淺談面板堆石壩常規(guī)裂縫處理的新型施工工藝

童綏福，劉開軍

(貴州水利實業(yè)有限公司，貴陽 550000)

淺談面板堆石壩常規(guī)裂縫處理的新型施工工藝

童綏福，劉開軍

(貴州水利實業(yè)有限公司，貴陽 550000)

面板堆石壩是我國水利行業(yè)中頗受歡迎的一種壩型，具有安全性高、施工便利、造價低等諸多優(yōu)點，受到了壩工界的一致認(rèn)可。鋼筋混凝土面板堆石壩施工、運行中，面板混凝土常規(guī)裂縫的出現(xiàn)是無法完全避免的，因此如何做好裂縫處理工作就成為一個極具價值的研究問題。文章主要從鋼筋混凝土面板堆石壩工程面板混凝土常規(guī)裂縫處理的新型施工工藝出發(fā)，提出了噴涂高耐磨聚脲裂縫處理工藝及應(yīng)用。

面板堆石壩；面板混凝土；常規(guī)裂縫；噴涂高耐磨聚脲

0 前 言

混凝土面板堆石壩是以堆石為主體材料，以混凝土面板作為防滲體的一種土石壩型 ， 隨著我國水利水電工程建設(shè)的發(fā)展，施工技術(shù)的不斷改進和經(jīng)驗的積累，工程運行的考驗以及設(shè)計理論的逐步完善，混凝土面板堆石壩已成為一種極具競爭力的壩型，與常規(guī)的其他壩型相比，它具有投資省、工期短、就地取材、施工不受氣候影響和地基適應(yīng)性強等優(yōu)點 ，因而備受我國水利工程界的青睞，建壩的數(shù)量和壩的高度均發(fā)展很快，是一種極有發(fā)展前景的壩型 。

近年來，隨著混凝土面板堆石壩的大量建設(shè)，我國在建壩技術(shù)如接縫止水、面板防裂、趾板設(shè)計、混凝土擠壓式邊墻技術(shù)等方面都取得不少的進步，采用了一些新工藝、新技術(shù)、新材料和新方法 。

面板混凝土結(jié)構(gòu)基本有層薄、面廣、線長等特點，由于外部約束、內(nèi)部質(zhì)變等原因，作為一種鋼性體結(jié)構(gòu)，面板常常會發(fā)生不規(guī)則的裂縫。影響面板堆石壩混凝土面板發(fā)生裂縫的影響因素很多，如水泥的品種，砂石骨料的質(zhì)量，粉煤灰、纖維等的質(zhì)量和用量；混凝土配合比中的塌落度及和易性；混凝土面板的施工季節(jié)、溫度控制措施、倉面作業(yè)工藝、混凝土的澆筑質(zhì)量，以及養(yǎng)護情況；堆石體的沉降變形數(shù)值及混凝土面板下的墊層約束情況；施工中使用的外加劑的種類和性質(zhì)等方面都會直接或間接的影響混凝土面板裂縫的發(fā)生。

在處理面板裂縫的過程中，一般設(shè)計單位考慮以裂縫寬度<0.2mm及裂縫寬度>0.2mm的裂縫、貫穿性裂縫兩種常規(guī)處理方案。

1) 裂縫寬度<0.2mm的裂縫采用SR防滲蓋片表面黏貼封閉處理方法。

圖1 小于0.2mm裂縫表面黏貼封閉處理圖

2) 裂縫寬度>0.2mm的裂縫、貫穿性裂縫采用LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿、納mSR塑性止水材料表面黏貼封閉處理方法。

關(guān)于面板常規(guī)裂縫處理的新材料、新工藝及新技術(shù)，國內(nèi)設(shè)計、施工等單位都在不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，雖有不少突破，但未得到很好的推廣與應(yīng)用。本單位作為水利工程建設(shè)一線上的施工企業(yè)，在對面板常規(guī)裂縫處理的過程中，也不斷追求進步、追求創(chuàng)新。

圖2 大于0.2mm裂縫化學(xué)灌漿、表面封閉處理圖

貴州龍里縣朵花湖水庫工程也是鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高69.7m，總庫容1608萬m3，面板混凝土澆筑由于各方面原因處于汛期施工，晝夜溫差大、雨量多導(dǎo)致產(chǎn)生較多非結(jié)構(gòu)性裂縫。因傳統(tǒng)設(shè)計處理工藝相對成本大、不美觀、工期長、施工繁雜、施工操作可靠性差等原因，施工項目部放棄了該方案。經(jīng)大量查閱相關(guān)資料，充分了解了新材料的性能，新工藝、新技術(shù)的可靠性，走訪成功案例，并結(jié)合本工程實際情況，確定采用噴涂高耐磨聚脲 X10的裂縫處理新工藝，項目部編制了專項處理方案，并得到了設(shè)計、業(yè)主及監(jiān)理單位的認(rèn)同。

1 噴涂高耐磨聚脲 X10裂縫處理新工藝

1、面板裂縫處理方案：面板混凝土裂縫處理方案按縫寬分為兩類：

1)裂縫寬度≤0.2mm的裂縫采用噴涂高耐磨聚脲 X10封閉處理方法。

2) 裂縫寬度>0.2mm的裂縫、貫穿性裂縫采用LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿、噴涂高耐磨聚脲X10封閉處理方法。

2 裂縫處理工藝：噴涂高耐磨聚脲X10封閉法

1)施工處理流程：裂縫兩側(cè)混凝土表面清理→修補找平基礎(chǔ)面→涂刷X10專用底膠→噴涂高耐磨聚脲X10。

圖3 混凝土裂縫噴涂聚脲X10的示意圖

2)施工方法： ①裂縫兩側(cè)混凝土表面清理：將裂縫兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)的混凝土表面用磨光機打磨，除去松動的漿皮及凸出部位，要求全部見新鮮混凝土，并用吹風(fēng)機清理表面干凈，使其無灰塵、無明水后立即進行下一道工序。 ② 修補基礎(chǔ)面：使用 X10 聚脲專用底膠(3：1)加石英粉配置成膩子狀，刮涂修補基礎(chǔ)面層局部坑凹部分，待修補面層干燥后進行下一道工序。③ 涂刷X10 聚脲專用底膠：將X10 聚脲專用底膠按照廠方提供的比例(A∶B=3∶1)進行配料，攪拌均勻， 然后涂刷，工具使用普通的涂料磙子即可 ，等表干后在48h內(nèi)進行下一道工序。④ 噴涂 X10 聚脲：將噴涂設(shè)備及原料置放在施工現(xiàn)場，按照廠方所提供的配料比例進行配料，打開甲料(大桶)，將乙料(小桶)色漿(小桶)倒入甲料桶中，用攪拌器將其 攪拌均勻，置放。以上工作做完后即可進行噴涂 X10 聚脲，噴涂厚度 1-1.5mm，以噴涂面不流為宜。

3)注意事項①準(zhǔn)備噴涂設(shè)備：用專用的清洗劑清洗噴涂設(shè)備中的保護液，再將配好的原料注入設(shè)備中。當(dāng)天噴涂結(jié)束時應(yīng)將設(shè)備中的原材料清理干凈，用保護液將設(shè)備保護起來。②若施工現(xiàn)場的空氣濕度大于 85%不宜施工。

3 化學(xué)灌漿、噴涂高耐磨聚脲X10封閉

1)施工處理流程： 裂縫兩側(cè)混凝土表面清理→調(diào)配HK環(huán)氧封邊劑封閉裂縫→鉆孔、安裝灌漿嘴→化學(xué)灌漿→取出灌漿嘴、封孔→噴涂高耐磨聚脲 X10封閉(按其以上施工工序)。

2)施工方法：①裂縫兩側(cè)混凝土表面清理：沿裂縫用鏟刀鏟除混凝土表面的析出物、灰塵，用鋼絲刷或電動磨光機打磨，并將混凝土表面清洗干凈。②用調(diào)配好的HK環(huán)氧封邊劑沿縫面均勻涂刷寬190mm、厚3mm，應(yīng)保證縫面封閉，避免漿液外漏。③鉆孔、安裝灌漿嘴：順裂縫上方15cm處進行灌漿孔鉆孔，孔徑1cm，間距30cm，孔深30cm鉛垂于面板，保證灌漿孔與裂縫重逢，采用高壓風(fēng)槍把孔內(nèi)粉塵吹出后，安裝專用灌漿嘴，灌漿嘴必須擰緊，保證其完全封閉。待HK環(huán)氧封邊劑結(jié)構(gòu)后(24h后)方可進行下道工序。 ④化學(xué)灌漿：灌漿漿液配制：LW∶HW=40∶60，其它稀釋劑(如丙酮：縫寬d<0.3mm，加量<5%)、催化劑(如三乙胺，加量0.5%-0.8%)等外加劑數(shù)量通過現(xiàn)場試驗確定。各組成部分加入順序：LW→HW→稀釋劑→催化劑，按順序加入后，攪拌均勻，隨配隨用。水平方向分布的灌漿嘴依次灌漿，灌漿壓力0.3MPa。⑤取出灌漿嘴、封孔：漿液固化72h后，鑿除灌漿嘴，并用HK961封閉劑封孔。⑥表面封閉處理工藝同以上。

噴涂高耐磨聚脲裂縫處理新工藝：始于20世紀(jì)90年代，是一種廣泛應(yīng) 用于水利水電工程、海洋工程、工業(yè)與民用建筑、公路、鐵路等領(lǐng)域的新型無溶劑、無污染的環(huán)保型現(xiàn)場固化成型施工技術(shù)，其噴涂材料——噴涂聚脲防水涂料是目前國際上最先進的防滲、防腐材料。噴涂聚脲彈性體技術(shù)在混凝土裂縫處理中的優(yōu)勢聚脲防水涂料具有力學(xué)強度高、抗沖擊、高伸長率、防水、耐磨、耐腐蝕、耐老化及耐交變溫度(壓力)、避免二次開裂等突出性能；涂料硬度可調(diào)節(jié)范圍大(彈性體/鋼性體)，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，一次施工即可達到設(shè)計厚度(厚度僅有 1.0-5.0 mm)、裂縫處理面積要求，克服多層施工的弊??；在施工過程中受環(huán)境溫度、濕度影響小，涂層固化快速、不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象、平整無接縫、 不分層開裂，與混凝土、鋼材等底材附著力好，具有施工速度快、整體性能優(yōu)異等特點；投入使用后不需要維護，使用年限長，綜合效益好。涂料施工時可根據(jù)建筑物外觀要求進行涂料顏色調(diào)制，美觀大方，尤其是把傳統(tǒng)的凸面處理改變?yōu)槠矫嫣幚?，對壩面的整體美觀效果影響大大降低。

我國最早采用噴涂高耐磨聚脲裂縫處理新工藝進行面板裂縫處理的工程是云南省迪慶藏族自治州維西縣犁地坪水庫工程，工程已正常運行5年多，貴州省在2015年10月份龍里縣朵花湖水庫工程首次使用該新工藝后，三穗塘沖水庫工程、黃平兩叉河水庫除險加固工程等多個水利工程均已使用該新工藝。噴涂聚脲彈性體技術(shù)采用新型的施工工藝，因其具有物理力學(xué)性能好、環(huán)境友好、使用年限長以及施工速度快的特點，適合長效防水、防腐、耐磨、耐老化要求高以及不易維修的水下重點工程，在水利水電工程防滲處理方面具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

4 結(jié) 語

綜上所述，噴涂高耐磨聚脲技術(shù)作為一種新型的鋼筋混凝土面板堆石壩工程面板混凝土常規(guī)裂縫處理工藝，目前已經(jīng)在云南、貴州等多個大壩中得到了成功應(yīng)用，表明了此項技術(shù)的應(yīng)用可行性與優(yōu)勢性。在實際工程作業(yè)中，相關(guān)施工技術(shù)人員必須在全面掌握噴涂高耐磨聚脲裂縫處理工藝的基礎(chǔ)上，規(guī)范展開操作，以確保大壩裂縫修補效果，實現(xiàn)大壩的安全、可靠運行。

[1]薛源.面板堆石壩裂縫機理及防裂措施[J].黑龍江水專學(xué)報，2005(04)：93-95.

[2]林昌夏，吳楊赟.論化學(xué)灌漿在面板堆石壩裂縫修補中的應(yīng)用[J].中國水運：下半月刊，2010(12)：195-196.

TV641.43

B

2017-08-24

童綏福(1956-)，男，湖北黃岡人，高級工程師，從事水利水電工程施工管理和技術(shù)工作；劉開軍(1982-)，男，貴州丹寨人，助理工程師，從事水利工程施工工作。