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抽水蓄能电站压力钢管顶部混凝土脱空的处理措施--以呼和浩特抽水蓄能电站为例

文档作者：白　威１方叙桐２文档来源：１．内蒙古呼和浩特抽水蓄能发电有限责任公司２．中国水利水电第三工程局有限公司，		点击数：	更新时间： 2025年11月03日
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２０１５ 年第３ 期
２０１５ Ｎｕｍｂｅｒ ３
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第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 作者简介：白　威，男，高级主管，从事水利水电工程建设管理工作。
抽水蓄能电站
压力钢管顶部混凝土脱空的处理措施
———以呼和浩特抽水蓄能电站为例
白　威１，方叙桐２
（１．内蒙古呼和浩特抽水蓄能发电有限责任公司，内蒙古呼和浩特　０１００１０；
２．中国水利水电第三工程局有限公司，内蒙古呼和浩特　０１００１０）
摘要：分析了呼和浩特抽水蓄能电站１ 号引水系统中平段压力钢管混凝土回填浇筑后产生脱空现象的原因，针对施工
中存在的问题，提出了解决措施，总结了压力钢管顶部混凝土脱空浇筑所遵循的基本原则和实施要点，为呼和浩特抽水
蓄能电站输水系统的安全运行奠定了基础。
关键词：混凝土脱空；处理方法；抽水蓄能水电站
中图分类号：ＴＶ７４３：ＴＶ５２ ＋３　　　文献标志码：Ｂ　　　文章编号：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
　　呼和浩特抽水蓄能电站位于内蒙古自治区呼和浩
特市东北部大青山区，电站总装机容量４ ×３００ ＭＷ，
水道系统由上水库进／出水口、引水隧洞、引水调压井、
压力管道、尾水隧洞和下水库进／出水口组成。压力管
道长度分别为：１ 号压力管道１ ０７６．５３７ ｍ，高压支管
６４．７６２ ｍ；２ 号压力管道１ ０９３．５０２ ｍ，高压支管
４９．７６２ ｍ。单条压力管道斜井段最长为３４０．６１４ ｍ，
最大坡角为６０°，钢管最大压力级别为７９０ ＭＰａ。其中
１ 号压力管道中平段全长１８７．５ ｍ，开挖断面为马蹄
形，６００ ＭＰａ 钢管２６ 节，７９０ ＭＰａ 钢管１２ 节，设计混凝
土回填厚度为０．６ ｍ，１ 个单元混凝土回填１ 仓，每仓
按１５ ｍ 浇筑。１ 号压力管道中平段钢管混凝土回填
区域，第１ 单元第２ 仓段混凝土浇筑完成后，经业主、
监理现场检查，发现压力钢管顶部混凝土与岩石面有
长度为１２０ ｃｍ，高度为１０ ｃｍ，宽度为２０ ｃｍ 的空腔。
７０
白　威，等：抽水蓄能电站压力钢管顶部混凝土脱空的处理措施———以呼和浩特抽水蓄能电站为例２０１５ 年３ 月
１　混凝土脱空原因及对钢管的影响
１）经过对现场的检查，由于混凝土是从仓内底部
开始浇筑的，泵管由顶拱分两侧进入仓面，循序渐进，
逐步完成各层的浇筑，混凝土浇筑至顶部，泵管在向模
板外侧退出时，混凝土受重力影响向两侧滑动，泵管占
据了混凝土的位置，无法浇满泵管原来所在的位置，所
以出现了空腔。并且由于仓内作业区间狭窄，施工人
员使用的振捣棒无法插入，无法振捣密实，所以现场检
查时使用电镐凿开后，可见到通长的空腔［１］ 。
２）压力钢管和混凝土结构面为联合受力状态，需
要由钢管与周围的混凝土共同承担，如果混凝土与岩
面之间出现空腔或钢衬外壁与混凝土出现脱空现象，
钢管与混凝土处于非联合受力状态，钢管内充满水后，
水流经过钢管，在内水压及脉动压力作用下，极易造成
局部应力集中或有较大压力，产生不均匀变形。因此
发现脱空现象要及时处理，钢管外壁与混凝土之间应
紧密粘结［２ －４］ 。
２　钢管顶部混凝土脱空处理措施
2．1　方法1
１ 号中平段上游侧全长１５９ ｍ，每３０ ｍ 为一个灌
浆区段，共分为５ 个区段，每区段钢管安装２ 个摞节，
全部进行回填灌浆。回填灌浆是以混凝土浇筑的长度
为施工单元，每个施工单元内灌浆孔为梅花型布置
（３ ｍ ×３ ｍ），安装６ 根管，每根灌浆管均引至混凝土
施工面以外。立管用弯头与水平管连接，引出仓面，每
根管路均进行编号，孔口设压力表，钻孔达到设计深度
后，用压力风吹净钻孔，下设纯压式灌浆塞，使用３ＳＮＳ
灌浆泵灌注。同一区段内灌浆按照自低处向高处方向
推进，材料选用４２．５ 级的普通硅酸盐水泥，浆液水灰
比为１∶１ 和０．６∶１ 两个比级，灌浆采用孔口循环全孔
一次灌注的方式。灌浆质量检查：灌浆结束７ ｄ 后，采
用钻孔注浆法进行质量检查（检查孔的数量为灌浆孔
总数的５％），检查孔压水压力采用灌浆压力的８０％。
向孔内注入水灰比２∶１ 的浆液，在规定压力下，初始
１０ ｍｉｎ 内注入量不超过１０ Ｌ 即为合格。经过对灌浆
孔的检查，全部满足规范要求［５］ 。
2．2　方法2
以２ 号中平段为例，在每仓钢管混凝土回填施工
前，在钢管顶部预埋两趟泵管，两趟泵管出口分别位于
本浇筑段长度的１／３ 和２／３ 处，宜选在超挖最大处，回
填灌浆出浆管尽量贴近洞顶，出浆口须做必要的保护，
防止混凝土浆液灌入灌浆管时发生堵塞。经过埋设泵
管后，顶部混凝土浇筑密实，泵管及管内混凝土占据了
脱空的位置，回填灌浆量明显减小。
３　结　语
１）压力钢管混凝土浇筑出现脱空质量缺陷是一
个普遍现象，由于施工难度增加，混凝土产生脱空是很
难完全杜绝的。
２）脱空产生的因素虽然很多， 但通过改进相应的
施工措施和工艺， 大部分因素是能够减轻或消除的。
３）要有效控制脱空的产生，应加强原材料的控
制， 严格按照配合比进行拌制，严格按振捣工艺施工。
４）根据常规的施工工艺及措施， 同时结合在施工
中总结的成功经验及相关成熟工艺， 针对混凝土的拌
制、运输、浇筑等过程编制具体的作业指导书， 并要求
施工单位严格按该作业指导书的要求进行施工， 尽可
能地消除人为因素造成的脱空［６ －７］ 。
５）通过对２ 号中平段埋设泵管的施工方法，进行
灌浆后检查，未发现异常情况，混凝土浇筑得较密实，
说明此方案科学合理，减少了回填灌浆工程量，降低了
工程造价，有效地抑制了脱空的产生，确保了工程
质量。
参考文献：
［１］ＤＬ／Ｔ ５１４８ －２０１２， 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范［Ｓ］
［２］ＳＬ１９１ －２００８， 水工混凝土结构设计规范［Ｓ］
［３］ＳＤＪ２０ －７８， 水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）［Ｓ］
［４］ＧＢ５０１５２ －９２， 混凝土结构试验方法标准［Ｓ］
［５］刘红波， 李世阳．鲁地拉水电站地下厂房肘管混凝土施工
技术［Ｊ］．云南水力发电， ２０１２， ２８（６）： ８９ －９１
［６］ＳＬ２３０ －９８， 混凝土坝养护修理规程［Ｓ］
［７］李健， 陶洪辉．岩滩水电厂压力钢管焊缝、脱空检查及处理
方法［Ｊ］．沿海企业与科技， ２００８（１）： ３３ －３５
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