专利名称：水工结构物脱空填充硅酮胶修补水轮机蜗壳脱空的施工方法
技术领域：
本发明涉及水利工程施工技术领域，具体地说是涉及水工结构物脱空填充硅酮胶(HSDF 胶)修补水轮机蜗壳脱空的施工方法。
背景技术：
水电站水轮机在运行一段时间后出现蜗壳钢板与混凝土脱空。如新安江水电站水轮机蜗 壳的结构形式隔离式垫层蜗壳，在蜗壳和外围混凝土之间设置沥青弹性垫层。历经四十多年 的运行，沥青垫层老化严重，检测发现脱空现象严重，内有积水。这种现象有多种隐患(1) 蜗壳外表失去沥青覆盖，在潮湿环境极易锈蚀变薄，减少结构寿命；(2)蜗壳脱空可能造成 水轮机振动过大，影响机组的正常运行。这种情况任其发展，可能危及电厂的运行安全。按 设计要求脱空位置应填充弹性材料进行维修。一般电站常采用水泥灌浆或环氧灌浆填充修补。 水泥灌浆不能满足弹性垫层的要求。环氧灌浆不能带水作业，有水时，甚至不能形成凝胶， 取样成功率低。针对此难题，研制了一种具有室温硫化、双组份、自流平、固化速度可调、 低模、高弹、高耐久、无污染、无侵蚀等特点水工结构物脱空填充硅酮胶(HSDF胶)，属于 环境友好型材料，材料满足水工结构物脱空填充要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水工结构物脱空填充硅酮胶(HSDF胶)修补水轮机蜗壳脱 空的施工方法。本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的。
水工结构物脱空填充硅酮胶(HSDF胶)修补水轮机蜗壳脱空的施工方法，其特征在于 施工步骤如下
(1) 施工准备
搭设活动脚手架，设防护拦杆，现场用安全照明灯照明，用水泵将工作面多余的漏水排 出，保证工作面干燥，现场采用鼓风机排风，备齐施工机械设备；
(2) 蜗壳脱空检查及施工范围确定
采用现场敲击法来检测蜗壳脱空，用油漆标出脱空范围，确定施工范围，测绘蜗壳展开 图，按顺序编制分段号，并将脱空范围绘于蜗壳展开图中；
(3) 注胶孔位布置
根据设计要求确定丌孔位置，编号后绘制于蜗壳展开图中，设计注胶顺序， 一般由下向上进行，并注意及吋排水，对互相不连通的独立脱空部位，各部位分别布置2个注胶孔，以 保证浆液能充填密实；
(4) 注胶孔制作
注胶前需先制作注胶孔，采用磁座电钻成孔，成孔后采用丝锥套丝扣，接上钢管(两头 套丝)，钢管另一端接上阀门，连接注胶管即可进行注胶施工；
(5) 压风试验
注胶前采用高压风检查脱空部位的串通情况，吹除空隙内的污物和积水，压风甜风管上 应装上压力表，控制风压0 0.2MPa，风源采用廊道内高压风，压风检査过程中，必须将部分 注胶孔趟开，以免出现钢管变形，压风过程中若发现钢管漏气，则立即进行电焊封堵，以免 影响注胶施工的顺利进行；
(6) 注胶设备安装
注胶设备现场安装调试，排除养护机油，检查注胶管路密封性、压力表是否完好、冷却 系统完善、电路及保护安全；
(7) 注胶压力控制 施工过程中应严格控制注胶压力在0-0.4MPa，防止蜗壳变形；
(8) 注胶管安装 将注胶设备的注胶管连接在注胶孔阀门上，保持其密封性良好；
(9) HSDF胶配制
将己配制好的水工结构物脱空填充硅酮胶A组分和B组分按设计重量比3.3:1 12.1:1取 出放于搅拌桶内，重量误差不超过3%，用专用电动搅拌机搅拌3 5分钟，至搅拌均匀，备用；
(10) HSDF胶灌注
灌注胶采用孔口循环、孔内填压式注胶法进行，各脱空部位按自低处孔向高处孔的顺序 进行。施工时将步骤(9)配好的密封胶倒入灌注设备料桶内，开机将管路中废液排除，直至 见到胶液，再将注胶管与注胶孔连接，然后进行HSDF胶的灌注，压力表压力值控制在 0 0.4MPa， HSDF胶配置及注胶采用流水作业，连续进行，间隔超出1小时应及时清洗；
(11) 注胶过程观察
透过注胶孔邻近孔进行注胶过程观察，用于施工时检查注胶效果，当溢出时，拧紧阀门， 密封后再进行注胶一段时间，到不能灌入为止，移位再注；
(12) 移位按设计顺序进行移位注胶，拧紧已灌孔阀门使其密封；
(13) 清洗注胶设备
注胶结束后，摘下注胶管，将机内胶料倒出，用少量机油排除管中胶料，再用水排除机 油，然后用二甲苯进行管路循环清洗，最后倒入适量机油排除废液，循环两道，机油留在管 内保养，废液集中处理；
(14) 灌后效果检査和钢衬恢复
待胶体表面干后进行注胶质量检杳，检杳方法釆用敲击法、开孔检査法或两种方法相结 合的方法来检测进行质量检査，脱空范围和程度应满足设计要求，评价标准主要考察胶体充 盈性，对灌后仍未达到要求的部位，则应进行补灌，注胶工艺同上，卸掉原注胶管，拆掉阀 门并清洗，对原注胶孔先采用丝堵进行封孔，封孔吋，丝堵应旋入并低于钢管内壁4mm 8mm， 然后满焊堆焊出来，焊接部位打磨平整。
上述步骤(9)中所述水工结构物脱空填充硅酮胶配制中已配制好的A、 B组分分别按下 列重量比做制成A组分是由a， Q)-二羟基聚二甲基硅氧烷和碳酸钙填料按100: 15 45的重 量比在三臂行星搅拌机搅拌混炼均匀后密封备用；B组分是由碳酸钙填料、甲基乙烯基二硅 垸和线形含氨氧基聚硅氧烷交联剂按3~10: 6~15: 3~10的重量比在三臂行星搅拌机中搅拌混炼 均匀后密封备用。
本发明方法具有以下特点
(1) 本发明施工方法对水轮机蜗壳结构开孔少、施工压力小，施工安全可靠；
(2) 本发明施工方法系统简单，施工方便；
(3) 本发明施工方法效率高，縮短工期，减少水轮发电机停机时间；
(4) 本发明施工方法水工结构物脱空填充硅酮胶无毒、废液集中处理，施工安全环保。
图1水轮机蜗壳脱空位置及注胶孔布置示意图。
附图标记——脱空区、 ——钻孔(注胶孔及检査孔)、1~19——注胶孔编号、 F1 F26——蜗壳分段号。
具体实施例方式
下面通过实例进一步说明本发明蜗壳脱空HSDF胶灌注施工方法。 新安江水电站位于钱塘江支流新安江上，浙江省建德县境内，由中国自己设计、施工，
6自制设备，自行安装的第一座大型水电工程。电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运等综 合利用效益。坝顶高程115m(坝高105m)，设计正常高水位108m，相应面积580km2，库 容17. 84X 109 m3，最大库容21. 626X 109 m3 ，最大泄洪流量13 200 m3/ s。电站采用混凝土 宽缝重力坝厂房顶溢流式水力枢纽，为当时世界同类大坝之最。厂房内安装9台竖轴混流式 水轮发电机组。水轮机转轮名义直径均为4.1米。
结合1#机大修，2008年11月6日开始进行W机蜗壳脱空检査及HSDF胶灌注工程，工 程于同年11月30日竣工。
1#水轮机蜗壳脱空填充灌注HSDF胶施工步骤如下 (1)施工准备
注胶前，在蜗壳内(最高处为5.2m)搭设活动脚手架，周围设置防护拦杆，接通施工用 水、用电，在引水钢管水平段伸縮节部位做围堰，拦截闸门漏水，'用水泵将多余的漏水排出， 保证工作面基本干燥，现场采用鼓风机排风，现场用安全照明灯照明，照明灯为专线，施工 中主要应配备机械设备如表1所示。
表1主要设备配备一览表
项目型号数量
磁座钻GRCZ-232
注浆泵ULPRA-4901
手压泵2
低速搅拌机GBH7-45Dg1
切割机J3G-400A-11
套丝机/1
电子秤ACX-151
(2) 蜗壳脱空检查及施工范围确定
采用现场敲击法来检测蜗壳脱空，用油漆标出脱空范围，确定施工范围，脱空部位面积 共为34.8m2，其中大于l n^的部位总面积为34m2，测绘蜗壳展开图，共26个分段，并将 脱空范围绘于蜗壳展开图中，见图l所示；
(3) 注胶孔位布置
经优化，布置19只注胶孔，见图1所示。开孔间距一般为不小于1米，对互相不连通的 独立脱空部位，各部位分别布置2个注胶孔，以保证浆液能充填密实；
(4) 注胶孔制作
7注胶前需先制作注胶 L，注胶孔采用磁座电钻成孔，口径为(D18mm。成孔后采用手用^〃
丝锥套丝扣，接上i"钢管(两头套丝)，p'钢管另一端接上阀门； 2 2
(5) 压风试验
注胶前采用高压风检查脱空部位的串通情况，吹除空隙内的污物和积水，压风前风管上 应装上压力表，控制风压(K0.2MPa，风源采用廊道内高压风，压风检查过程中，必须将部分 注胶孔趟开，以免出现钢管变形，压风过程中若发现钢管漏气，则立即进行电焊封堵，以免 影响注胶施工的顺利进行；
(6) 注胶设备安装
注胶设备现场安装调试，排除养护机油，检查注胶管路密封性、压力表是否完好、冷却 系统完善、电路及保护安全；
(7) 注胶压力控制 施工过程中应严格控制注胶压力在0 0.4MPa，防止蜗壳变形；
(8) 注胶管安装 将注胶设备的注胶管连接在注胶孔阀门上，保持其密封性良好；
(9) HSDF胶配制
将已配制好的水工结构物脱空填充硅酮胶A组分和B组分按设计重量比8:1取出放于搅 拌桶内，重量误差不超过3%，用专用电动搅拌机搅拌3 5分钟，至搅拌均匀，HSDF胶配制 量应根据灌注量确定；
其中，水工结构物脱空填充硅酮胶A、 B组分分别按下列重量配比所制成 A组分
a， (o-二羟基聚二甲基硅氧垸 100 碳酸钙填料 30
B组分
碳酸钙填料 3 甲基乙烯基二硅烷 10 线形含氨氧基聚硅氧烷交联剂 3.3
(10) HSDF胶灌注
灌注胶采用孔口循环、孔内填压式注胶法进行，各脱空部位原则上按自低处孔向高处孔的顺序进行。施工时将配好的密封胶倒入灌注设备料桶内，开机将管路中废液排除，直至见 到胶液，再将注胶管与注胶孔连接，然后进行HSDF胶的灌注，压力表压力值不宜超过0.4MPa， 防止钢衬变形。HSDF胶配置及注胶采用流水作业，连续进行。
(11) 注胶过程观察
透过注胶孔邻近孔进行注胶过程观察，用于施工时检査注胶效果，当溢出时，拧紧阀门， 密封后再进行注胶一段时间，到不能灌入为止；
(12) 移位
按由下而上的顺序进行移位注胶，拧紧巳灌孔阀门使其密封；
(13) 清洗注胶设备
注胶结束后，摘下注胶管，将机内胶料倒出，用少量机油排除管中胶料，再用水排除机 油，然后用二甲苯进行管路循环清洗，最后倒入适量机油排除废液，循环两道，机油留在管 内保养，废液集中处理；
(14) 灌后效果检查和钢衬恢复
待胶体表面干后进行灌注质量检查，检査方法采用敲击法和丌孔检査法进行质量检査， 原脱空处己经密实，然后进行封孔，封孔时，丝堵应旋入并低于钢管内壁4mm 8mm，然后 满焊堆焊出来，焊接部位打磨平整，经检査1#水轮机蜗壳脱空填充灌注HSDF胶施工达到设 计要求。
权利要求
1.一种水工结构物脱空填充硅酮胶修补水轮机蜗壳脱空的施工方法，其特征在于施工步骤如下(1)施工准备搭设活动脚手架，设防护拦杆，现场用安全照明灯照明，用水泵将工作面多余的漏水排出，保证工作面干燥，现场采用鼓风机排风，备齐施工机械设备；(2)蜗壳脱空检查及施工范围确定采用现场敲击法来检测蜗壳脱空，用油漆标出脱空范围，确定施工范围，测绘蜗壳展开图，按顺序编制分段号，并将脱空范围绘于蜗壳展开图中；(3)注胶孔位布置根据设计要求确定开孔位置，编号后绘制于蜗壳展开图中，设计注胶顺序，一般由下向上进行，并注意及时排水，对互相不连通的独立脱空部位，各部位分别布置2个注胶孔，以保证浆液能充填密实；(4)注胶孔制作注胶前需先制作注胶孔，采用磁座电钻成孔，成孔后采用丝锥套丝扣，接上两头套丝的钢管，钢管另一端接上阀门，连接注胶管即可进行注胶施工；(5)压风试验注胶前采用高压风检查脱空部位的串通情况，吹除空隙内的污物和积水，压风前风管上应装上压力表，控制风压0～0.2MPa，风源采用廊道内高压风，压风检查过程中，必须将部分注胶孔趟开，以免出现钢管变形，压风过程中若发现钢管漏气，则立即进行电焊封堵，以免影响注胶施工的顺利进行；(6)注胶设备安装注胶设备现场安装调试，排除养护机油，检查注胶管路密封性、压力表是否完好、冷却系统完善、电路及保护安全；(7)注胶压力控制施工过程中应严格控制注胶压力在0～0.4MPa，防止蜗壳变形；(8)注胶管安装将注胶设备的注胶管连接在注胶孔阀门上，保持其密封性良好；(9)水工结构物脱空填充硅酮胶的配制将已配制并密封好的水工结构物脱空填充硅酮胶A组分和B组分按设计重量比3.3∶1～12.1∶1取出放于搅拌桶内，重量误差不超过3％，用专用电动搅拌机搅拌3～5分钟，至搅拌均匀，备用；(10)水工结构物脱空填充硅酮胶灌注灌注胶采用孔口循环、孔内填压式注胶法进行，各脱空部位按自低处孔向高处孔的顺序进行，施工时将步骤(9)配好的密封胶倒入灌注设备料桶内，开机将管路中废液排除，直至见到胶液，再将注胶管与注胶孔连接，然后进行硅酮胶的灌注，压力表压力值控制在0～0.4MPa，硅酮胶配置及注胶采用流水作业，连续进行，间隔超出1小时应及时清洗；(11)注胶过程观察透过注胶孔邻近孔进行注胶过程观察，用于施工时检查注胶效果，当溢出时，拧紧阀门，密封后再进行注胶一段时间，到不能灌入为止，移位再注；(12)移位按设计顺序进行移位注胶，拧紧已灌孔阀门使其密封；(13)清洗注胶设备注胶结束后，摘下注胶管，将机内胶料倒出，用少量机油排除管中胶料，再用水排除机油，然后用二甲苯进行管路循环清洗，最后倒入适量机油排除废液，循环两道，机油留在管内保养，废液集中处理；(14)灌后效果检查和钢衬恢复待胶体表面干后进行注胶质量检查，检查方法采用敲击法、开孔检查法或两种方法相结合的方法来检测进行质量检查，脱空范围和程度应满足设计要求，评价标准主要考察胶体充盈性，对灌后仍未达到要求的部位，则应进行补灌，注胶工艺同上，卸掉原注胶管，拆掉阀门并清洗，对原注胶孔先采用丝堵进行封孔，封孔时，丝堵应旋入并低于钢管内壁4mm～8mm，然后满焊堆焊出来，焊接部位打磨平整。
2.按照权利要求1所述的水工结构物脱空填充硅酮胶修补水轮机蜗壳脱空的施工方法，其特 征在于在步骤(9)中所述水工结构物脱空填充硅酮胶配制中已配制好的A组分是由a， co-二羟基聚二甲基硅氧垸和碳酸钙填料按100: 15~45的重量比在三臂行星搅拌机搅拌混炼均匀 后密封备用；B组分是由碳酸钙填料、甲基乙烯基二硅垸和线形含氨氧基聚硅氧烷交联剂 按3 10: 6~15: 3 10的重量比在三臂行星搅拌机中搅拌混炼均匀后密封备用。
全文摘要
一种水工结构物脱空填充硅酮胶(HSDF胶)修补水轮机蜗壳脱空的施工方法，属于水利工程施工技术领域。具体方法如下施工准备→蜗壳脱空检查及施工范围确定→注胶孔位布置→注胶孔制作→压风试验→注胶设备安装→注胶压力控制→注胶管安装→HSDF胶配制→HSDF胶灌注→注胶过程观察→移位→清洗注胶设备→灌后效果检查和钢衬恢复→结束。本发明的施工方法具有对水轮机蜗壳结构开孔少、施工压力小，施工安全可靠，施工工期短，施工效率高，减少水轮发电机停机时间，施工中脱空填充的水工结构物脱空填充硅酮胶无毒，施工中废液集中处理，安全环保等特点。
文档编号F03B11/02GK101603304SQ20091018176
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者周继凯, 张运雄, 戴晓俊, 李建华, 王程江, 赵新华, 马晓辉 申请人:河海大学