【www.zhangdahai.com--其他范文】
摘要：本文介绍了南水北调中线水源工程丹江口大坝加高工程中电厂取水口金属结构设备的基本情况，分析了取水口封堵的必要性和可行性，并针对封堵技术和水下施工方案展开讨论，从具体实施的角度论证取水口封堵对电厂通风冷却系统改造和整个大坝加高金属结构安装工程的影响。
关键词：取水；闸阀；封堵
1 工程概况
丹江口大坝加高工程是南水北调中线水源工程的重要组成部分，大坝加高后水库正常蓄水位由157m提高到170m，坝顶由162m提高到176.6m。整个混凝土坝总长1141米，分为58个坝段，由右联混凝土坝段（7-右13）、深孔坝段（8-13）、溢流坝段（14-24）、厂房坝段（25-33）、左联混凝土坝段（33-44）等部分组成。丹江口水利枢纽各类金属结构自投入运行至今已三十多年，部分金属结构需要拆卸重新安装或改造更新，电厂取水口金属结构是其中之一，位于厂房坝段。
2 取水口封堵技术概述
在25#坝段110.00m高程和115.00m高程各设有一个取水口，引水钢管为DN200，两取水口钢管在阀门室合二为一，由一根DN250钢管引水，阀门室位于102.00m高程廊道宽缝处。在28# 坝段105.3m和115.7m高程也各有一个取水口，接两根DN200预埋水管，在108.25m廊道内设有闸阀，其后合并为一根DN250管道。本系统取水口较低，引来的低温水库水主要作为厂房空调室喷淋冷却的水源，同时也是电厂操作楼的消火栓和厕所冲洗用水。
由于原大坝施工时取水系统的管路中只设置了闸阀，而未在坝前设置闸门。管路系统检修时，需关闭坝内廊道中的闸阀。当该阀本身或阀前的一段明管需检修时，就得在水库潜水堵塞取水口，比较麻烦， 万一检修不及，则会从破损处漏水淹没坝内廊道或发生更严重的事故。目前系统已运行了30多年，闸门室闸阀绣蚀严重，已经无法关闭。在大坝加高后，水压加大，潜水深度增加，增加了检修难度，因此本取水口必须进行封堵。
取水口孔口段封堵方案的主要工序为：取水口弯段切除、制作定型堵头、水下焊接、柔性材料卡塞（利用水压）。
3 取水口封堵准备工作
3.1 水下准备工作
为彻底弄清楚电厂通风冷却系统取水口的具体位置、管口结构型式、管径、钢管锈蚀情况、取水口周围混凝土状况，我们对其进行了水下检查。检查结果如下：25#坝段电厂空调系统取水口（一）管口高程110.0m，取水口中心位置距25～26坝段横缝1.9m，取水口为喇叭形，取水口拦污栅为方钢形式，喇叭形直径700 mm，拦污栅与取水管采用法兰螺栓联接；取水管与上游面混凝土接触部位管径周长182cm（斜面周长）；垂直测量取水管底部与上游面混凝土接触部位管径周长172cm；取水管管口喇叭形拦污栅顶部距上游面混凝土53cm，底部距上游面混凝土22cm。
25#坝段电厂空调系统取水口（二）管口高程115.0m，取水口中心位置距25～26坝段横缝1.2m，取水管与上游面混凝土接触部位顶部表面有混凝土，混凝土上下游长度约350mm，左右侧宽度约400mm，高度约100mm。取水管管径、取水管管口喇叭形拦污栅及拦污栅与上游面混凝土间的距离与高程110.0m取水口相同。
25#坝段电厂空调系统取水口管口周边与坝体混凝土接触较好，检查范围内管口周边混凝土未发现裂缝，取水管表面锈蚀严重。
3.2 地面准备工作
（1）取水口闸门室现场检查，包括闸阀的工作状态、锈蚀情况、管路走向、内部供电和照明情况、从坝顶至闸门室的可行通道、通道是否通畅、通道尺寸、闸门能否顺利关闭、是否具备封堵条件等。为后序管路灌浆、混凝土施工等提供第一手资料。通过现场检查发现，闸门室的管路绣蚀比较严重，两个主闸门仍无法关闭和开启，一个处于关闭状态，一个处于开启状态。
（2）根据水下检查结果和现场检查情况，制定封堵施工方案，包括封堵方案、管路灌浆施工方法、闸室混凝土施工等。
（3）加工件的加工制作。根据封堵方案制作封堵法兰、闸门处封堵法兰、灌浆管路制作等。
4 封堵时的其他必备的条件
为保证取水口封堵施工安全顺利进行，按照水下作业的基本要求，在进行25#坝段取水口检查、水下封堵施工时应具备的基本条件是：26#坝段机组停机并且25#坝段取水口闸门关闭。另外，水下施工应选在枯水期水位较低时进行，封堵前电厂内通风冷却水系统改造完成。
25#坝段取水口分水下检查和水下封堵施工两个阶段，所需的停机次数为两次，第一次停机时间为1天，第二次停机时间为12天，总停机时间为13天。目前5#和6#机组均处于停机状态，已具备封堵施工条件。
5 具体封堵方法
5.1 水下封堵方法
根据25#坝段取水口的水下检测结果，取水口结构示意见下图5-1。
（1）封堵程序
根据25#坝段取水口水下检查结果，拟定的封堵程序为：在确保取水口下面阀门关闭的前提下，首先由潜水员沿混凝土表面将取水口切除，将加工好的封堵装置通过锚栓固定在混凝土表面上，将排气管引至水面以上，在确认没有问题的条件下，缓慢小心打开闸门室的阀门排水（此时封堵装置上的阀门也应打开），阀门宜小开，不能全开，通过在闸门室观察流量变化和最终渗流量大小即可判断是否封堵成功，如果最终渗流量较大且无法满足正常灌浆要求时，要急时关闭阀门（包括封堵装置上的阀门），查找原因，调整设计。封堵装置结构见下图5-2和附圖。
（2）施工准备
①在完成水下检查、封堵方案编制批准后立即进行封堵装置细化和制作。
②灌浆设备、机具、材料准备，包括在钢管上焊接灌浆管和封板等，水下封堵成功后必须立即进行管路水泥灌浆。25#坝段取水口灌浆设备、机具要提前搬运至25#坝段坝后102m高程厂坝平台上，通过交通廓道将管路接引至施工现场。
③混凝土浇筑设备、机具准备。要考虑好混凝土运输通道、运输方法，混凝土通过吊罐卸至25#坝段坝后102m高程厂坝平台处，然后采用斗车转运混凝土至施工现场。
④现场照明和施工用电准备。
（3）封堵方法
①取水口外露部分割除。
②水下施工平台搭设，施工平台采用膨胀螺栓固定。
③钻孔。首先加工制作一个钻模，钻模上的孔与封堵装置上的孔配钻，利用高压风钻钻孔，钻模采用三个膨胀螺栓固定。
④封堵装置安装。在安装之前将发泡橡胶板粘贴在封堵法兰上，用坝顶2#M900塔机吊至水下安装位置，将喜利得RE500植筋胶注入孔内后安插锚栓，带上螺帽，固化24h后上紧螺帽。
⑤若需要可用GS水下专用密封胶进行密封处理。
⑥灌浆管路安装。将排气管引至水面并固定。
5.2管路灌浆施工方法
采用水泥灌浆方法封堵管路，水泥采用P.O42.5，水灰比0.5：1，浆液通过管路输送至施工现场，根据灌浆量的多少，合理准备灌浆材料和制备浆液。按水工建筑物水泥灌浆施工技术规范和设计要求进行。
5.3阀门室混凝土浇筑
阀门室混凝土由自卸汽车运输至坝顶并卸到吊罐内，用2#M900塔机吊至25#坝段102m高程厂坝平台处，人工转运至廓道内，在廓道内用斗车辅助运输到施工现场，人工入仓，振捣器振捣。
6 事故应急处理
阀门无法关闭将会直接影响取水口的正常封堵和水下作业人员的安全，阀门无法开启将影响取水口至阀门段的钢管排水和渗水检查，无法确定封堵是否成功。阀门的正常开启和关闭关系到取水口能否成功封堵。
（1）根据电厂提供的信息，截至目前为止，25#坝段闸门室两个闸阀均无法开启和关闭，只是后部的闸阀已经关闭，具备封堵条件。确认封堵完成后，立即拆除闸门室两个阀门，将事先已经加工好的封堵法兰（法兰的中心焊上DN25的灌浆管，灌浆管另一端安装球阀）通过螺栓连接到阀门上。
（2）取水口封堵完成后，慢慢开启已关闭的阀门（封堵法兰上的闸阀开启，排气管引至水面以上），观察流量变化情况，如果出现大的渗漏则立即关闭阀门。由潜水员水下检查取水口封堵情况，针对渗水处进行处理直至满足灌浆要求为止。
（3）在灌浆过程中，由于种种原因，排气管脱落或断裂，潜水员将立即下去关闭闸阀，重新连接排气管，要求在两个小时内处理完成，重新开始灌浆。
（4）当出现意想不到的最坏情况时，应迅速撤离现场施工人员，立即向业主、监理、电厂报告。
（5）疏通廓道内的排水系统，让水能及时排走。
7 封堵进度计划
7.1 封堵步骤
本项目分四步走，第一步为水下检查，主要是对取水口结构、尺寸、周围混凝土状况进行检查，要保证检查结果的真实性。第二步为方案编制、细化及审批。第三步为水下安装封堵装置和管路灌浆。第四步为闸门室封闭混凝土施工。其中第一步和第三步均有水下作业，需要停机配合。
当时，库水位正好处在▽140m高程左右，是取水口封堵的大好时机。5#机和6#机均处于停机状态，25#坝段取水口已具备封堵条件。
7.2 封堵进度计划安排
考虑到25#坝段取水口已具备封堵条件，首先进行25#坝段取水口施工，再行考虑28#坝段和29#坝段取水口施工。25#坝段取水口检查1天，水下封堵装置安装和检查10天，灌浆2天，混凝土施工2天。
8 封堵技术结论
在整个封堵施工的过程中，我们发现取水口的结构较复杂，位置各异，取水口的高程均不相同，有水平方向的，也有倾斜向下的，还有位于进水口圆弧段上面的，针对每一个取水口的具体情况，我们制定了相关的封堵方案，例如在管口直接加盖法兰的封堵方案，可以减少水下钻孔和植筋的难度。但是必须摸清管壁的锈蚀情况，确保管道封堵有效。事实证明此举是方案成功的关键。在对25#坝段取水口封堵方案实施的基础上，及时优化了28#、29#坝段取水口的法兰封堵方案。
管口封堵是否密实、可靠是整个管道封堵施工的关键，考虑到管口周围混凝土表面的不平度，加大封盖法兰，加厚、加宽密封胶皮十分有必要，由于水下钻孔难度大，封盖法兰定位孔不宜过多，在上下左右四个方位进行固定的具有一定的可行性。
在取水口至阀门室范围内浇筑混凝土，需要注意混凝土浇筑的方向，还要考虑混凝土的管径与混凝土级配配套，由于原管道中有大量的积聚物和附著物（包括泥浆），混凝土无法与钢管内壁结合在一起，混凝土也无法浇筑密实。采用自下而上的水泥灌浆方法是比较好的方法，可以保证管道水泥浆密实。在灌浆之前，先打开阀门室内的闸门，从取水口的进口用高压水较长时间地冲洗管道，冲掉积聚物和附着物，然后自下而上灌注水泥浆（浓浆灌注），经实践证明，本方法是可行的。
这次封堵过程包括水下检查、清理，水下切割，水下植筋、水下安装法兰、水下漏水点检查及堵漏处理，水下灌浆协助，灌浆管路的安装拆除，取水口闸门的开与关、管道的清洗与检查等均经历了较长的时间，存在大量的水下作业，在封堵施工期间都有电厂停机配合。第一个取水口的封堵，经历了一个艰难的探索过程，随着25#坝段的成功封堵，28#坝段取水口封堵非常顺利，封堵所需的时间越来越短。
最终，在多方的共同努力和协调配合下，取水口的封堵工作顺利完成，这标志着丹江口大坝加高电厂空调取水系统改造取得了圆满成功。这也为电厂空调系统的稳定运行打下了良好的基础。
参考文献：
[1]水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T5148-2001）
[2]采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19）
[3]通风空调工程施工及验收规范（GBJ243-82）
[4]通风与空调工程质量检验评定标准（GBJ304）
本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0402/578505.html
