mmGBJ82-1985老化性能137.0MPaGB/T17671-1999800h后抗压强度不透水系数19.6MPa·hDL/T5150-2001吸水率0.18%GB/T1462-1988毒性物质含量苯0.2g/kg≤5参照室内装修材料测试方法甲苯＋二甲苯＜0.01g/kg≤200总挥发物17.5g/L≤750NE-Ⅱ型环氧砂浆主要特性：-10-（1）具有良好的施工性能，常温条件下类似于水泥沙浆施工方便快捷，施工面平整光洁。（2）与混凝土的匹配性良好，具有

7、较小的线性热膨胀系数和较低的弹性模量，不宜因两者的变形性能不一致而出现破坏现象。。（4）具有良好的耐久性，抗老化性能和抗碳化性能优良。（5）无毒、无污染，符合现代环保要求。3施工技术研究与实践1#导流洞的环氧砂浆施工工程量为11000m3，总工期约75天。由于工程量大、工期短、专业性强且洞内交叉干扰严重，为此业主和总承包商综合考评选择了中水十一局郑州科研设计有限公司这一专业队伍承担了此项施工任务。3.1混凝土基面处理方法的试验研究与优选为保证环氧砂浆的施工粘结效果，首先必须对混凝土基面进行糙化处理。由于整个1#泄洪排砂洞

8、改造工程工期很紧，环氧砂浆与洞内混凝土工程交叉施工，干扰严重。在施工中如果采用效率高但污染严重的喷砂法处理混凝土基面，势必对洞内混凝土施工进度造成严重影响，这是业主所不允许的。为此，在确保施工效率和质量的前提下，必须找到一种对外界几乎没有干扰的混凝土基面处理办法。经过多次现场试验研究（研究成果见表2和表3），最终选定