水电站施工管理维修工程管理范文

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摘要：水电站建坝运行以来，水工建筑物容易一些质量欠缺，文中结合二滩水电站，探讨和分析水电站水工建筑出现质量缺陷时，如何进行加固补强技术处理，可供相关专业技术人员参考。

关键词：水电站、维修工程、加固补强措施、施工管理

1工程简介

二滩水电站位于中国四川省攀枝花市境内的雅砻江干流上，电站总装机容量为3300mw，混凝土双曲拱坝最大坝高240m，是二十世纪中国建成的最大水电站。二滩水电站是以发电为主，水库正常蓄水位为1200m，发电最低运行水位1155m,总库容58亿m3，调节库容33.7亿m3，水库具有季调节能力。电站总装机3300MW（6台550MW混流式水轮发电机组），多年平均发电量170亿kW·h，保证出力1000MW，年利用小时5162h。电站枢纽建筑物由拦河坝、泄洪建筑物、消能建筑物、地下厂房、引水和尾水建筑物及过木机道等组成。

二滩水电站挡水建筑物（即拦河大坝）为混凝土抛物线型双曲拱坝，建基于正长岩、玄武岩基础，最大坝高240m，拱冠顶部宽度11m，拱冠底部宽度55.74m，拱端最大宽度58.51m，坝顶弧长774.69m，为我国建成的第一座200m级高拱坝。

大坝由39个坝段组成，不设纵缝。横缝近似按坝顶拱圈径向布置，间距一般为20m。横缝上游面设一道止水铜片，其下游侧及下游坝面分别设橡胶止浆片。

为泄洪和降低库水位的需要，坝体分3层开孔，共设7个表孔、6个中孔和4个底孔。

为了尽量减少坝体施工的复杂性，在坝内设置了4层廊道，以满足大坝监测、灌浆、排水、交通等需要。分别是3层水平廊道（EL.1169.25上检查廊道、EL.1091.25下检查廊道和EL.1040.25交通廊道）、1条基础廊道（最低高程EL.980.25）及支廊道。基础廊道底板到岩石表面的距离一般大于3.0m。廊道断面为3.0m×3.5m（宽×高）。

2厂房排沙廊道的维护

2.1排沙廊道的布置

雅砻江是一条泥沙含量较大的河流，汛期(5月~9月)约占年输沙量90％以上。为防止汛期下闸停机时泥沙淤堵厂房进水口，减少有害颗粒的泥沙进入水轮机以减轻其磨损，在厂房进水口前缘设置排沙廊道。

排沙廊道前段为宽2.0m，高5.0m的矩形断面，底高程112.5m。为了缩短厂房长度，廊道后段以“台二为一”的型式排向下游，即1号、2号排沙廊道由中墩分隔，平面转弯至安装间底板下合并成5.0m×5.0m的右廊道排至尾水渠；3号、4号排沙廊道平面转弯至厂房左端墙合并成左廊道排向下游河床。

2.2排沙廊道钢村板损坏及处理

厂房排沙廊道在电站施工期作为二期工程导流建筑物一部分。2003年抽干水后检查发现4号排柏沙廊道弯段及门槽衬板破坏严重，其中弯段钢衬板仅剩50.51m2，脱落了124.3m2，占全部钢衬板面积的71.1％；钢衬板从上游侧拉开，反卷至工作闸门槽中，致使闸门无法关闭；4号排沙廊道弯段进口处，廊道顶板伸缩缝处有深70cm，宽70cm的洞，钢筋外露；1号排沙廊道弯段右侧有一长约3.5m钢板发生鼓胀，凸出30cm，左右排沙廊道底板普遍磨损严重。

处理方法：4号排沙廊道钢板破坏的地方，将残留的钢板、锚筋头全部割掉，将混凝土面打毛、冲洗、吹烘干，然后涂环氧基液，600号水泥砂浆抹面；1号排沙廊道钢板鼓胀部位，凿除鼓胀的钢板及水泥砂浆，在可保留钢板周边凿深8cm，宽5cm的槽，并在槽内设置Φ25mm锚筋焊牢，最后涂环氧基液，600号水泥砂浆抹面；对于混凝土表面磨损的部位，均凿毛2cm~3cm，冲洗、烘干、涂环氧基液，600号水泥砂浆抹面。

2004年、2005年曾两次对排沙廊道抽干水检查，原缺陷已消除，补强部位完好无损，说明处理方法是成功的。

3溢流坝下游护坦的维护

3.1二道坝的设置

根据二滩水电站的坝基地质条件和当时施工的实际情况，溢流坝段抗滑稳定加固，采用在坝上游加设深齿槽加强防渗措施；坝下加固抗力体(包括加厚护坦)，增设二道坝等综合措施方案。因此，最后在护坦下游增设二道坝，并考虑在护坦和二道坝之间设置混凝土护底，以保护坝下尾岩抗力体及其下游不受冲刷，确保溢流坝的稳定安全运行。

3.2护坦磨损及处理

大坝运行初期，由于坝下游洄流、横向水流携带大量石块、钢筋笼等进入二道坝内，造成护坦磨损，磨损凹坑深达15cm~20cm，局部露出钢筋。电站施工单位四川水电工程局曾于2005年、2006年枯水期进行检查处理，分别清除了石碴及钢筋头等739m3和588m3，并对8号、10号、12号、29号~36号护坦以及9号、11号部分护坦进行补强处理；修补办法是：在磨损混凝土表面凿毛、冲洗吹干后，表面涂0.5mm~1.0mm环氧基液，再用高标号水泥砂浆抹面，共修补面积2386.54m2。

2004年初，我厂也对二道坝内护坦进行了检查，共清除石碴及钢筋笼等286m3，原修补部位完好无损，当年对其它未修补遭磨损的部位继续进行修补，共修补面积1557m2。

2005年按新的闸门运行程序运行后，坝下水流条件改善，护坦磨损情况有所减缓。2006年、2007年我厂又两次对护坦进行了检查，二道坝内已没有堆积物，同时，对2004年未修补完的小部分护担进行了处理，共处理面积522m2。

4溢流坝闸墩加固

4.1溢流坝布置

溢流坝采用堰中分缝，13孔溢流坝设l4个闸墩，其中边墩2个，边墩厚4m；其墩12个，厚3.2m。1号边墩长43.5m，4号、5号、7号、8号墩长50.1m，6号墩长56.5m，其它闸墩长均为42.1m，最大墩高52.5m。5号~7号墩在下0+23m桩号处分别设有施工缝，从坝面通过墩顶，将闸墩分成上、下游两段。

4.2溢流坝闸墩振动及加固

溢流坝投入运行后，每当汛期宣泄4000m3/s~10000m3/s流量时，闸墩振动较大。2006年曾委托北京水科院抗震防护所进行现场测试，测试结果，其中有4个墩墩顶位移已接近3.0mm。水工建筑物允许振幅按十万分之一建筑物高度考虑，则二滩闸墩的允许振幅为1.0mm，实测最大振幅值已超过了一般水工建筑物允许的振动范围。

在原型观测的基础上，北京水科院抗震所对闸墩进行了水弹性模型试验，通过试验了解产生振动的主要原因，量测闸墩面上的脉动压力，并对闸墩动应力及位移作进一步分析研究。

根据水弹性模型试验和闸墩及桥面布置实际情况，采取了减振抗振加周措施。加固方案为：在闸墩顶设现浇混凝土连系梁，现浇混凝土梁与闸墩之间采用插筋联系，使墩粱形成框架结构，增加刚度，达到减振抗振之目的。现浇梁的布置是：在4号、7号孔闸墩顶部下0+25．75m至0+42.5m各增加8条现浇梁；在5号、6号孔闸墩顶部下0+25.75m至0+42.5m桩号增加5条现浇梁；在3号、8号孔闸墩顶部下0+32.25m桩号各增加1条现浇粱，共28条现浇连系梁。

加固结束后，2008年我厂委托北京水科院抗震所在4号~10号闸墩顶安装了10台强振仪，用以监测溢流坝泄洪时闸墩横向振动情况。根据讯期实测数据表明，当下泄流量达6800m3/s时，各闸墩振动频率一致，闸墩的振动幅值大大减少；当下泄量大于或等于8700m3/s时，闸墩振动频率开始离散上升，振动幅值出现最大值，最大振动位移已控制在0.3mm以内，远小于允许值．并与水弹性模型试验基本相符，说明所采取的减振抗振加固措施是很有效的。新晨

5溢流坝工作闸门槽气蚀处理

溢流坝段溢流孔闸墩设有工作和检修门槽各一道，其宽度分别为1.9m和1.5m，深度均为0.75m。由于门槽的宽深比值较大，经断面水工模型试验发现门槽部位及附近坝面有负压，故在工作门槽下游壁二期混凝土中设Φ@100cm钢管的通气孔，以利补气。

溢流坝经十几年的运行，工作门槽底部均出现不同程度的气蚀现象，中孔由于开启泄流较频繁，气蚀情况较为严重，气蚀深度最深达20cm，气蚀面积1m2~3m2不等。

从2005年开始，我厂逐年安排资金对气蚀的门槽进行了修补处理。根据门槽的气蚀情况，我们与四川水电科研所合作进行了门槽气蚀问题的研究，取得了一定的成果。通过对不同材料不同配合比选择及性能的室内对比试验，最后确定采用环氧砂浆对门槽进行修补。

修补方法是：对气蚀部位凿毛、冲洗、烘干，然后涂抹环氧基液，涂抹厚度一般不大于3mm，以完全浸润被粘接表面即可，然后浇筑环氧砂浆。经每年汛后检查结果表明，修补是成功的。

6右岸重力坝3号坝裂缝处理

2007年进行第一次大坝安全定期检查现场检查时发现，右岸3号重力坝段廊道底板、拱顶及上游面均出现了裂缝，用超声波探测，厚度为3.0m的廊道底板上的裂缝伸展最深为1.6m，裂缝沿坝轴线方向延伸，几乎贯穿整个坝段，缝宽为0.1mm～0.5mm不等；廊道拱顶也有一条类似裂缝(宽度0.3mm～0.5mm)，与上游坝面起坡处的一些间断的水平裂缝在位置上相对应。这些裂缝发生于坝体折坡处的较薄弱部位，使坝体整体性受到削弱。

2008年初，设计院对3号坝段进行应力计算分析，确定了对裂缝处理方案措施，对有可能发展为基础贯穿裂缝的底板加厚0.5m混凝土，并按廊道底截面拉应力图形配两层抗裂钢筋，以限制廊道底板和廊道拱顶裂缝的发展，保持坝体的整体性。配筋量为每米10Φ28．钢筋两端分别伸进廊道壁内100cm(采用钻孔回填砂浆锚固)；在坝上游折坡处加一层混凝土以加强受到削弱的部分。在采取结构措施的同时，对所有裂缝作缝面嵌堵及钻孔化学灌浆处理。

3号坝段加固处理后经一个汛期运行，2008年底对处理的裂缝进行检查，新老混凝土胶结良好，没有发现新的裂缝，原裂缝也未出现渗水等现象，证明加固处理是成功的。

7护岸工程的维护管理

二滩水电站溢流坝下游消能型式为面流消能，从水工模型试验结果看，枢纽下泄大中流量时，洄流流速最大值达4.57m/s，顺流流速最大值达4.14m/s，因此下游岸坡护岸工程较大；左右岸浆砌石护坡l772万m3，另左右岸土坝有干砌石护坡2.39万。如此大的护岸工程给我们的管理及维护工作带来很大的难度。汛期我们除了加强大坝安全监测工作外，还加强对护岸的巡查、定期检查等工作，坚持进行下游流态观测，同时进行流态对边坡影响的分析工作。根据每年护坡的坍塌情况，1988年、1996年我们两次与科研单位合作对溢流坝工作闸门开度进行了研究，调整闸门开启程序，从而减少了下泄水流对下游河床及岸坡的冲刷；每年汛后厂部还安排维护资金对坍塌的护坡进行维修，以确保下一汛期护岸工程的正常运行。

8结束语

水电站大坝的安全，不仅直接影响到水电站自身的发电效益，并与下游人民的生命财产、国家经济建设命脉乃至生态环境密切相关。由于设计和施工技术条件的限制，以及运行中各种不利因素的干扰损坏，每座大坝都存在着一定的风险。

总结过去展望未来，要加深持续开展维修加固工程必要性的认识，集中科研、设计、施工和管理各方面的力量，解决一些重大技术难题，将工程治理与预防产生大坝缺陷的措施结合起来，保证大坝的安全运行，使水电站在发挥出更加巨大的作用。

今后电厂仍需加强和规范大坝管理工作，提高职工的专业技术水平，进一步完善大坝自动化监测系统，加强水工建筑物、水工设备检查和维护，提高水情预报精度，把大坝安全管理纳入制度化、规范化的轨道上来。