三峽船閘人字門高強度環(huán)氧填料施工

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1、三峽船閘人字門高強度環(huán)氧填料施工鄧朝胡新民樊啟祥（中國三峽總公司建設部）摘要：三峽永久船閘人字門支墊塊與門體之間及枕墊塊與枕座埋件之間20~30mm間隙采用高強度環(huán)氧（CT-2）填充密實。CT-2環(huán)氧樹脂填料是雙組份材料，其抗壓、抗彎強度比葛洲壩船閘所用環(huán)氧分別提高30%~%和80%~100%。關鍵工序——澆筑前封堵采用杉木條，環(huán)氧泥和鐵皮、布條3種封堵法。環(huán)氧法澆筑施工效果在后期有水調(diào)試運行中得到驗證，基本達到滴水不漏的效果。關鍵詞：環(huán)氧施工；船閘人字門；三峽工程1概述三峽永久船閘共有24扇人字門,每扇人字門寬度為20.2m,厚度為3m

2、,門體高度一至四閘首為38.5m，五、六閘首為37.5m。人字門采用分節(jié)垂直拼裝程序，當人字門分節(jié)吊裝、焊接及背拉桿預應力張拉完成之后，就進行人字門支枕墊塊安裝調(diào)整，調(diào)整好后，支墊塊與門體之間以及枕墊塊與枕座埋件之間有20~30mm間隙，需要用高強度填料填充密實（圖1）。作為人字門高強度填充材料，需要滿足傳遞水壓力的抗壓強度要求和止水的密實性要求。國內(nèi)曾有使用環(huán)氧膠泥和巴氏合金的先例。環(huán)氧膠泥具有施工方便的特點，但是強度不高一般只用于低水頭閘門(20m以下)；巴氏合金填料具有較高的機械性能，但它們的熔點太高，必須高溫澆注，對于大型圖1　支

3、枕墊塊與高強度填料（層）填充剖面圖工程施工難度大，同時高溫澆注還會引起金屬構件變形、破壞閘門的止水性能，因此，葛洲壩船閘、三峽臨時船閘人字門采用了環(huán)氧填料施工。葛洲壩2＃船閘下閘首人字門最大工作水頭27m，門高34m，門寬19.7m，承受總水壓力9850t，支枕墊塊與門體及枕座埋件之間間隙20~30mm，填充材料抗壓強度要求91~104.8MPa。當時國內(nèi)沒有能夠滿足要求的填充材料，為此葛洲壩集團機電建設公司研制出了閘門高強度環(huán)氧填料。其抗壓強度為93~108MPa，能在流態(tài)下方便地實施澆注，又可在常溫下固化，且固化體機械性能好、收縮率小

4、。它的性能參數(shù)被列入電力行業(yè)規(guī)范DL/T5018-1985附錄中，近年來在水利水電工程中廣泛應用。三峽臨時船閘人字門最大工作水頭10m，門高14.95m，門寬14.288m，承受總水壓力714.4t，支枕墊塊與門體及枕座埋件之間間隙填充，也是采用葛洲壩船閘使用的閘門高強度環(huán)氧填料。三峽永久船閘人字門最大工作水頭36m，門高38.5m，門寬20.2m，承受總水壓力13000t，支枕墊塊與門體及枕座埋件之間間隙20~30mm，填充材料抗壓強度要求127~147MPa，抗彎強度要求98~127MPa，收縮率要求0.1%~0.5%；其支枕墊塊安裝

5、精度高（支枕墊塊安裝位置允許偏差為0.3mm，支枕墊塊必須連續(xù)緊密接觸，接觸面不得有大于0.15mm的連續(xù)間隙，局部間隙不大于0.3mm且長度不超過20mm，全長范圍局部間隙累計長度不超過200mm；兩相鄰支枕墊塊端部的最大間隙及錯位均不超過0.1mm）。為滿足它的施工要求，武漢材料保護研究所專門成立了課題研究組，研究出了“CT-2”新型環(huán)氧樹脂填料，成功應用于三峽永久船閘人字門高強度環(huán)氧施工。2環(huán)氧樹脂填料的配制及澆注性能試驗成果2.1“CT2”環(huán)氧樹脂填料配制工藝“CT-2”環(huán)氧樹脂填料由甲、乙兩組份組成，俗稱“雙組份膠”或“AB膠

6、”。三峽永久船閘人字門高強度環(huán)氧填料“CT-2”的甲組份凈重10.77±0.01kg，乙組份凈重2.76±0.01kg，能夠澆注10000cm3的空間。甲組份：618環(huán)氧樹脂——E型（即雙酚A型）環(huán)氧樹脂；KH-560——偶聯(lián)劑；石英砂——顆粒度為140-200目的填充料及固化促進劑——磷酸三甲酚酯。先將石英砂充分烘干和排除吸附的氣體，徹底干燥后加入樹脂中，同KH-560及促進劑共同加熱并保溫，不間斷攪拌后，出罐分裝在預先設計好的小包裝容器內(nèi)。成品為淺黃高粘度（粘度為11000~14000MPa·s）液體。乙組份：材-2聚酰胺——固化劑的

7、制造：該固化劑由兩種化合物經(jīng)歷5個溫度段反應，然后260℃恒溫1h，再經(jīng)減壓蒸溜（蒸汽溫度控制在150~200℃/10~15mmHg）；溫度降低后，將配方量的鄰苯二甲酸二丁脂——增塑劑加入罐內(nèi)，充分攪拌均勻，出罐裝入預選設計好的小容器內(nèi)。成品為深棕至棕黑色高粘度液體。2.2澆注性能試驗成果為了驗證“CT-2”新型環(huán)氧樹脂填料的澆注性能，在正式施工前由監(jiān)理組織進行了3次現(xiàn)場澆注試驗，取得了如表1表2所示的性能測試數(shù)據(jù)。表1　環(huán)氧樹脂機械性能數(shù)據(jù)對比表三峽設計標準CT－2葛洲壩(對比參考)備注抗壓強度/MPa>115127～14793～107

8、12kg墊料灌注1.5m×0.3m×0.11m的間隙5min完成抗壓屈服強度/MPa>100115～147--壓縮彈性模量/MPa45004200～4600--收縮率/%0.13～0.1380