坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法在万家寨水利枢纽的应用

一　概况

万家寨水利枢纽工程位于黄河中游的山西省偏关县万家寨村西侧，与内蒙交界，距偏关县城30公里。该工程主要用于发电、防汛、工业用水和城市供水、灌溉等。枢纽工程主要由拦河坝、坝后式厂房、开关站、电站引水系统池水建筑物、取水建筑物等组成。拦河大坝为混凝土重力坝，设计最大坝高为91.0米，坝顶长486米，由22个坝段组成，电站装有6台单机容量为18万千瓦的水轮机，总装机容量为108万千瓦，水库最大库容为8.96亿立方米。

坝址区河谷呈宽“U”型，谷宽约400米，两岸陡立。坝址区地层为寒武奥陶系及第四系组成，主要岩性为厚层及薄层灰岩、白云岩、泥灰岩、页岩等。岩体多属微至极微透水岩层，渗透性较弱，岩溶不发育。

二　坝体接缝灌浆设计

万家寨水利枢纽工程坝体接缝灌浆分横缝灌浆和纵缝灌浆，灌浆工程量为99738平米，原设计横缝、纵缝接缝灌浆管路为预埋钢管出浆盒型式。这种传统做法需在坝体内埋设大量钢材和管路、出浆盒、排气槽及盖板等，施工难度较大，且出浆盒为点式出浆，也不易拉开，排气槽易被水泥浆堵塞，影响接缝灌浆质量。针对万家寨水利枢纽工程情况，根据规范和有关资料，在万家寨水利枢纽横缝接缝灌浆管路施工中，采用拔管法的措施，获得成功。

三　坝体横缝接缝灌浆拔管法施工工艺说明

1、坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法进、回浆管路布置，采用a、b两个回路，互为备用，间隔布置，主管布置在灌区底部，副管布置在灌区中部偏下位置。为加工方便，进、回浆干管和排气管均采用50×3.5毫米(外径×壁厚)硬塑料管，其廊道出口处均应换接DN40水煤气管，二者搭接长度应不小于20厘米，便于灌浆时的管路连接。

2、灌浆支管(即出浆，升浆管)：采用先浇块预留25毫米圆孔，后浇块浇筑时安装20×2.5毫米(内径×壁厚)充气软塑料管，浇筑后拔出，形成骑缝出浆孔槽，升浆管布置在键槽两侧的平段，间距视键槽宽度决定。(一般不应大于3米)出浆管底部与主管相接处用32×2.5毫米(外径×壁厚)硬塑料管与主管三通焊接。(三通管采用硬塑料管焊接加工而成)顶部用木塞封口，每个浇筑面在软塑料管上，套20厘米长硬塑料管做为保护管。

3、软管采用20×2.5毫米(内径×壁厚)软塑料管，堵头采用热压磨具加工成圆锥形。充气接头应用压紧连接方式，充气压力为0.2～0.4MPa。拔管时间在混凝土初凝之后、终凝之前完成，具体时间应根据工程和气候条件决定。为防止浇筑过程中塑料软管偏离半圆槽，在先浇块中每间隔50厘米预埋一道20#铅丝来固定塑料软管。

4、排气管采用一个回路，先浇块内埋主管和支管，主管采用50×3.5毫米(外径×壁厚)硬塑料管，支管过模板，排气管与灌区顶部升浆管距离1.0米，后浇块浇前装软管，浇后拔出成孔，堵塞出口即可形成过缝孔。

四　坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法施工工艺流程按以下步骤进行

1　在模板上按规定的距离固定25毫米的半圆孔。

2　安装带半圆管的模板，用20#铅丝固定软塑料管。

3　在排气管高程，安装硬塑料排气主管支管，且支管穿过模板。

4　按正常浇筑混凝土的施工程序进行浇筑、养护，拆模后形成半圆槽。

5　后浇块双回路主管和支管接口，按照浇筑层高度制作、安装，然后将软塑料管底端插入与主管三通连接的32×2.5毫米(外径×壁厚)硬管中，或下层已拔好的出浆孔中，用20#铅丝固定，充气达到预定压力，并在预定的浇筑高程，套20厘米长硬塑料保护管。层面上、下各10厘米

6　后浇块混凝土浇筑后，在混凝土初凝后终凝前，将软管内气体放掉，人工缓缓向上拔出软塑料管，即形成升浆、出浆骑缝孔。

7　在排气管高程，按升浆孔拔管方法拔成排气孔，不同之处是部位不同，其方向为侧向拔管。

8　进行灌区管路畅通性检查，合格后封堵排气孔、拔管口。封闭所有管口，待坝体温度稳定后进行灌浆。

五　坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法所需材料

六　坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法特殊技术要求及质量要求

1　灌区埋管和拔管所使用的塑料管均为PVC管，原材料除应符合国家标准外，还应符合以下要求：

①适合于38℃～31℃环境下不改变性能。

②PVC软管拉伸强度≥150／C。断裂伸长率≥200％，适用压力0.2～0.4MPa。

灌区适用高度8～12米，宽度一般不受限制。

管路加工应按照设计图纸进行，误差控制在±10毫米内，焊接采用PVC焊条，特殊情况下可用热口焊接。加工后应做渗漏检验。软管应做充气压力试验。

PVC软管始终固定于半圆槽内，如个别半圆槽不连续，应用人工凿成连续槽。

由于多工序穿插作业，为防止管路堵塞，要求：

①管口及时封口。

②定期冲洗，通水检查。

③在灌区封闭后，做畅通性检查，然后封闭管口。

在固结、帷幕灌浆过程中，底部灌区应注意观察或通水循环，以防止水泥灌浆串漏进入灌区造成堵塞事故。

七　坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法灌浆系统的优点

1　坝体横缝接缝灌浆塑料拔管法的灌浆系统节约材料。由于软塑料管拔出后形成骑缝混凝土孔代替原来的升浆管和出浆盒，硬塑料管代替原来的排气管和进、回浆管，这样可节约大量钢材，降低造价。

塑料拔管法便于施工。塑料管具有重量轻、加工容易等特点，同时塑料管材具有切割、焊接加工方便等优点。

塑料拔管法更容易保证灌浆质量。传统的埋管法是由出浆盒出浆(点式出浆)，排气槽在浇筑时易被水泥浆堵塞，造成排气不通畅。而塑料拔管法则是由骑缝孔出浆，全孔出浆，具有不易堵塞等特点，灌浆质量更易得到保证。