取水泵房加固处理措施探析

第7期2014年7月广东水利水电GUANGDONGWATEＲＲESOUＲCESANDHYDＲOPOWEＲNo.7Jul．2014取水泵房加固处理措施探析黎枢(广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州510635)摘要:由于下游新建乐昌峡水利枢纽工程，导致水位上升，坪石发电厂江边取水泵房结构不能满足规范要求，需对该泵房结构进行加固处理。实践证明，采用改变结构传力路径加固法和加大截面加固法相结合的方式在技术上是可行的，具有缩短工期、节约投资的优点。此方法的成功应用，对同类型加固改造工程具有一定的参考价值。关键词:泵房;结构;加固处理中图分类号:TU991.35文献标志码:B文章编号:1008－0112(2014)07－0128－03收稿日期:2014－04－16;修回日期:2014－05－16作者简介:黎枢(1981)，女，本科，助工，主要从事水利水电工程建筑设计工作。1概述坪石发电厂江边取水泵房位于武江江边，建于1994年，是坪石发电厂机组用水的主要供水设施。江边取水泵房为竖井式钢筋砼结构，平面尺寸为12.3m×14.0m，总高度为22.1m，其中，水下墙高度为16.1m，上部框架结构高度为6.0m。底板高程为146.64m(黄基，下同)，入口地面高程为161.50m，屋顶高程为167.50m，泵房内设有吊车方便设备安装和检修。底板厚度为1.24m，靠进水口侧水下墙厚度为0.8m，其余三边水下墙厚度均为1.0m。取水泵房位基础座落于中风化局部强风化的岩石基础上，泵房基础采用天然地基。泵房防洪标准为100年一遇，P=1%的设计洪水位为161.083m，进水口设计保证率为97%，枯水水位为145.706m。2结构加固原因坪石发电厂江边取水泵房位于乐昌峡水利枢纽上游约38km处，由于该工程的兴建导致河道水位上升，水库蓄水后，江边取水泵房设计洪水位(P=1%)为165.446m，较原设计洪水位高4.363m。经计算分析，乐昌峡水库蓄水后，在P=1%的设计洪水位165.446m的情况下，泵房抗浮稳定系数不能满足规范要求，基础底面后踵基底应力出现70kPa的拉应力，边墙内侧竖向和水平向配筋、外侧水平向配筋不足，底板底层垂直水流向配筋不足。因此，泵房抗浮稳定、基底应力及结构强度不能满足要求，必须对取水泵房采取加固措施。3结构加固处理的方法和比较取水泵房稳定及结构强度不能满足要求，按照传统的处理方法可以拆除重建，但这种做法的缺点是投资大、工期长，对生产具有一定的影响。该泵房于2000年正式建成投产，运行使用才10来年，结构本身并没有问题，仅仅是因为下游新建乐昌峡水库才导致水位升高，影响其运行使用。根据泵房实际情况综合考虑，并经过对比分析，选择投资较小的方案对该泵房进行加固处理。泵房的加固主要考虑生产、工期和水位等因素的影响，不同于别的新建工程的施工，常用的加固方法主要有加大截面加固法、外包钢加固法、改变结构传力路径法等，上述几种方法的做法及优缺点对比如下:加大截面加固法［1］:在构件外部外包砼，增大构件截面面积和配筋量，以达到提高构件承载能力的目的。该方法是一种传统的加固方法，优点是工艺简单，适用面广，可广泛用于梁、板、柱的加固，根据受力特点和加固要求，可单、双侧加厚，三、四面外包;缺点是要求的现场湿作业工作量大，养护时间较长，截面增大后对结构的外观和房屋净尺寸有一定影响。外包钢加固法［1］:以型钢外包于构件四角(或两角)以加强其受力性能的加固方法，也是使用较多的加固方法，有干式外包钢和湿式外包钢两种形式。干式外包钢法已被淘汰不用，目前只用湿式外包钢法，做法是外包钢与构件之间是采用改性环氧树脂胶粘剂灌注等方法粘结，以期型钢与原构件能整体工作共同受力，优点是施工简便，现场作业量较小，受力较为·821·可靠，适用于构件尺寸增加不多，但构件承载力和延性可以大幅提高;缺点是施工难度大，构件表面必须平整，必须做好防腐处理，需定期维护。改变结构传力路径加固法［2］:主要是通过构件或结构增设支承点来实现。增设支点可以减小结构计算跨度，大大提高结构构件的承载能力，减小挠度，缩小裂缝宽度，优点是受力明确，施工简单可靠，操作性强，通常适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固;缺点是使用空间会减少，使用功能受到一定限制，对生产和生活影响较大。4加固方案的选择在工程加固中，对于大面积结构的，采用加大截面加固法;对于不允许增大原构件截面尺寸的，采用外包钢加固法;对于可增设支承点的，采用改变结构传力路径法。根据取水泵房结构计算的结果，并从结构安全、力学性能、施工操作、投资及施工条件等方面综合考虑加固方案。结合上述加固原则及实际情况，提出以下2种加固方案:方案1:四边边墙内侧分别加厚1.0m，加厚范围从146.64m高程～161.5m高程，161.5m～166.306m高程按原四