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抽水蓄能電站壓力鋼管頂部混凝土脫空的處理措施--以呼和浩特抽水蓄能電站為例

文檔作者：白　威１方敘桐２文檔來源：１．內蒙古呼和浩特抽水蓄能發電有限責任公司２．中國水利水電第三工程局有限公司，		點擊數：	更新時間： 2025年11月03日
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２０１５ 年第３ 期
２０１５ Ｎｕｍｂｅｒ ３
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１２９ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１２９
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１５．０３．０２０
收稿日期：２０１４ －１１ －２４ 作者簡介：白　威，男，高級主管，從事水利水電工程建設管理工作。
抽水蓄能電站
壓力鋼管頂部混凝土脫空的處理措施
———以呼和浩特抽水蓄能電站為例
白　威１，方敘桐２
（１．內蒙古呼和浩特抽水蓄能發電有限責任公司，內蒙古呼和浩特　０１００１０；
２．中國水利水電第三工程局有限公司，內蒙古呼和浩特　０１００１０）
摘要：分析了呼和浩特抽水蓄能電站１ 號引水系統中平段壓力鋼管混凝土回填澆筑后產生脫空現象的原因，針對施工
中存在的問題，提出了解決措施，總結了壓力鋼管頂部混凝土脫空澆筑所遵循的基本原則和實施要點，為呼和浩特抽水
蓄能電站輸水系統的安全運行奠定了基礎。
關鍵詞：混凝土脫空；處理方法；抽水蓄能水電站
中圖分類號：ＴＶ７４３：ＴＶ５２ ＋３　　　文獻標志碼：Ｂ　　　文章編號：１６７１ －３３５４（２０１５）０３ －００７０ －０２
Treatment of the Cavity Problem in Concrete above the Steel Penstock
in Hohhot Pumped Storage Power Station
ＢＡＩ Ｗｅｉ１ ， ＦＡＮＧ Ｘｕｔｏｎｇ２
（１．Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｈｏｈｈｏｔ Ｐｕｍｐｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１０， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｉｎｏｈｙｄｒｏ Ｂｕｒｅａｕ ３ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１０， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏ．１ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｈｏｈｈｏｔ Ｐｕｍｐｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ， ｃａｖｉｔｉｅｓ
ａｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｂｏｖｅ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｅｇｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｎｓｔｏｃｋ．Ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｃａｖｉｔｉｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｔｈｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ
ｓｙｓｔｅｍ．
Key words： ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｖｉｔｙ； ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ｐｕｍｐｅｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ
　　呼和浩特抽水蓄能電站位于內蒙古自治區呼和浩
特市東北部大青山區，電站總裝機容量４ ×３００ ＭＷ，
水道系統由上水庫進／出水口、引水隧洞、引水調壓井、
壓力管道、尾水隧洞和下水庫進／出水口組成。壓力管
道長度分別為：１ 號壓力管道１ ０７６．５３７ ｍ，高壓支管
６４．７６２ ｍ；２ 號壓力管道１ ０９３．５０２ ｍ，高壓支管
４９．７６２ ｍ。單條壓力管道斜井段最長為３４０．６１４ ｍ，
最大坡角為６０°，鋼管最大壓力級別為７９０ ＭＰａ。其中
１ 號壓力管道中平段全長１８７．５ ｍ，開挖斷面為馬蹄
形，６００ ＭＰａ 鋼管２６ 節，７９０ ＭＰａ 鋼管１２ 節，設計混凝
土回填厚度為０．６ ｍ，１ 個單元混凝土回填１ 倉，每倉
按１５ ｍ 澆筑。１ 號壓力管道中平段鋼管混凝土回填
區域，第１ 單元第２ 倉段混凝土澆筑完成后，經業主、
監理現場檢查，發現壓力鋼管頂部混凝土與巖石面有
長度為１２０ ｃｍ，高度為１０ ｃｍ，寬度為２０ ｃｍ 的空腔。
７０
白　威，等：抽水蓄能電站壓力鋼管頂部混凝土脫空的處理措施———以呼和浩特抽水蓄能電站為例２０１５ 年３ 月
１　混凝土脫空原因及對鋼管的影響
１）經過對現場的檢查，由于混凝土是從倉內底部
開始澆筑的，泵管由頂拱分兩側進入倉面，循序漸進，
逐步完成各層的澆筑，混凝土澆筑至頂部，泵管在向模
板外側退出時，混凝土受重力影響向兩側滑動，泵管占
據了混凝土的位置，無法澆滿泵管原來所在的位置，所
以出現了空腔。并且由于倉內作業區間狹窄，施工人
員使用的振搗棒無法插入，無法振搗密實，所以現場檢
查時使用電鎬鑿開后，可見到通長的空腔［１］ 。
２）壓力鋼管和混凝土結構面為聯合受力狀態，需
要由鋼管與周圍的混凝土共同承擔，如果混凝土與巖
面之間出現空腔或鋼襯外壁與混凝土出現脫空現象，
鋼管與混凝土處于非聯合受力狀態，鋼管內充滿水后，
水流經過鋼管，在內水壓及脈動壓力作用下，極易造成
局部應力集中或有較大壓力，產生不均勻變形。因此
發現脫空現象要及時處理，鋼管外壁與混凝土之間應
緊密粘結［２ －４］ 。
２　鋼管頂部混凝土脫空處理措施
2．1　方法1
１ 號中平段上游側全長１５９ ｍ，每３０ ｍ 為一個灌
漿區段，共分為５ 個區段，每區段鋼管安裝２ 個摞節，
全部進行回填灌漿。回填灌漿是以混凝土澆筑的長度
為施工單元，每個施工單元內灌漿孔為梅花型布置
（３ ｍ ×３ ｍ），安裝６ 根管，每根灌漿管均引至混凝土
施工面以外。立管用彎頭與水平管連接，引出倉面，每
根管路均進行編號，孔口設壓力表，鉆孔達到設計深度
后，用壓力風吹凈鉆孔，下設純壓式灌漿塞，使用３ＳＮＳ
灌漿泵灌注。同一區段內灌漿按照自低處向高處方向
推進，材料選用４２．５ 級的普通硅酸鹽水泥，漿液水灰
比為１∶１ 和０．６∶１ 兩個比級，灌漿采用孔口循環全孔
一次灌注的方式。灌漿質量檢查：灌漿結束７ ｄ 后，采
用鉆孔注漿法進行質量檢查（檢查孔的數量為灌漿孔
總數的５％），檢查孔壓水壓力采用灌漿壓力的８０％。
向孔內注入水灰比２∶１ 的漿液，在規定壓力下，初始
１０ ｍｉｎ 內注入量不超過１０ Ｌ 即為合格。經過對灌漿
孔的檢查，全部滿足規范要求［５］ 。
2．2　方法2
以２ 號中平段為例，在每倉鋼管混凝土回填施工
前，在鋼管頂部預埋兩趟泵管，兩趟泵管出口分別位于
本澆筑段長度的１／３ 和２／３ 處，宜選在超挖最大處，回
填灌漿出漿管盡量貼近洞頂，出漿口須做必要的保護，
防止混凝土漿液灌入灌漿管時發生堵塞。經過埋設泵
管后，頂部混凝土澆筑密實，泵管及管內混凝土占據了
脫空的位置，回填灌漿量明顯減小。
３　結　語
１）壓力鋼管混凝土澆筑出現脫空質量缺陷是一
個普遍現象，由于施工難度增加，混凝土產生脫空是很
難完全杜絕的。
２）脫空產生的因素雖然很多， 但通過改進相應的
施工措施和工藝， 大部分因素是能夠減輕或消除的。
３）要有效控制脫空的產生，應加強原材料的控
制， 嚴格按照配合比進行拌制，嚴格按振搗工藝施工。
４）根據常規的施工工藝及措施， 同時結合在施工
中總結的成功經驗及相關成熟工藝， 針對混凝土的拌
制、運輸、澆筑等過程編制具體的作業指導書， 并要求
施工單位嚴格按該作業指導書的要求進行施工， 盡可
能地消除人為因素造成的脫空［６ －７］ 。
５）通過對２ 號中平段埋設泵管的施工方法，進行
灌漿后檢查，未發現異常情況，混凝土澆筑得較密實，
說明此方案科學合理，減少了回填灌漿工程量，降低了
工程造價，有效地抑制了脫空的產生，確保了工程
質量。
參考文獻：
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［２］ＳＬ１９１ －２００８， 水工混凝土結構設計規范［Ｓ］
［３］ＳＤＪ２０ －７８， 水工鋼筋混凝土結構設計規范（試行）［Ｓ］
［４］ＧＢ５０１５２ －９２， 混凝土結構試驗方法標準［Ｓ］
［５］劉紅波， 李世陽．魯地拉水電站地下廠房肘管混凝土施工
技術［Ｊ］．云南水力發電， ２０１２， ２８（６）： ８９ －９１
［６］ＳＬ２３０ －９８， 混凝土壩養護修理規程［Ｓ］
［７］李健， 陶洪輝．巖灘水電廠壓力鋼管焊縫、脫空檢查及處理
方法［Ｊ］．沿海企業與科技， ２００８（１）： ３３ －３５
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