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環(huán)氧樹脂材料在沖砂底孔防護中的應用

文檔作者：王愷毅文檔來源：國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司庫壩管理中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年12月28日
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２０１４ 年第２ 期
２０１４ Ｎｕｍｂｅｒ ２
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１１５ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１１５
文章編號：１６７１ －３３５４（２０１４）０２ －００６３ －０２
收稿日期：２０１３ －１０ －１０ 作者簡介：王愷毅，男，技術員，從事水電站大壩技術管理工作。
環(huán)氧樹脂材料在沖砂底孔防護中的應用
王愷毅
（國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司庫壩管理中心，四川樂山?。叮保埃埃矗梗?
摘要：：鑒于沖砂底孔受高速挾沙水流的沖刷及推移質的撞擊沖磨，危害沖砂底孔安全運行，闡述了環(huán)氧樹脂材料在沖
砂底孔抗沖耐磨保護中需要解決的關鍵技術問題，可供類似條件下的抗沖耐磨防護提供借鑒。
關鍵詞：沖砂底孔；抗沖耐磨保護；環(huán)氧樹脂材料
中圖分類號：ＴＶ６９８．２５：ＴＱ３２３．５　　　文獻標志碼：Ａ
Application of Epoxy Resin Materials in the Protection of Bottom Scouring Outlets
ＷＡＮＧ Ｋａｉｙｉ
（Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｎｄ ｄａｍｓ ， Ｄａｄｕ Ｒｉｖｅｒ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ ．，Ｌｔｄ．， Ｌｅｓｈａｎ ６１００４９， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｏｕｔｌｅｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ， ｔｈｅ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ-ｓｐｅｅｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ-ｌａｄｅｎ ｓｔｒｅａｍ
ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ａｂｒａｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｄ ｌｏａｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｊｅｏｐａｒｄｉｚｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔｓ ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，
ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｔｏｍ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｏｕｔｌｅｔｓ ａｒｅ ｄｉｓ -
ｃｕｓｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｕｎｄｅｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ． Key words： Ｂｏｔｔｏｍ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｏｕｔｌｅｔ； Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｇａｉｎｓｔ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ａｎｄ ａｂｒａｓｉｏｎ； Ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ
　　沖砂底孔受高速挾沙水流沖刷及推移質的撞擊沖
磨，一般經(jīng)歷一段時間后，表層存在不同程度的沖磨
破壞。
目前，主要從三個方面來解決：提高混凝土材料抗
沖磨能力，如采用橡膠混凝土、粉煤灰混凝土、纖維混
凝土等；采用表層抗沖磨環(huán)氧樹脂材料，提高過流面表
層抗沖磨能力；沖砂底孔過流面設襯砌鋼板。后期襯
砌鋼板由于成本較高，運行過程中銹蝕嚴重，現(xiàn)在已很
少使用。環(huán)氧樹脂材料因施工方便、成本低、效果好，
得到了迅速發(fā)展，目前在泄流消能設施維護中得到了
廣泛應用［１］ 。本文結合龔嘴水電站１０ 號沖砂底孔抗
沖磨層修補工程，具體說明環(huán)氧樹脂材料在沖砂底孔
中的應用。
１　方案選擇
目前國內領先的新型ＮＥ －Ⅱ型環(huán)氧在與混凝土
的相容性，材料本身的脆性、收縮性和熱膨脹性等方面
都要優(yōu)越于傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂材料。傳統(tǒng)環(huán)氧砂漿在強度
上不能滿足需求，施工工藝落后。新型ＮＥ －Ⅱ型環(huán)氧
砂漿具有良好的施工特性，常溫條件下類似水泥砂漿，
施工方便、快捷，施工面平整光潔，并且與混凝土的匹
配性良好，具有較小的線膨脹系數(shù)和較低的彈性模量，
不會因兩者的變形性能不一而出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。ＮＥ －
Ⅱ型環(huán)氧材料的強度見表１。
表１　ＮＥ －Ⅱ型環(huán)氧材料的強度表
環(huán)氧砂漿名稱ＮＥ －Ⅱ型
環(huán)氧砂漿
ＮＥ －Ⅱ型
環(huán)氧金剛砂
ＮＥ －Ⅰ型
環(huán)氧粗骨料
抗壓強度／ＭＰａ ９１ １０２ ６３ 抗拉強度／ＭＰａ １４ １５ ９ 與混凝土的
抗拉強度／ＭＰａ ４．３ ４ ４ 抗沖磨強度
／（ｈ· ｋｇ－１· ｍ－２ ） ２．７ ３．８ － 　　試驗結果表明：２８ ｄ 齡期三種ＮＥ 型環(huán)氧材料中，
其中環(huán)氧砂漿與環(huán)氧金剛砂均經(jīng)過４０ ｍ／ｓ 含砂沖磨
試驗，試驗流速大于龔嘴水電站１０ 號沖砂底孔最大流
６３
水電與新能源２０１４ 年第２ 期
速３０ ｍ／ｓ，在抗拉抗壓強度以及抗沖磨強度上，表現(xiàn)
為環(huán)氧金剛砂優(yōu)于環(huán)氧砂漿。
２　環(huán)氧材料的搭配使用
在進行底孔過流面抗沖磨層修補前，應綜合考慮
局部工況、材料特性以及經(jīng)濟性因素，合理搭配環(huán)氧材
料的使用。
龔嘴水電站１０ 號沖砂底孔在高速水流的作用下，
總體呈現(xiàn)為底板較邊墻沖蝕嚴重，邊墻底部較上部沖
蝕嚴重。根據(jù)ＮＥ －Ⅱ型環(huán)氧材料的特性搭配使用。
１）底板較邊墻沖蝕嚴重，故在底板抗沖磨層材料
采用環(huán)氧金剛砂。
２）邊墻抗沖磨層采用環(huán)氧砂漿。
３）底板較大沖坑先用ＮＥ －Ⅰ型環(huán)氧粗骨料填
筑，再進行環(huán)氧金剛砂修補。
３　施工工藝程序及技術要求
３．１　工藝流程
施工工藝流程見圖１。
圖１　施工工藝流程圖
３．２　施工環(huán)境
為更好的保證施工質量，常溫型ＮＥ －Ⅱ環(huán)氧砂漿
施工環(huán)境溫度應在２０℃以上，空氣濕度應小于７０％，
混凝土基面清潔干燥。在龔嘴水電站１０ 號沖砂底孔
尾水段，由于尾水門止水效果不佳，底板環(huán)境無法滿足
干燥條件，選用親水型、低溫型ＮＥ －Ⅱ環(huán)氧砂漿。
３．３　施工方式及技術要求
１）基面處理與清潔。用噴砂機或電動角磨機清
除混凝土基面的污染物、薄弱層、松散顆粒，直至混凝
土表面外露新鮮、密實的骨料。再用鋼絲刷和高壓風
清除表面砂粒、粉塵，基面清理干凈后，對局部潮濕的
基面還需進行干燥處理，干燥處理采用噴燈烘干或自
然風干?；嫣幚硗瓿珊?，對處理區(qū)域進行隨機抽檢，
用鋼絲刷用力摩擦處理區(qū)域，不應有松散物脫落，同時
處理區(qū)域不能有濕跡。
２）基液涂刷工藝。基液作為環(huán)氧砂漿與混凝土
的粘連劑，能有效地保障抗沖磨層與混凝土基面的抗
拉強度。在環(huán)氧施工過程中，基液涂刷不合格往往會
造成抗沖磨層強度降低、修補面鼓包、邊墻修補面下墜
等現(xiàn)象。在基液涂刷前，應確?；炷粱娴母蓛羟?
干燥，以確?；旱恼辰Y強度。涂刷時要求用毛刷均
勻地涂在基面上，基液應刷得盡可能薄而均勻、不流
淌、不漏刷。基液涂刷后靜停至手觸有拉絲現(xiàn)象，方可
涂抹環(huán)氧砂漿。
３）環(huán)氧砂漿施工。在底孔抗沖磨層環(huán)氧砂漿施
工時，要先將砂漿用力攤鋪壓實，然后用抹刀拍打出
漿，對邊角接縫處要反復找平，并反復壓實，消除縫茬。
當進行厚層修補時，應視涂層厚度的大小分層施工，每
次涂抹厚度不應超過３ ｃｍ，（當修補厚度大于３ ｃｍ
時，則應分層壓實）并注意銜接處壓實排氣；然后用電
動抹刀反復震動壓實３ ～４ 遍，邊震動邊壓實、邊找平，
表面提漿。涂層壓實提漿后，間隔１ ｈ 左右，再次提
漿、抹光、收面。
３．４　施工中注意的問題
１）沖砂底孔檢修期正處于冬季，底孔內空氣潮
濕、氣溫較低，在一定程度上影響了施工進度，施工時
宜采用分塊、分層修補，修補塊之間銜接部位做到平
順、光滑無錯臺。
２）在涂刷基液前，應利用汽油噴燈將混凝土基面
烤至室溫以上。一方面烘烤混凝土淺層濕氣；另一方
面提高混凝土表面溫度有利于基液的涂刷與固化
反應。
３）在環(huán)氧砂漿養(yǎng)護期間，做好防護措施，嚴禁水
浸、硬物撞擊、重物碾壓等。
４　結　語
自２０１０ 年起，ＮＥ －Ⅱ型環(huán)氧砂漿分別用作龔嘴
水電站１５、６、１０ 號沖砂底孔抗沖磨層修補材料，最早
修補的１５ 號沖砂底孔已經(jīng)經(jīng)歷了三個汛期。目前，沖
砂底孔過流面在高速挾沙的頻繁作用下，修補面整體
完好，未出現(xiàn)整塊剝落現(xiàn)象，局部受推移質撞擊呈現(xiàn)細
小坑槽。ＮＥ －Ⅱ型環(huán)氧砂漿作為沖砂底孔抗沖磨層
的一種修補方式，相比高標號混凝土、襯砌鋼板等修補
方式，具有常溫固化、粘結性強、強度高、光滑抗沖、性
價比高等優(yōu)點，非常適用于沖砂底孔抗沖磨層的補強
加固。
參考文獻：
［１］李德水， 袁文傳．ＮＥ 環(huán)氧砂漿在流道抗磨蝕抹面中的應
用［Ｊ］．水利水電工程設計， １９９９（２）： ９ －１１
６４

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