三门峡黄河明珠（集团）有限公司河南三门峡472000
摘要：高强无收缩灌浆料是一种新型的高强度基础灌浆材料，具有早强、高强、无收缩等诸多优点。本文详细介绍了该灌浆料的性能指标及在三门峡水电站机组改造转轮室浇筑项目中的应用情况。
关键词：三门峡水电站、机组改造、转轮室浇筑、高强无收缩灌浆料、自流
1、工程概况
三门峡水电站机组增容改造实体工程于2013年11月正式开始施工，其中转轮室是其中一项重要的改造内容，转轮室将由半锥半球形改为上半部与底环连在一起、可拆卸的全球形，原转轮室需要挖除，制作安装新转轮室，并在转轮室内衬与老混凝土之间回填新混凝土。设计要求转轮室回填混凝土分三层浇筑：第一层为高程▽273m—高程▽273.85m，方量约为22m³；第二层为高程▽273.85m—高程▽275.1m，方量约为41m³；第三层为高程▽275.1m以上部分，方量约为3m³。
2、施工技术要求
2.1施工环境差：
为了确保转轮室安装精度，转轮室第一层混凝土必须在转轮室整体组合到位的情况下进行浇筑，此时，转轮室外侧全封闭，且内部空间狭小，埋件及拉筋密集，混凝土入仓、平仓、振捣均无法按常规进行，必须通过混凝土自流平和自密实完成浇筑。第二层砼是在转轮室上半部分吊出的情况下进行，采用常规开敞式振捣浇筑。
2.2技术要求精度高：
（1）在第一层混凝土浇筑过程中和浇筑完毕后，转轮室下部在圆球直径基础上，允许变形为±0.5mm；转轮室中心标高为275.00m，其标高允许变化为±0.5mm。
（2）第一层混凝土浇筑时，其顶面（▽273.85m）高程高度误差不得超过±5cm。
（3）第二层混凝土浇筑过程中和浇筑完毕后，转轮室圆度变化允许值为±0.5mm。
（4）在第三层混凝土浇筑过程中，应采取措施防止里衬变形过大影响其使用。
3、高强无收缩灌浆料的特点
3.1材料特点：
3.1.1早强、高强：1~3天抗压强度可达30~50MPa，缩短工期。
3.1.2自流性高：可填充全部空隙，满足设备二次灌浆的要求。
3.1.3微膨胀性：保证设备与基础之间紧密接触，二次灌浆后无收缩。粘结强度高，与钢筋握裹力不低于6MPa。
3.1.4可冬季施工：允许在-10°C气温下进行室外施工。
3.1.5耐久性强：本品属无机胶结材料，使用寿命大于基础混凝土的使用寿命。
3.1.6泌水性：不泌水。
3.1.7安全性：无毒、无味、无腐蚀、无污染、不含铁离子和氯盐，安全环保。
高强无收缩灌浆料是以高强度材料作为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成，在施工现场加入一定的水，搅拌均匀后即可使用。灌浆料具有自流、自密实；快硬、早强、高强；无收缩、微膨胀；无毒、无害、不老化、防锈等特点。施工不需振捣，只要有高差就会产生自然流动填充整个浇筑空间。并且，通过微膨胀保证浇筑混凝土与转轮室和老混凝土的紧密结合。
3.2技术参数
3.3用途
填充灌浆：混凝土接缝、孔洞等灌浆，适用灌浆层厚度δ≥150mm（含5～10mm大骨料）。
锚固灌浆：地脚螺栓锚固；设备底座、钢结构与基础怀口、设备基础的二次灌浆；建筑物的加固和改造等。
3.4材料制备
压浆料加水量：10－12％。
拌制方法：推荐机械拌制，拌制时间2－4分钟，一般在30－45分钟内用完。
施工工艺：采用高位漏斗法灌注，在中心高程为▽273.2m处沿锥管四周均匀开设若干个ø120mm进料口，由集料斗通过溜管从进料口入仓浇筑。
4、高强无收缩灌浆料的施工
4.1施工准备
4.1.1进料口布置：中心高程为▽273.2m处转轮室内经约为6.2m，周长约为19.5m，无收缩灌浆料在0.5－0.8m高差作用下有效流动距离不小于2.5m，因此，沿转轮室四周均匀开设8个ø120mm进料口，并安装好进料管。进料管可采用PVC管或钢管制作。
4.1.2浇筑平台布置：为了提高灌浆料的扩散距离，保证浇筑面的平整度，本次浇筑采用高位漏斗法，以开挖平台为基础，在▽276.448m高程搭设作业平台，设置集料斗，并用输料管将集料斗和进料管连接。灌浆料用桥机吊运至作业平台，用砂浆拌合机拌合后倒入集料斗入仓。
4.1.3拌合设备选型及布置：灌浆料采用普通建筑砂浆拌合机拌制，综合考虑作业位置和浇筑强度要求，设置两台砂浆拌合机，每台拌合机负责向一个集料斗注料，每个集料斗连接4个进料口。
4.1.4监测设施布置：在转轮室下部▽274.00m高程处和转轮室中心▽275.00m高程处沿圆球直径各均匀设置6个变形监测点，每个监测点安装一只千分表监测施工过程转轮室变形情况。浇筑过程中混凝土面上升情况，可通过进人廊道进行观察控制。
4.2灌浆料制备
（1）按产品推荐水料比确定加水量,必要时根据现场实际情况可适量调整。拌和用水采用饮用水，水温5～40℃。
（2）采用砂浆拌合机拌制，搅拌时间为2-4min。
4.3灌注施工
（1）灌注前24h，对接触面进行注水充分湿润。
（2）采用高位漏斗法进行灌注，即通过▽276.448m高程作业平台上的集料罐，沿输料管将灌浆料输送入仓，利用高差提高灌浆料流动性，实现自流平和自密实。
（3）浇筑时8个进料口同时进料，确保浇筑面均匀上升，避免转轮室因浇筑不均衡发生变形。
（4）灌浆开始后，连续进行，不间断。灌浆过程中严禁振捣。
5、加固型无收缩灌浆料的施工验收
由监理组织相应单位对灌浆进行验收，在灌浆料施工过程中，随机取样放入试模中，拆模后送往相应部门检验，试模检验结果不管是流动度还是抗压强度均符合GB/T50448-2008要求值。试验结果证明该灌浆料使用达到设计要求和预期效果。
一期浇筑时，主要监测下部转轮室各断面处的变形情况，从监测过程发现转轮室在径向存在一定的变形，而且变形量随着浇筑面的上升而增加，说明灌浆料的侧压力和水化热对转轮室的变形存在一定的影响，随着水化反应减弱，转轮室的温度随之降低，测量数值逐渐回缩，最终变化基本在0.10mm。转轮室壁本身较厚，又有预加拉力的锚杆的作用，对灌浆料侧压力的温度应力有较强的抵抗作用，总体变化在要求内，满足使用要求。
6.结束语
XCGM高强无收缩灌浆料的高流态、早强高强及微膨胀等优越性能均适合三门峡4号机组改造转轮室浇筑的封闭性、转轮室变形量等要求。
此次高强无收缩灌浆料在三门峡水电站转轮室浇筑时的应用，为大型水电站建设，特别是改造类水电站建设过程中出现的一些大型金属结构埋件二期回填碰到的类似难题提供了技术指导。此项技术的应用在水电站的新建、改建施工中具有较大的应用前景。
参考文献：
[1]GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》。2011.12
[2]姜立武，边蕴芳，张左强等。《三门峡水电站2~5号机组改造工程可行性研究报告》[R]。三门峡黄河明珠（集团）有限公司。2012.11
[3]张哂昭，李新波，陈丽芝。《三门峡水电站4号、2号水轮发电机组改造工程建设管理工作报告》[R]。三门峡黄河明珠（集团）有限公司。2016.07
作者简介：李新波（1984.03--），男，民族：汉，河北邯郸人，工程师，工作于三门峡黄河明珠（集团）有限公司。