探究水库大坝混凝土防渗面板施工技术的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 28 日 作者简介：唐寿元（1991），男，汉族，广西桂林人，本科，工程师，广西天力建设工程有限公司，研究方向为水利工程施工方向。-21-探究水库大坝混凝土防渗面板施工技术的应用 唐寿元 广西天力建设工程有限公司，广西 桂林 541001 摘要：摘要：文章介绍了混凝土防渗面板技术的特点和工艺类型，主要包括坝面修坡、土工膜铺设、护坡砂碎石垫层、混凝土防渗面板、伸缩缝等内容，分析了混凝土防渗面板技术在水库大坝建设中的实际应用，涉及混凝土面板的分块、垂直砂浆条铺设、模板安装、材料配比和混凝土养护等重要步骤，旨在为相关专业人士提供一份全面、深入的参考，以推动防渗面板施工技术的不断提升优化。关键词：关键词：水库大坝；混凝土防渗面板；钢筋施工；混凝土养护 中图分类号：中图分类号：TV543 0 引言 混凝土防渗面板作为水库大坝的重要组成部分，其施工质量直接关系到水库大坝的性能与寿命。鉴于施工环境的复杂性，诸如地质条件、气候条件、施工设备等都可能对实际施工产生影响，因此在具体施工阶段，必须关注施工质量的控制，从材料的选择、配合比的确定，到施工工艺的制定、现场的浇筑施工等各个环节，都要进行科学、严格的质量管理，以求充分发挥防渗面板的技术优势，为确保水库大坝的长期稳定与安全运行添砖加瓦。1 技术特点 混凝土防渗面板是一种用于防止水渗漏的混凝土结构，广泛应用于水利工程中，特别是在水库、堤坝等其他水工构筑物，其主要功能是有效阻止水分渗透，切实保证建筑体的稳定性和安全性。这种防渗面板通常采用高强度、低渗透性的混凝土材料，以实现长期的防渗效果。为确保防渗面板的质量和耐久性，需选择优质的水泥、骨料、掺合料和外加剂。水泥应具有低水化热、高强度和良好耐久性的特点，骨料应满足级配要求，确保混凝土的均质性，掺合料与外加剂用于调节混凝土的工作性能和增强耐久性；混凝土配比的设计需综合考虑强度、工作性和体积稳定性，根据试验结果确定最佳的配合比，确保混凝土在浇筑、振捣和养护过程中的性能不变；模板制造需精良设计，以确保防渗面板的尺寸准确、表面光滑，模板应具有足够的刚度和稳定性，能够承受混凝土的侧压力和施工荷载，浇筑时应控制浇筑速度和分层厚度，避免混凝土产生离析、冷缝，采用合适的振捣设备和技术方法，保证混凝土的密实性和均质性符合要求；养护期间要控制好温度和湿度，通常采用覆盖保湿、洒水养护等方法，避免混凝土产生裂缝1；此外，水库大坝通常位于山区或丘陵地带，地形起伏大，施工环境恶劣，且防渗面板施工涉及多个专业和工种，需要协调各方资源，确保施工进度不受影响。2 工艺类型 2.1 坝面修坡 坝面修坡是水库大坝混凝土防渗面板施工的关键环节，首先初步修整均质土坝，将不规则部分、凸起部分以及凹槽部分一一去除，确保平滑稳定；在修坡区域选择若干个控制点，这些点应具有明显的特征，如地势较高或较低的点、转弯处等，并使用水准仪等测量工具测量原始坡度，记录相关数据，修坡期间应安排专人对坡度进行实时监测，如发现存在偏差，应及时调整铲斗高度和移动速度；选取修坡过程中挖掘出的土料样本，送至实验室检测土样的含水量、密度以及颗粒级配，确定土料的物理性能，其中压实参数包括压实机械的选择、压实方式、压实厚度、压实次数等，这些参数的确定需结合土料的物理性质及设计图纸的要求，比如对于含水量较高的土料，需要增加压实次数以确保土料的密实度。2.2 土工膜铺设 中国科技期刊数据库 工业 A-22-土工膜铺设是指在坝体基础和坝体混凝土防渗面板之间铺设高分子聚合物薄膜，形成一道有效的隔水屏障，以确保大坝的防渗性能。在铺设过程中，首先对基础进行清理平整，保证面无任何杂物、突起或裂缝，选择合适的土工膜材料，按照设计要求合理铺设；要求土工膜紧密贴合基础表面，避免出现褶皱、气泡或破损，使用专用焊接设备对土工膜进行焊接，以确保其连接处的密封性和稳定性；为防止水分渗透到混凝土防渗面板中，在膜的两侧设置砂层或砾石层，加强土工膜的抗渗性能；铺设结束后进行质量检查验收，重点观察土工膜的完整性、连接处的密封性以及保护层的设置情况等，只有当所有检查项目都满足要求时，方可确定土工膜铺设完成。2.3 护坡砂碎石垫层 护坡砂碎石垫层的主要作用是为面板提供平整、密实的基础，将面板承受的水压力均匀传递给坝体，并起到辅助渗流控制作用，一般按照先铺土工膜、后铺砂碎石的顺序进行铺设。这一步骤通常采用平铺法，即先将一定厚度的砂碎石铺设在土工膜上方（注意避免损坏膜），严格控制厚度。材料方面，选用天然级配的砂碎石，这种材料具有良好的透水性、压缩性和抗冲刷性，而为了保证垫层的稳定性和强度，需要对砂碎石进行严格的质量控制，确保其粒径、级配和含泥量等指标满足设计需求2。2.4 防渗面板混凝土浇筑 混凝土面板作为均质土坝的主要防渗结构，具有厚度薄、面积大等显著特点，这些特点使得其在防止水流渗透方面有着不可替代的作用。面板通常是由一层连续的混凝土构成，其厚度根据工程需要和设计要求而定。浇筑过程中，混凝土被均匀地铺设在土坝的表面，形成一个连续、致密的防水层。这一层混凝土通过自身的密实性和与土坝表面的紧密结合，有效地阻止了水分的渗透。为了实现高质量的防渗效果，混凝土面板的浇筑过程需要严格遵循一系列工艺流程和技术规范，包括选择合适的混凝土配合比，以确保混凝土的强度、耐久性和抗渗性能达到设计要求；采用先进的浇筑振捣技术，消除混凝土内部的空隙裂缝，提高其密实度；实施严格的施工质量控制，确保每一道工序都符合相关标准流程。此外，面板浇筑还需考虑环境因素和施工条件的影响，比如地质条件、土壤湿度等客观因素的存在，必须在施工前进行详细的地质勘察、土壤分析，而温度变化也会产生混凝土收缩开裂等问题，要求制定采取相应的温控措施。2.5 伸缩缝 在混凝土结构中，由于温度变化、地基不均匀沉降以及其他因素的影响，结构会发生形变现象。如果这种变形受到限制，结构内部会产生应力，当应力超过一定限度时，结构会出现裂缝，影响其使用性和安全性。为了适应结构变形，避免结构开裂，在结构物中设置伸缩缝是常见的做法，即预先在结构物中留出一条或数条缝，这些缝在结构物受热或受冷时可以自由伸缩。特别注意的是，在混凝土达到一定强度后，将伸缩缝进行填充密封，其材料应具备相应的特性，如聚氨酯、硅酮等，确保伸缩缝在结构变形时能够保持其功能；填充密封后细致检查伸缩缝，确保密封材料与混凝土紧密结合，没有裂缝或渗漏现象3。3 混凝土防渗面板技术的具体应用 3.1 混凝土面板分块 大面积混凝土连续浇筑容易产生温度裂缝和收缩裂缝，通过合理的分块设计，使混凝土的浇筑、振捣、养护等施工过程更加方便，全面控制混凝土的浇筑质量和密实性，减少裂缝形成，从而提高混凝土防渗面板的整体性能。分块设计方面一般遵循“等强度、等刚度、少接缝、便于施工”的原则，即根据坝体的地形地质条件和应力分布，确定分块的大小和形状，一般来说，分块的大小不宜过大，以免其温度应力和收缩应力超标，形状则可以根据需要选择矩形、梯形或其他类型；根据施工方法和混凝土的性能，确定分块间的连接方式，常用的连接方式有企口缝、平缝、斜缝等，其中企口缝具有较好的抗剪性能和防渗性能，但施工难度较大。平缝施工简单，但抗剪性能和防渗性能较差；斜缝则可以兼顾性能和施工便利；在分块设计中还需要考虑温度控制和接缝处理等问题。例如，在分块间设置温度缝，以减小温度应力的影响；接缝处采用特殊的处理措施，如设置止水带或涂抹防水材料等，以提高接缝的防渗性能。需要关注的是，面板宽度是由面板的间距所决定，而宽度又会影响混凝土的浇筑能力，因为混凝土需要通过模板来形成面板。模板的尺寸和提升设备的能力中国科技期刊数据库 工业 A-23-也与面板的宽度有关。实际操作时，面板有宽有窄，具体怎么分要看坝体的变形情况和施工条件，坝体中间受压的部分，垂直缝的间距可以大一些，约为 12 到18 米；而坝体两侧受拉的部分，垂直缝的间距就要小一些，大约 6 到 9 米。这样做的目的是为了保证坝体的稳定性和安全性。3.2 垂直砂浆条铺设 垂直砂浆条所需材料主要包括水泥、砂、水以及必要的添加剂，所有材料都应符合相应的质量标准，避免砂浆强度或稳定性低于正常标准。砂浆制备需要按照预定的比例混合相应原料，在搅拌过程中，应确保所有的材料充分混合，以获得均匀一致的砂浆；砂浆制备完成后，通过人工方式采用灰浆泵或灰浆桶等方法，将其从搅拌站运输至工作面，在提升砂浆期间，要保证砂浆不发生离析现象，以保持其均匀性；到达工作面后，砂浆应按照设计要求铺设，工人根据预先设定的拉线进行施工，并采用人工抹平的方式，确保其表面平整度满足要求；养护主要是为了促进砂浆的硬化和增强其强度，养护期间，应保持砂浆处于湿润状态，防止其受到过度的阳光、风或霜冻的影响；质量检测的内容主要包括砂浆的强度、平整度和外观质量等，只有满足质量要求的砂浆才能被用于后续施工。3.3 模板安装 在安装模板之前，需要对水库大坝的坝体情况进行详细了解，观察其表面是否存在凹凸不平的现象，提前准备好所需的模板材料、紧固件、支撑结构等；根据水库大坝的特点和施工要求，选择合适的模板类型，通常情况下，材料应具有高强度、耐磨、耐腐蚀等特性，同时具备易于拆装、拼装灵活、密封性好等优势，在承受混凝土浇筑压力时不会发生形变或损坏等问题；安装模板时，需要按照一定的工艺流程进行操作，第一步是确定模板安装的位置和顺序，按照坝体的轴线规则合理设计，使用支撑结构将模板固定在坝体上，再用紧固件如螺栓、螺母等对模板加固，然后检查模板的密封性和拼装情况，确保其密封性好、拼装牢固，拆模时应保护好混凝土防渗面板的边缘和表面，防止损坏破裂；此外，模板的干燥度同样重要，避免混凝土浇筑时出现漏浆或粘结现象4。3.4 材料配比 合适的材料配比不仅可以确保混凝土的强度、耐久性和抗渗性，还可加强其工作性能和经济效益，因此，选择合适的原材料并进行科学配比，是决定混凝土性能和质量的关键因素。混凝土主要由水、水泥、骨料和添加剂组成，水与水泥的比例将影响混凝土的流动性和硬化过程，而骨料的选择和比例则关系到混凝土的强度和结构稳定性，添加剂主要用来改善混凝土的实际性能。具体来说，选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥作为主要胶凝材料，其用量应控制在合适范围内；骨料一般选用碎石或机制砂，确保级配合理，提高混凝土的密实性和抗渗性；水的用量应根据施工环境和混凝土的工作性能有所调整，方可保证混凝土的流动性和成型性，如有必要可添加适量的减水剂、防水剂等添加剂，以进一步提高效果。材料配比还应切实考虑施工环境、工程要求、材料来源和经济效益等因素的综合影响，比如在寒冷地区，为使混凝土早期强度符合要求，可适度添加早强剂或防冻剂，而在高温、干燥的施工环境下，仅需添适当的水即可。3.5 混凝土养护 由于混凝土的硬化过程涉及到水化反应，因此需要保持一定的湿度环境，以防止混凝土因水分过快蒸发而产生裂纹。在混凝土浇筑完成后，立即采取覆盖湿润的布、喷水雾等方法打湿处理，养护持续至少 90d或直到蓄水结束，促使其充分水化，与此同时密切关注混凝土内部的温度变化，过高或过低的温度都可能影响混凝土的性能；在浇筑后的特定时间段内进行定期养护，即应在混凝土达到最终强度的 60%至 70%时准备着手养护，其目的是为了促进混凝土完全凝固，并增加其强度，在此区间，应适当减少浇水次数，以避免影响混凝土的凝固速率；对于高湿度环境、高强度要求、易受温度变化影响等特殊情况，建议根据实际情况调整养护手段，采取蒸汽养护、喷涂养护剂等措施；此外，混凝土养护是一个长期且系统性的计划，需指派相关人员定期检查混凝土的表面状况，及时发现并修复任何可能的损坏或裂纹，并定期对水库大坝的防渗面板进行水位监测，确保其正常运行5。3.6 止水处理 止水材料的选择应依据水库大坝的具体环境和工程要求进行，常用的材料包括橡胶止水带、塑料止水带、金属止水带等，其中橡胶止水带具有较好的抗老中国科技期刊数据库 工业 A-24-化性能和耐候性能，适用于长期暴露在水库环境中的混凝土结构，金属止水带则具有较好的强度和耐久性，但易受到腐蚀和变形。施工前应进行详细的现场勘查和设计交底，制定详细的施工方案和质量控制措施，对施工人员进行技术交底。安装止水带时，首先应避免止水带受到机械损伤或化学腐蚀，对于暴露在外的部分应采取保护措施，防止其受到紫外线辐射和其他外界因素的影响；模板安装时，应确保模板与止水带紧密接触，浇筑混凝土前将止水带表面清理干净，涂刷一层隔离剂，防止混凝土粘连；浇筑混凝土期间，充分振捣密实，确保止水带的位置准确、牢固可靠，注意避免混凝土中的杂物和气泡进入止水带，影响其防水效果，同时加强混凝土的质量控制，保证其应有的密实度和均匀性；拆除模板时，应避免损坏止水带，并检查止水带是否有松动或位移现象，一旦发现止水带出现损坏或失效时，立即修复。4 结语 水库大坝作为国计民生的重要基础设施，对保障国家经济建设和人民生命财产安全具有至关重要的作用，混凝土防渗面板施工是防止水体渗漏、提高大坝稳定性和安全性的重点技术，因此在实际施工时，应严格控制工艺流程、加强细节管理，确保防渗面板的施工质量和使用效果。参考文献 1 柯 俊 涛,蒙 胜 弟,史 鹏 展.抽 水 蓄 能 电 站 沥 青 混 凝 土 防 渗 面 板 封 闭 层 试 验 研 究 J.技 术 与 市场,2023,30(10):87-91.2杨月凤.桂林抽水蓄能电站上水库全库盆防渗施工导流设计J.红水河,2023,42(04):16-19+24.3 亚 盛 祥.三 道 沟 水 库 堆 石 混 凝 土 坝 防 渗 面 板 结 合 面 工 序 技 术 应 用 研 究 J.中 国 水 能 及 电 气化,2023,(04):47-50+55.4韦全.水利大坝工程防渗面板施工技术研究以沿塘水库工程为例J.工程技术研究,2022,7(19):43-45.5王欢.水库大坝防渗面板改造加固施工新技术应用研究J.河北水利,2021,(09):12-14.