第３８卷第５期 ２０１２年５月 水力发电 化学灌浆工艺在蒲石河抽水蓄能 电站中的应用 胡 鑫，龙思佳，杜丹晨，赫岩松，孟 玲，杨 凯 （辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司，辽宁丹东１ １８２１６） 摘要：蒲石河抽水蓄能电站工程下水库泄洪排沙闸溢流堰二期混凝土浇筑后，堰体表面出现裂缝，为了保证工程 如期蓄水．采用化学灌浆方法进行了裂缝处理。通过对１４、２９、３７号裂缝进行钻孔取芯检验结果表明，芯棒外观无 缺陷，裂缝内化学灌浆料填充良好，与裂缝两边混凝土紧密粘接，化学灌浆效果满足预期要求。 关键词：化学灌浆；应用；蒲石河抽水蓄能电站 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ Ｐｕｓｈｉｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ—ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｈｕ Ｘｉｎ，Ｌｏｎｇ Ｓｉｊｉａ，Ｄｕ Ｄａｎｃｈｅｎ，Ｈｅ Ｙａｎｓｏｎｇ，Ｍｅｎｇ Ｌｉｎｇ，Ｙａｎｇ Ｋａｉ （Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｕｓｈｉｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｎｄｏｎｇ １ １ ８２１６，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ－ｐｈａｓｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｆ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｗｅｉｒ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｇａｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｆ Ｐｕｓｈｉｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ—ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｐｐｅａｒｓ ｃｒａｃｋｓ．Ｔｈｅ ｃｒａｃｋｓ ａｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｇｒｏｕｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｃｏｒｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １４ ．２９ ａｎｄ ３７ ｃｒａｃｋ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｄｅｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅｓ ｏｆ ｃｏｒｅ ｓａｍｐｌｅｓ．ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｆｌｌｓ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｉｎ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｌｏｓｅｌｙ ｂｏｎｄｓ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；Ｐｕｓｈｉｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ—ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＶ５４３．２（２３１） 文献标识码：Ｂ 文章编号：０５５９—９３４２（２０１２）０５—００５７—０２ １ 化学灌浆概述 混凝土裂缝在大体积混凝土中常见，化学灌浆 是最为有效的裂缝处理方法之一。 目前，化学灌浆 所用浆液种类繁多，常见有水玻璃类、丙烯酰胺类、 聚氨酯类、环氧树脂类、甲基丙烯酸脂类、丙烯酸 盐类、木质素类等。针对要解决的不同渗漏、补强 问题可采用不同的材料。应用较频繁的主要为水溶 性聚氨酯及环氧树脂。一般水溶性聚氨酯遇水膨胀． 防渗能力强，因此有防渗要求的部位经常采用聚氨 尽量选择温度较低时灌浆，且以一 ０℃以上为宜。 ２化学灌浆工艺 （１）布孔。混凝土裂缝灌浆主要有骑缝孔和斜 孑Ｌ两种形式。对于细裂缝，通常选择在缝较宽的部 位，骑缝埋设灌浆嘴进行灌浆；若遇到钻孑Ｌ无效果、 缝内情况复杂、处理难度较大的裂缝也可局部凿槽 造成空腔作为进浆通道进行灌浆，但鉴于混凝土表 面强度及一体性一般不优先采用。斜孔布孔即沿裂 缝左右３～５ ｃｍ钻斜孔，孔深根据裂缝具体情况具体 分析而定，布孔间距一般控制在０．３～１．０ ｎｌ。 酯作为化学灌浆浆材；而环氧树脂因具有强度高、 粘结力大、收缩小、化学稳定性好、可以常温固化 （２）洗孔。钻孔后，要将孑Ｌ内粉尘和碎末冲洗 干净，疏通钻孔和裂缝形成的通道。干缝应用压风 等优点，多用作补强灌浆，例如蒲石河电站下水库 溢流堰面裂缝处理。 一冲洗，压力不能超过设计灌浆压力。 （３）埋嘴封缝。封缝的目的是确保灌浆时浆液 般化学灌浆浆液粘度低，可灌性好，可通过 浸润渗透的流动规律灌入细微裂隙：凝固时间可在 儿秒至几十小时内调节控制 化学灌浆的最佳时间 为裂缝开度最大时，此时浆液易于进入裂缝．可灌 收稿日期：２０１２—０３—０５ 作者简介：胡鑫（１９８７一），男，辽宁本溪人，助理Ｊ 程师，从 事水电＿ｒ程工程施工管理工作．ｌ 性好。不同浆材有不同的适应温度，一般情况下应 Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．５团 水力发电 ２０１２年５月 不流失且使灌浆材料将裂缝充填密实 对于斜缝灌 浆亦可作永久保护。封缝止浆有两种形式，一种是 嵌缝止浆，即骑缝沿缝凿“Ｖ”形槽，然后嵌入止 浆封缝材料，一般对于渗漏水的裂缝采用此法．但 对于有一体性及有强度要求的不建议采用此法；另 一种是表面封缝，即沿缝涂刷高强度封缝涂料或用 环氧树脂基液粘贴玻璃丝布２～３层．每层玻璃丝布 之间以及与混凝土表面必须贴平整．不得留有气泡 和皱纹，一般对于细缝及斜缝灌浆采用此法。蒲 石河电站下水库采用高强度封缝涂料，上水库面板 采用环氧树脂基液粘贴玻璃丝布封缝．均达到预期 效果。 （４）压水压溶剂通风试验。埋嘴封缝结束后， 需进行压水通风试验，以检查封缝是否有效，了解 裂缝和各灌浆孔之间是否通畅，否则需重新封缝或 埋设灌浆嘴，直至完全满足要求方可灌浆。 （５）灌浆。经过试验检查后，确认封缝质量良 好，无渗漏现象，即可配制浆液。裂缝灌浆可采用 单孑Ｌ或群孔灌浆，按由深到浅、由下而上的顺序进 行。灌浆压力一般可采用０．３－０．５ ＭＰａ，或按设计 提供的压力进行灌浆。当压力达到最高值后，应注 意保持压力稳定，直至灌浆结束。灌浆结束以恒压 不吸浆为标准，但在实际灌浆中难以达到，因此， 当吸浆－￣－Ｉ］ｘ于０．０１ Ｌ／ａｒｉｎ，并稳定１０ ｍｉｎ后可作为 结束标准。停止进浆，即将灌浆孔上的阀门关闭， 使缝内浆液在受压状态下凝胶固化。灌浆过程中， 往往会发生缝面漏浆情况，此时应降低进浆的速度 或暂停进浆．同时迅速采取有效的止浆措施，例如 速凝水泥等．在尽可能短的时间内恢复灌浆，以免 缝内浆液凝胶影响灌浆质量。９ Ｊ ９ ４ ６ ４ 帅 姗 （６）整理缝面。待浆液凝胶固化后，将裂缝表 面灌浆管铲除干净，孔内用高强封堵材料封填密实， 表面恢复原状。 ３化学灌浆在蒲石河电站下水库溢流堰面裂 缝处理中的应用 蒲石河抽水蓄能电站工程下水库泄洪排沙闸溢 流堰二期混凝土浇筑后，堰体表面多处出现裂缝， 裂缝宽度在０．１５～１ ｍｍ，根据钻孑Ｌ取芯结果表明， 裂缝深度约１．０ ＰＯ＿。为了保证工程如期蓄水，采用 表面弥缝和灌浆弥缝的方法进行裂缝处理。 ３．１ 灌浆材料性能 根据设计要求．对宽度大于０．２ ｍｍ的裂缝进行 化学灌浆处理．对于宽度小于０．２ ｍｍ细小缝进行表 面封闭处理 蒲石河水电站化学灌浆材料选用ＹＤＳ一０高渗透 圜 ｒ Ｐｏ ｅｒ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．５ 性环氧灌浆材料；结构胶采用ＪＧＮ型粘钢胶。表面 弥缝处理采用水泥基抗渗微结晶材料。材料的各项 性能参数见表１、２。 表１ ＹＤＳ一０高渗透性环氧化学灌浆材料的主要性能参数 项目 参数值 抗压强度／ＭＰａ 拉伸剪切强度／ＭＰａ 抗拉强度，ＭＰａ 干粘结强度／ＭＰａ 湿粘结强度／ＭＰａ 抗渗压力／ＭＰａ 渗透压力ｒＥ／％ 表２ ＪＧＮ型粘钢胶主要性能参数 项目 参数值 抗拉强度／ＭＰａ ５１．５ 受拉弹性模量，ＭＰａ ３．７ｘ１０ 伸长率／％ １．６ 抗弯强度，ＭＰａ ６０．７，且不呈脆性（破碎状）破坏 抗压强度／ＭＰａ ８５．６ 拉伸抗剪强度标准值／ＭＰａ ２１ 与混凝土的正拉粘结强度／ＭＰａ ５．１，且混凝土内聚破坏 不挥发物含量（固体含量）／％ ９９．４ 注：与混凝土的正拉粘接强度试验中，均为混凝土块破坏；混 凝土强度等级为Ｃ５０ ３．２灌浆施工 灌浆流程为：钻孔一清孔一试压检查（若不通 气应重新钻孔）一安装测缝计一埋设灌浆嘴一缝面 清理一封缝一灌浆一去掉灌浆嘴一封孔。 灌浆浆液在使用前按照厂家提供的配比搅拌 均匀，浆液自制备至用完的时间不超过１ ｈ。在整 个灌浆过程中，保证迅速、均匀、连续地拌和浆液。 保证制浆量与灌浆机的灌注量相匹配，加强对所有 灌浆设备的维护保养，避免因设备故障而造成灌浆 中断。 用压力灌浆机接好灌浆嘴．注入高渗透环氧灌 浆料．灌浆压力为０．１５～０．３ ＭＰａ，原则上先灌斜孑Ｌ 后灌骑缝孔，采用由上而下的顺序。灌浆方式采用 间歇式，中间孑Ｌ有浆液溢出时停止灌注，并保持压 力１５ ｒａｉｎ左右．然后对中间孑Ｌ进行补灌．反复操作 直至整条裂缝灌满为止。 发生冒浆、串浆的情况时，在不中断灌浆的情 况下采用快速堵漏、降压的方法处理，待快速堵漏 材料达到一定强度后，继续灌浆。 ３．３处理效果 对１４、２９、３７号裂缝进行钻孑Ｌ取芯检验。取芯 机械为６３２ １＂Ｉ１１１３水钻，取芯长度为８００～１ ２００ ｍｍ。 经检查，芯棒外观无缺陷．裂缝内（下转第８３页） 第３８卷第５期 吕鹏飞，等：蒲石河抽水蓄能电站静止变频器调试分析 锁相关的触发脉冲，分开输入输出开关，启动完成。 至输入变压器电缆绝缘电阻最低达３ Ｍｎ。对绝缘 电阻较低部分进行检查发现，输入开关母线积尘较 ５ ＳＦＣ与发变组保护间的配合 ＳＦＣ拖动机组在低速运行模式，以及从低速切 换到高速运行过程中，发电电动机的电压、电流中 会含有大量的高次谐波分量，这些谐波分量的存在 将影响到互感器测量回路的电压电流，进而影响保 护装置的测频、测压、测流模块，有可能导致发变 组保护的误动。在设计和设备选型阶段需考虑低频 运行和高次谐波对关联设备的影响，防止启动过程 中保护误动。ＳＦＣ功率电子控制器在机组启动过程 严重．且严重受潮。清理母排积尘并对受潮部位进 行烘烤加热后．绝缘电阻上升超过２０ Ｍｎ。由此分 析，ＳＦＣ系统在安装过程中部分元件受安装环境影 响较大．系统绝缘降低很有可能导致放电和短路而 损坏设备。 所以．ＳＦＣ系统安装期间应严格按照要求进行 组装，尤其注意对易受潮、易积尘部位进行必要的 成品保护。另外，在安装期间施工单位应注意绝缘 电阻的实时监测，严格履行施工单位三级验收制度 中会实时监测启动同路上的电压、电流、频率，内 部设有变压器差动保护，机组的过速保护，机桥网 以及监理旁站监督制度，确保安装质量和设备安全。 桥的过流保护、差压保护、低压保护、过压保护、 ８ ＳＦＣ系统安装调试对蓄能电站首台机组投 运的影响 一接地保护等。以上保护与机组的保护存在功能重复， 区域重叠现象．不同的保护定值和延时也同样可能 造成保护误动．启动失败。 般情况下抽水蓄能电站上、下库径流及天然 来水总量可以满足电站蓄水的要求，但个别抽水蓄 能电站的上水库天然蓄水量不能达到要求，需考虑 其他补水措施来满足水轮机方向旋转或启动所需的 最小水量。对于水头较低的抽水蓄能电站，库容较 大，机组流量较大，需要的蓄水量较多，上水库蓄 水是制约投产工期的关键因素。 ６ ＳＦＣ系统冷却水温度过低问题 蒲石河电站ＳＦＣ系统安装于地下ＧＩＳ室，室内 空间较大，且位于地下厂房，室温较低，加之冬季 来临，调试期间地下ＧＩＳ室室温接近０℃，内冷却 去离子水温度最低达到５℃，远低于晶闸管正常运 行温度２０℃。当去离子水水温达到Ｏ℃时，去离子 水将凝结，极易导致晶闸管堆和冷却水管路的损坏。 为了减少上水库补水方案的投资，节约首台机 组投运的宝贵时问，应合理安排工期，优先安装和 调试完成ＳＦＣ系统。这样，首台机组的首次启动方 式选择水泵Ｔ况启动，可以直接利用ＳＦＣ启动机 组，进行水泵工况的动平衡以及并网调相试验，同 时利用外加充水泵向引水系统充水至满足水泵工况 另外，控制盘柜工作环境温度过低也容易导致卡件 不能正常工作。因此，在电站设计阶段应考虑增加 一定的温控措施来提高ＳＦＣ工作环境温度，或为 ＳＦＣ系统设置单独Ｔ作空间以免外部温度变化对系 统产生影响。对于冬季温度较低的地区建设抽水蓄 能电站，应注重温度因素对ＳＦＣ设备安全可靠运行 的影响．采取措施避免低温运行。 低扬程启动的水位。然后机组以水泵Ｔ况启动运行， 向上水库充水直至满足水轮机Ｔ况运行所需的水位。 ９结语 ７ ＳＦＣ系统安装期间绝缘过低问题 蒲石河电站ＳＦＣ系统在安装期间．输入开关母 在ＳＦＣ系统的设计过程中，一方面应做好输出 开关的选型工作，另一方面应谨慎考虑拖动过程中 故障的预防和处理。纯抽水蓄能电站首台机组首次 启动采用ＳＦＣ启动方式，可缩短工期，节省投资。 线及电缆设备曾多次出现绝缘过低问题。捌试初期， 输入开关母线绝缘电阻最低值达０．９ Ｍｎ，输入开关 （责任编辑◆◆◆◆●◆◆●◆◆◆◆◆●◆◆● 高 瑜） ◆●◆◆◆●◆◆●●◆◆◆●●◆◆●◆◆●◆◆◆●（上接第５８页）化学灌浆料填充良好，与裂缝两边混 疆农业大学学报，２０１ １，２４（２）：６４—６７． 凝土紧密粘接 裂缝化学灌浆效果满足预期要求。 『３］吴怀国．改性聚氨酯化学灌浆材料在煤矿等复杂地址灾害处理 中的应用技术『Ｊ］．新型建筑材料，２００８（１ １）：７１—７４． 参考文献： 『１］李烙，林仿．化学灌浆在混凝上质 缺陷补强的应用ｆＪ］．施工 技术，２００２，３１（１０）：２２—２３ 『４］刘安荣，陈秋华，李根，等．复杂地基处理中化学灌浆及质量 控制研究『Ｊ］．水利与建筑工程学报，２０１０，８（１）：６４—６５． ［５］魏涛，李珍，董建军．化灌法［Ｍ］．中国水利水电出版社，２００６． ２］朱永斌，王霄．化学灌浆在混凝土细裂缝治理巾的应用［Ｊ］．新 （责任编辑焦雪梅） Ｗａｒｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３８Ｎｏ．５圜