[发明专利]一种重力式溢流坝上直接加设或增高闸门的方法

说明书

技术领域

本发明属于水电站重力坝直接加高实现提高水位扩容的方法。

背景技术

水力发电是清洁能源，而水电站运行水头高低是决定其发电能力的关键。由于早期的水电站设计标准偏低，存在水库水头、库容不足导致达不到设计发电能力的问题，直接影响其发电效益。目前很多水电站在除险加固过程中都进行提高运行水头的水库增容扩建，来提高水电站发电能力。由于水压力与水头的平方成正比，因此提高蓄水水头对蓄水建筑物增加的压力非常大，一般说来，提高蓄水位的增容扩建都需要对重力坝或溢流坝进行增重培厚加高，以增加抗滑、抗倾与抗剪能力，而这种技术方法工期较长，会导致直接工程造价较高，且施工期水电站不能正常运行，直接影响工程的施工期的效益发挥。另一方面，施工应用大量水泥、石材、砂料，对环境有较大危害，且产生较大的能耗。

锚索或钢绞线防腐保护具有较大的现实意义，早期认为水泥浆形成碱性钝化膜可以有效保护锚索与锚区，近年来的实际情况表明，钝化膜保护是有限的。无粘结钢绞线也可能在持力过程中的摩擦或挤压产生保护层破损，局部形成锚索筋材暴露区，可能导致承力筋材腐蚀，形成工程安全的隐患；有粘结预应力则全部都需要防腐保护，阻锈的意义则更明显。

发明内容

本发明提供一种重力式溢流坝上直接加设或增高闸门的方法，以解决在带水情况施工，需要辅助工程、水下施工难度大、效果不理想的问题；实现水电站提高水头、增加库容进而提高发电能力。

本发明采取的技术方案包括下列步骤：

（一）设计

根据要增加水头的高度，确定溢流坝闸门的增高高度或新增闸门的高度，该增高后的闸门或新增闸门的高度小于7米；

对于原来有人行桥或交通桥桥墩、而没闸门的溢流坝，采用将人行桥墩改性为闸墩，进行增设闸门：对溢流坝的结构安全计算通过现有计算软件进行，包括进行抗滑动、抗倾覆计算，要求坝体不产生拉应力；对于原有人行桥或交通桥桥墩的溢流坝，通过结构承载能力计算确定其结构调整结构的方式，闸门传递的压力产生的附加力矩由预应力结合堰上开槽植筋后的锚固钢筋混凝土结构承担，剪力由改造后的闸墩结构承担，锚固力按常规结构计算，计算结构植筋；

对于原溢流坝有闸门，则进行闸门增高：对于原有闸墩，通过结构承载能力计算确定其结构调整结构的方式，采用开槽处理闸墩，并进行植筋，形成结合预应力的闸墩；

（二）水下深孔预应力锚固

⑴采用钻机打孔，孔径，根据锚固力计算确定锚固深度，要求深入最低新鲜岩面不小于2米；

⑵钻孔后立即进行预应力锚固，若间歇较长时间，则需要洗孔后锚固；

⑶将锚索按要求尺寸下料，并压制好锚端，按孔径布置并固定好锚索位置，下入孔中；

⑷配置锚固剂，700r/m搅拌1～3分钟；

所述锚固剂包括下列重量份的原料：

⑸将锚固剂用注浆泵灌入锚固孔中，若涌水孔或流动水中锚固则需要用中国专利《便于预应力锚索锚固的装置》辅助锚固；

（三）张拉后灌防腐保护浆，

所述防腐保护浆体包括如下重量份的原料：

（四）张拉端封锚，封锚混凝土与普通混凝土浇筑方法相同；

所述防腐封锚混凝土材料包括如下重量份的原料：

为解决溢流坝压力增大导致的结构稳定与承载力不足的问题，本发明采用结构改性技术对原结构进行承载方式的改性：即通过水下预应力锚固改变原溢流坝的承力方式，有效提高其承载能力，用锚固与预应力共同承担新增闸体传递的提高水头所产生的与坝体自身增加的荷载。实现低成本直接加设闸门来提高水电站蓄水位，解决水工重力式溢流坝增设闸门工程造价较高、施工期不能蓄水，在流动水中施工且影响工程进行期运行效益的技术难题。

本技术用迁移阻锈技术实现大幅提高预应力锚索、锚区持力结构的防腐能力，大幅提高预应力结构使用寿命。

本技术在带水情况施工，一般不需要辅助工程，解决了水下施工难度大、效果不理想的技术难题。采用本技术施工进度快，基本对工程运行无影响。

本发明作用机理是利用水泥材料及添加材料的化学特性，锚固灌浆采用混凝土注浆泵灌注，封锚混凝土与普通混凝土浇筑方法相同。由于封锚混凝土具有与原混凝土基材有较好的相容性，接缝区粘结无收缩，与两侧混凝土粘结较好，表层混凝土封闭性好，并具有抗裂、防水、防腐、抗冻、耐磨、耐老化及防氯离子渗透的性能。可以通过调整参量改变混凝土或砂浆的强度、韧性及流动性。