水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法技术

水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，包括步骤：水中作业平台安装、潜水员及工具材料就位、槽洞界面处理、模板封闭槽洞和泵送水下不扩散快凝混凝土。该方法用于水下作业，无需进行结构改造，利用拦污栅的结构，在拦污栅的钢闸门上设置水中作业平台，通过水中作业平台为工具材料提供存放平台，减少工具材料转运时间，也为潜水作业人员提供作业场所，减少作业难度，同时，利用支撑杆形成水下模板支撑体系，确保了模板在水中能够为复杂环境提供支持力，减少模板安装时间，提高作业效率。提高作业效率。提高作业效率。

【技术实现步骤摘要】
水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法


[0001]本专利技术涉及水力发电站施工技术问题，具体涉及到水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法。

技术介绍

[0002]水力发电站专利技术以来，拦污栅门槽二期混凝土在水流冲刷、运行轮压磨损及自身质量等叠加影响下，无论国内外相关电站，均容易出现二期混凝土运营期间修复困难的问题，因此，如何实现运营期间拦污栅门槽二期混凝土修复是广大技术人员探索的问题。
[0003]水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院武颖利等人专利技术了“一种混凝土面板堆石坝面板脱空区水下修复系统”(CN 109778789 A)，通过在工作仓内部形成局部封闭的无水空间，结合钻孔装置和注浆装置，完成混凝土面板堆石坝面板脱空区的水下经济高效的修复；长沙理工大学范明等人专利技术了“一种大坝混凝土防渗面板渗漏水下修复组合结构”(CN 210946696 U)，对大坝混凝土防渗面板常见三种渗漏部位：结构缝渗漏部位、贯穿性裂缝渗漏部位以及变形破裂缝渗漏部位进行经济、有效、快速、安全的防渗修复处理；南京扬子混凝土制品有限责任公司谢二雷专利技术了“一种水下混凝土裂缝修复结构”(CN 211949732 U)，通过在工字移动板的顶部设置修复材料桶，使得修复材料桶内的修复材料能通过工字移动板的内部流入针筒内，为水下修复裂缝提供了方便。
[0004]上述技术方案均能够进行水下混凝土修复，但是，其中一个方法需要建立无水空间进行混凝土修复，这种方法步骤复杂工期长，影响到水电站大坝的正常运行，而其他两个方法需要对水电站大坝结构进行改造，难于应用于已建成的水电站大坝上。因此，目前常用的水下修复方法为通过潜水员进入到水下利用模板进行混凝土修复作业，而这种方法存在着以下技术问题：
[0005]1)二期混凝土修补时水流通道侧无反力依托结构，模板传统加固方式采用拉锚式，需用到水下焊接及水下机械钻孔锚固方式；2)潜水作业时没有竖向支撑结构，潜水员上升、下降、姿势调整操作困难，效率低，特别是在搬运重物或者进行模板安装时；3)无平台临时转运和存放工具材料，潜水员在水中需要待料作业，增加了潜水作业时间，加大了潜水作业的难度

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，该方法用于水下作业，无需进行结构改造，利用拦污栅的结构，在拦污栅的钢闸门上设置水中作业平台，通过水中作业平台为工具材料提供存放平台，减少工具材料转运时间，也为潜水作业人员提供作业场所，减少作业难度，同时，利用支撑杆形成水下模板支撑体系，确保了模板在水中能够为复杂环境提供支持力，减少模板安装时间，提高作业效率。
[0007]本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案为：提供一种水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，包括以下步骤：
[0008]水中作业平台安装：根据坝体需修复的槽洞位置选择水上安装或者水中安装水中作业平台；当槽洞位置位于坝体上部时，进行水上安装，将拦污栅提升至水面上方或者闸墩顶部，将水中作业平台安装在拦污栅的钢闸门上；当槽洞位置位于坝体下部时，进行水中安装，将水中作业平台构件按安装顺序进行构件垂直运输至水中安装位置进行安装；
[0009]潜水员及工具材料就位：当水中作业平台进行水上安装后，下放拦污栅钢闸门，水中作业平台、工具材料和潜水作业人员随着拦污栅钢闸门下放至作业位置；当水中作业平台进行水中安装后，潜水员下潜至水中作业平台，同时将工具材料吊放至水中作业平台上；
[0010]槽洞界面处理：潜水作业人员在水中作业平台上进行槽洞界面处置，槽洞界面处置包括松动混凝土去除和高压水枪冲洗两个步骤或者两个步骤之一；
[0011]模板封闭槽洞：潜水作业人员在水中作业平台上进行模板设置，将模板安装在槽洞上以封闭槽洞，模板通过支撑杆进行固定，支撑杆的一端与模板连接，另一端顶置或者固定在水中作业平台或者钢闸门上；
[0012]泵送水下不扩散快凝混凝土：模板上预留有灌注孔，潜水作业人员将混凝土泵送软管通过模板上的灌注孔插入到槽洞中，通过混凝土泵送软管住槽洞中泵送混凝土，直至槽洞浇筑完成。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，拦污栅的钢闸门为倾斜结构，水中作业平台在安装时，根据作业位置安装在钢闸门的正斜面或背斜面，当水中作业平台安装在钢闸门正斜面时，采用可调节支撑杆安装，可调节支撑杆的一端连接在水中作业平台的底部，另一端斜向下连接在钢闸门上；当水中作业平台安装在钢闸门背斜面时，采用可调节支撑杆，可调节支撑杆的一端连接在钢闸门上，另一端分别吊着水中作业平台的四个角点。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，进行槽洞界面处理时，潜水作业人员先检查槽洞界面，对松动的混凝土块进行人工敲除或撬除；潜水作业人员手持高压水枪，枪嘴方向垂直于喷射清洗面，用压力≥10Mmpa高压水往复冲洗槽洞界面，为减少水下阻力，枪嘴离槽洞界面≤5cm，冲洗至槽洞界面混凝土显示出泛白颜色为止。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，进行模板封闭槽洞时，模板由多个铝合金模板纵横排列后通过卡扣连接组合而成，模板刚度、强度满足新浇水下混凝土对模板最大侧压力的要求，模板与槽洞外侧之间设置密封胶，模板采用活动支撑杆进行支撑固定，模板的背面设置有水平卡槽，水平卡槽上可滑动地设置有球形铰，活动支撑杆为可伸缩结构，连接端设有万向铰，活动支撑杆的万向铰与模板上的球形铰进行连接，使活动支撑杆能够水平且大角度活动。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，活动支撑杆提供模板的反力计算公式为F＝0.12γ
C
t0β1β2V
1/2
+PS1S2/S3，上式中，F:新浇水下混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)；γ
C
：水下混凝土的重力密度(取14KN/m2)；t0：新浇混凝土的初凝时间(h)，按水下实际测定；V：混凝土的浇筑速度(m/h)；β1：外加剂修正系数，掺加早凝作用外加剂时取0.8；β2：混凝土坍落度修正系数，坍落度150mm～180mm时，取1.20；P：终灌压力，取值0.05MPa；S1：灌浆管截面积(m2)；S2：活动支撑杆侧模板面积(m2)；S3：总模板面积(m2)。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，灌注孔预留在模板的上部，在泵送水下不扩散快凝混凝土时，潜水作业人员将混凝土泵送软管尽量插入槽洞底部，拦污栅坝顶设置混凝土泵，混凝土泵送软管连接至拦污栅坝顶处的混凝土泵，潜水作业人员在水下通过潜水对讲机与坝
顶的人员联系，开启混凝土泵进行水下不扩散快凝混凝土泵送，在泵送混凝土的同时，在确保已浇筑混凝土包裹住混凝土泵送软管出口的前提下，适时收缩槽洞内的甭管，当潜水作业人员通过观察有浆液溢出槽洞最上部模板时，通知停止浇筑，封闭入模处管道，拆除泵送管。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，水下不扩散快凝混凝土的配比为水泥：砂：石：水＝1：2.6：3.9：0.35，其中水的组成为减水剂:速凝剂:饮用水:泵送剂＝1:1:45:2。
[0019]作为本专利技术的进一步改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，其特征在于包括以下步骤：水中作业平台安装：根据坝体需修复的槽洞位置选择水上安装或者水中安装水中作业平台；当槽洞位置位于坝体上部时，进行水上安装，将拦污栅提升至水面上方或者闸墩顶部，将水中作业平台安装在拦污栅的钢闸门上；当槽洞位置位于坝体下部时，进行水中安装，将水中作业平台构件按安装顺序进行构件垂直运输至水中安装位置进行安装；潜水员及工具材料就位：当水中作业平台进行水上安装后，下放拦污栅钢闸门，水中作业平台、工具材料和潜水作业人员随着拦污栅钢闸门下放至作业位置；当水中作业平台进行水中安装后，潜水员下潜至水中作业平台，同时将工具材料吊放至水中作业平台上；槽洞界面处理：潜水作业人员在水中作业平台上进行槽洞界面处置，槽洞界面处置包括松动混凝土去除和高压水枪冲洗两个步骤或者两个步骤之一；模板封闭槽洞：潜水作业人员在水中作业平台上进行模板设置，将模板安装在槽洞上以封闭槽洞，模板通过支撑杆进行固定，支撑杆的一端与模板连接，另一端顶置或者固定在水中作业平台或者钢闸门上；泵送水下不扩散快凝混凝土：模板上预留有灌注孔，潜水作业人员将混凝土泵送软管通过模板上的灌注孔插入到槽洞中，通过混凝土泵送软管住槽洞中泵送混凝土，直至槽洞浇筑完成。2.根据权利要求1所述的水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，其特征在于：拦污栅的钢闸门为倾斜结构，水中作业平台在安装时，根据作业位置安装在钢闸门的正斜面或背斜面，当水中作业平台安装在钢闸门正斜面时，采用可调节支撑杆安装，可调节支撑杆的一端连接在水中作业平台的底部，另一端斜向下连接在钢闸门上；当水中作业平台安装在钢闸门背斜面时，采用可调节支撑杆，可调节支撑杆的一端连接在钢闸门上，另一端分别吊着水中作业平台的四个角点。3.根据权利要求1所述的水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，其特征在于：进行槽洞界面处理时，潜水作业人员先检查槽洞界面，对松动的混凝土块进行人工敲除或撬除；潜水作业人员手持高压水枪，枪嘴方向垂直于喷射清洗面，用压力≥10Mmpa高压水往复冲洗槽洞界面，为减少水下阻力，枪嘴离槽洞界面≤5cm，冲洗至槽洞界面混凝土显示出泛白颜色为止。4.根据权利要求1所述的水电站拦污栅门槽混凝土水下修复方法，其特征在于：进行模板封闭槽洞时，模板由多个铝合金模板纵横排列后通过卡扣连接组合而成，模板刚度、强度满足新浇水下混凝土对模板最大侧压力的要求，模板与槽洞外侧之间设置密封胶，模板采用活动支撑杆进行支撑固定，模板的背面设置有水平卡槽，水平卡槽上可滑动地设置有球形铰，活动支撑杆为可伸缩结构，连接端设有万向铰，活动支撑杆的万向铰与模板上的球形铰进行连接，使活动支撑杆能够水平且大角度活动。5.根据权利要求4所述的一种水电站拦污栅混凝土水下修复方法，其特征在于：活动支撑杆提供模板的反力计算公式为F＝0.12γ
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【专利技术属性】
技术研发人员：张元海，吴林霞，谢中庆，李锴，
申请(专利权)人：广东水电二局股份有限公司广水桃江水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：