浅谈坪头水电站3#泄洪闸下游护坦表层磨损及修复

摘要：坪头水电站已经连续安全稳定发电运行了7个年头，本文描述了坪头水电站首部枢纽的工程概况以及工程运行中3#泄洪闸下游护坦斜坡段表层经过多年的河流冲刷产生的磨损情况，并针对该磨损情况进行修复工作的部分施工工艺。

关键词：坪头水电站；3#泄洪闸；修复

1、前言

1.1工程概况

美姑河流域属金沙江左岸的一级支流，发源于大凉山南麓，干流全长170km，落差2983m，属典型的山区河流。汛期美姑河流域的来水特点为：多泥沙、暴涨暴落。坪头水电站位于四川省凉山州美姑、昭觉、雷波三县交界处，是美姑河干流“一库五级”规划开发的最末一级梯级电站，电站为单一发电工程，无灌溉、防洪等综合利用要求。电站装机容量为3×60MW，多年平均发电量为8.61亿kW.h，水库正常蓄水位为913.00m，总库容为62万，调节库容9.77万 （扣除淤积），具有日调节性能。坪头水电站具有高水头，洪水来的快去的也快，河流中夹杂的泥沙含量大等特点。闸址处悬移质多年平均年输沙量为284万t，输沙量年际变化大，最大年输沙量767万t（1983年），为最小年输沙量117万t（1978年）的6.56倍。多年平均含沙量为1.86kg/，多年汛期平均含沙量为2.49kg/，含沙量年内分配极不均匀，绝大部分集中在汛期（5-9月）。沙峰与洪峰对应，最大日平均含沙量98.0kg/，实测最大含沙量330kg/ 。

1.2泄洪建筑物简介

坪头水电站的闸首与上游已建的柳洪水电站尾水相衔接，首部枢纽主要建筑物由左岸向右岸依次为取水口、左岸挡水坝段、冲沙闸、1#、2#、3#泄洪闸、右岸挡水坝段，闸下游设护坦、海漫等消能建筑物。一孔冲沙闸和三孔泄洪闸组成拦河坝，三孔泄洪闸的长宽规格一致，其长宽分别为45m和50.5m，建基面高程为876.5m，前齿槽建基面高程为880m。为适应基础变形，将冲沙闸和1#、2#、3#泄洪闸均单独分设闸段。泄洪闸闸室上游设置钢筋混凝土水平铺盖，长为20.00m、厚度为1.5m。泄洪闸闸室下游设长为88.00m的钢筋混凝土护坦，护坦包括斜坡段和平段，斜坡段长度为20.00m，泄洪闸段坡度为1：4，护坦底板高程为882.00m；护坦厚度按抗冲、抗浮稳定要求计算确定为3.00m，护坦末端防冲齿槽深入基岩2.00m。护坦下设纵横向反滤排水软管，管外用反滤土工布包裹；护坦下游设20.00m长的钢筋混凝土柔性海漫，护坦与海漫边墙顶高程为895.00m。为了防止泥沙沉积在护坦上，冲沙闸与泄洪闸下游设置隔墙，长度到护坦末端，墙顶高程为895.00m，宽度为3.00m。同时，为防止泄洪闸闸间下泄水流碰撞形成的水翅，在护坦斜坡段上设置隔墙，长度为23.6m，首端高度为895.00m。

2、3#泄洪闸护坦运行概况

3#泄洪闸自2007年5月15日首次参与施工期泄洪以来，至今已经历11个汛期的泄洪过流的考验，多年高含沙量的入库过坝悬移质泥沙和推移质造成了其闸室下游护坦混凝土表层出现了一定程度的磨损破坏，右侧边墙底部磨损深度略深。另外闸室末端紧靠右岸边墙位置两块底板衬护钢板被掀掉。导致运行期间护坦需要进行不同程度的检修，另外为了避免护坦进一步破坏甚至影响主体建筑物的安全，护坦都需要进行检修。

3、针对3#泄洪闸护坦采取的修复方案

美姑河流域枯水期的来水流量较小，也避开了雨季对施工难度的影响，坪头水电站首部枢纽利的三孔泄洪闸和一孔冲沙闸全关后，闸坝下游护坦处于河道水面以上。结合这一特点，在枯水期上游来水较小的时段，关闭冲沙闸和三孔泄洪闸工作闸门，采取措施避免上游漏水或排除漏水的措施，对3#泄洪闸护坦斜坡段的表层磨损采用抗冲耐磨材料进行修复处理，将斜坡段表面修复至磨损前厚度。

4、施工工艺和质量要求

（1）基面杂物清除

在确定修补范围后，采用人工或机械的方法对需要修补的部位用钢丝刷清除混凝土表面的污物、结构松动体、钙化的结晶体等影响修补材料与基层粘结的各种附着物，再冲洗处理后的表面至露出新鲜混凝土毛面，并保持基面清洁。

（2）锈蚀钢筋表面处理

用钢丝刷或钢丝球对出露钢筋表面的铁锈进行清除，并用聚合物防锈胶泥对钢筋进行涂刷。

（3）基面湿润

对于处理完的混凝土面，用喷水雾的方式将基面充分湿润至饱和面干状态。

（4）砂浆浇筑施工

浇筑施工应从闸坝下游方向进行。施工期间，适宜的自然温度在15-30度为宜。大面积施工时，宜采用分块施工法，每一施工块宽度约为3-5m，施工块间预留8-10mm的间隔缝，间隔缝用木条进行分隔，分隔条待修补混凝土凝固24小时后取出，用PU260聚氨酯密封胶进行填缝。施工前，先在施工块的边缘固定厚度标尺，然后将搅拌好的的修补砂浆填筑到预先隔好的施工分块内，提浆收面后，表面要求密实、平整，不得有明显的搭接痕迹、下坠、裂纹、气泡、麻面等现象出现。为确保更好的密实度，可采用压实抹光机进行压实抹光。

（5）养护

在砂浆填筑压实抹平并初凝之后，用喷水雾的养护方式或挂草帘的方式进行养护，养护时间为72小时。

5、结语

工程投a运行后，建议进行定期的水下检测巡视，对护坦出现的局部破坏尽量及时采用可靠方便的方法进行水下修复，尽量避免或推迟出现大型修复的情况。经过多年的检测和修复实践后，应进一步摸索明确适合本工程的检修周期及检修手段。

若出现大型修复的必要，应多方面寻求当时的新技术新方法，以优化简化大型检修方案。

参考文献：

[1] 陈东升，田启文，尹葵霞 坪头水电站枢纽总体布置及设计特点 《水电站设计》.2012年6月第28卷第2期 33-39

[2] 王小波 张荣贵 桐子林水电站河床段泄洪闸护坦检修方案研究 《中国西部科技》.2015年11月第14卷第11期总第316期 83-87

作者简介：唐仙容（1985-），女，四川安岳人，一级建造师，助理工程师，主要从事工程项目管理工作。