混凝土面板堆石坝聚IM防渗涂层施工技术.pdf

No.l Mar.2023GEZHOUBA GROUP SCIENCE&TECHNOLOGYSerial No.145混凝土面板堆石坝聚IM防渗涂层施工技术梁炜明中国葛洲坝集团建设工程有限公司摘 要：金寨抽水蓄能电站大坝为混凝士面板堆石坝，受坝体沉降、温度应力等因素影 响,混凝土面板存在裂缝病害。采用涂刷聚服作为大坝混凝土面板裂缝覆盖材料进行水库防 渗漏处理，不仅防渗效果显著，且表观效果极佳。关键词：混凝土面板堆石坝；聚腺涂刷；黏结强度；厚度检测1工程概况金寨抽水蓄能电站位于安徽省金寨县张冲乡境 内。下水库大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝 高98.5m,正常蓄水位255.00m,相应库容 1453.00万疗,坝顶高程260.50m,坝顶宽10.00m,坝顶长364.03m,坝体上游坝坡为1:1.405,下游面 坡比1:1.51:2.0。坝体填筑材料分成垫层区、特 殊垫层区、过渡区、主堆石区和次堆石区以及上游 大坝辅助防渗区。2施工环境及裂缝分析下水库大坝面板共25块，施工时段为9月下旬 至12月中下旬，经历了汛期、寒潮等不利影响。施 工完成后由第三方检测单位进行裂缝普查，共发现 336条裂缝，分别为：I类裂缝53条，占比 15.77%,II类裂缝38条，占比11.31%,IH类裂缝 230条，占比68.45%,IV类裂缝15条，占比4.46%在施工现场，通过各种考察、分析与比较，在 下水库大坝EL.200.00m以下面板表面涂刷2.5mm厚 单组分聚服防渗材料EL.225.00mEL.200.00m面板 混凝土表面涂刷2mm厚单组分聚服防渗材料，死水 位EL.225.00m以上面板混凝土表面涂刷1mm厚双组 分聚腺防渗材料。3聚棘材料优越性聚服喷涂在大坝混凝土面板防渗中的应用具有 显著优势，主要可归纳为如下几点：3.1野外环境抵抗性强结合化学反应原理分析可知，纯聚的胺基组 分、NCO组分反应活性更高，不容易遇潮起泡产生 癞蛤蟆皮、分层、开裂等问题，也不会出现冬季施 工发黏的问题。结合相关实验研究显示，在实验 室、野外环境下均可形成稳定涂层，抵抗昼夜、四 季温差导致的温度应力，且不会出现开裂、脱落等 问题。3.2不同基材适应性强大坝面板施工基材十分复杂，且面临着高落 差、陡坡、施工作业面不规则等情况，此外野外作 业中各种环境影响较多，包括下雨、刮风、结露、大雪等等。在如此复杂的施工条件下，聚服10s内 可凝胶，可适应复杂基材，即使遭遇恶劣天气也可 保证具有良好的附着力，保证涂装质量可靠。3.3抗冲蚀磨损性能好纯聚服在抗冲蚀磨损、水流冲刷等方面优势显 著，防止高速含泥砂水流冲蚀磨损水工混凝土，保 证大坝混凝土面板防渗性能、延长使用寿命。3.4耐老化性能优越纯聚服化学活性高，不添加催化剂情况下，依 旧具有优越的耐老化性能。结合聚氨酯服运用来 看，必须掺加催化剂增加化学活性，但是这也会导 致整个体系不稳定，引发一系列的负面影响，出现 材料性能下降的情况。总的来说，大坝混凝土面板防渗施工中，使用 聚服材料防护效果显著，可有效提高面板运行耐久 562023年3月第1期葛洲坝集团科技总第145期性、可靠性，值得推广运用。4施工工艺流程基面清理十涂刷底胶-HK-988单（双）组分聚服 涂层施工一涂层养护5施工要求 聚服涂层作业环境温度应高于59、相对湿 度小于85%,施工应在基面温度比露点温度至少高 35C的条件下进行。在四级风及以上的露天环境条 件下，不宜实施喷涂作业。严禁在雨天、雪天实施 露天喷涂或涂刷作业。界面剂涂刷完成后，应在界面剂规定的间隔 时间内进行聚服的涂覆作业。超出规定间隔时间 的，应重新涂刷界面剂。两次涂覆作业时间间隔超出涂料允许复涂时 间时,再次涂覆作业前应将已有涂层表面清理干 净，并涂刷层间处理剂。涂层有漏涂、针孔、鼓泡、剥落及损伤等缺 陷时,应进行修补。6施工过程控制6.1基面清理用高压水清除混凝土基面浮土、水泥浮浆、附 着物等，打磨前后各冲洗一次。对基层表面采用钢 丝刷或角磨机整体打磨至新鲜混凝土基面，尤其是 表面的突起、起壳、分层及疏松等部位要用角磨机 清除至露出新鲜混凝土基面。6.2涂刷聚腺底胶根据作业范围，对表面聚服进行分块涂刷。单 组分聚服底胶施工，直接在洁净干燥的基面上均匀 刷涂第一道聚服底胶，底胶涂刷范围大于聚服涂层 范围35c m,底胶表干即可进行聚服施工；双组份 聚服底胶施工，刷涂第1道聚JR底胶时按照底胶比 例A组分：B组分=4:1的比例配制，采用电动搅拌机 充分搅拌后使用，待底胶指触干后即可涂刷第2道 聚服底胶。见图1。6.3涂刷HKT88单组份聚淼为保证聚服厚度的刮涂质量，聚腺的刮涂按 照厚度2mm的涂刷2遍，厚度2.5mm的涂刷3道，厚度 2mm刮涂时以3k g/m2控制，厚度2.5mm刮涂时以 3.75k g/m2控制，保证聚服表面平整密实，无气 泡，待下层聚服表干后再刮涂下一道聚服。图涂刷底胶 两次涂刷聚JR作业面之间的搭接宽度大于 50mm。单组分涂刷聚服包装桶打开后在3h内用完。6.4涂刷HKT88双组分聚腺 待第2道底胶完全干透后，进行表面聚服涂 刷工作。HK-988双组分聚服按质量比A组分:B组分=10:2准确称量，充分搅拌均匀倒桶后使用。为满 足聚服厚度的要求，需多道涂刷，控制好刮涂的质 量，保证聚服表面平整密实，待下层聚服表干后再 刮涂下一道聚服。见图2。混合料涂刷时间在40min以内，不得添加任 何物质。图2聚朋I涂刷6.5聚淼养护聚服涂层施工完成后2h内不能与水接触，单组 分聚腺施工完成后72h内应防止外力冲击，双组分 聚服施工完成后24h内应防止外力冲击。常温下干 燥养护即可。7试验检验7.1黏结强度现场检测及合格评定试验单组分涂刷聚服涂层黏结强度现场检验应在涂 层涂刷作业完成21d后进行；双组分喷涂与涂刷聚 57No.l Mar.2023GEZHOUBA GROUP SCIENCE&TECHNOLOGYSerial No.145JR涂层黏结强度现场检验均应在涂层喷涂作业完成 7d后进行。7.1.1仪器设备聚服涂层现场使用的黏结强度检测仪应坚固、耐用，且携带和安装方便。钢标准块的形状可根据 实际情况选用方柱形或圆柱形。仪器的量程、精度 和使用条件应满足要求，进行计量检定并合格，且 在其使用期内。7.1.2现场制样应符合的规定侶一检验批不少于3个测点。现场检测时涂层表面温度宜不大于30。C 涂层表面应平整、清洁、干燥。粘贴前聚服涂层表面用细砂纸打磨，采用高 强、快速固化的胶粘剂粘贴钢标准块，钢标准块粘 贴后应立即固定。7.1.3现场检测步骤测试前应沿粘贴的钢标准块外沿四周用刀片 垂直于混凝土基层将涂层完全割断(见图3)o-混凝土基层；2-涂层；3-涂层顶切缝；4-胶粘剂；5-钢标准块图3钢标准块的粘贴示意图测试时应按照黏结强度检测仪使用说明书正 确安装仪器以均匀速率连续加载，控制在lmirT1.5min内破坏，记录破坏时的载荷值，并观察破坏 形式。7.1.4强度计算涂层正拉黏结强度值应按下式进行计算或直接 从仪器中读出：o=FA式中：0 黏结强度，MPa;F破坏荷载，N;2试件黏结面积，mm2。7.1.5检测结果合格评定当每一测点的正拉黏结强度均达到本规程相 应指标的要求，且其破坏形式正常时，应评定该批 次检测合格。当仅有一个测点不满足要求时，可加倍制样 并重新做一组检测，当重新检测结果均达到要求 时，可评定该批次检测合格；当重新检测中仍有测 点不满足要求时,应评定该批次检测不合格。7.1.6检测值确定以所有测点的算术平均值作为该批次正拉黏结 强度的检测值。每一批的检测结果应包括破坏形 式、所有测点的正拉黏结强度值和该批次正拉黏结 强度的平均值。7.2游标卡尺检测聚腺涂层厚度试验利用游标卡尺测量黏结强度检测完成后钢标准 块上留下的涂层厚度作为涂层厚度的检测值。8现场工艺性试验8.1工艺性试验目的为了确定涂刷HK-988单(双)组分聚服的施工工 艺、涂刷遍数以及厚度，确保聚服施工的质量符合 设计及规范要求，现场开展了工艺性试验。8.2试验成果8.2.1单组分聚腺试验成果(表1、表2)表1 聚腺厚度及单耗试验成果统计表遍二遍三遍样品编 号平均厚 度(mm)样品 编号平均厚 度(mm)样品 编号平均厚 度(mm)1-11.132-12.013-13.111-21.222-22.143-22.9 71-31.312-32.243-33.09平均1.22平均2.13平均3.06单耗量(k g/m2)1.81单耗量(kg/m2)3.00单耗量(kg/m2)4.20表2 聚腺粘结强度试验成果统计表样品编号单个粘结力强度平均值破坏形式12.92.9以粘结层破 坏为主2.83.122.82.9以粘结层破 坏为主3.02.832.72.7以粘结层破 坏为主2.82.7582023年3月第1期葛洲坝集团科技总第145期8.2.2双组分聚腺试验成果（表3、表4）表3 聚腺厚度及单耗试验成果统计表遍二遍样品编号平均厚度（mni样品编号平均厚度Gnm）1-11.092-11.9 51-21.332-21.891-31.272-31.871-41.512-41.9 91-51.332-52.081 60.9 12-61.9 81-71.222-72.001-81.432-81.981-91.132-92.021-101.532-101.9 81-111.312-112.061-120.922-122.141-131.422-132.001-140.832-142.111-151.222-152.12平均1.1818平均2.011消耗量1.341消耗量2.683表4聚淼粘结强度（部分）试验成果统计表样品编号单个粘结力强度平均值破坏形式12.62.7以粘结层破 坏为主2.53.023.12.9以粘结层破 坏为主2.63.032.52.8以粘结层破 坏为主3.12.78.3试验结论8.3.1单组分聚腺涂刷试验结论通过现场涂刷HK-988单组分聚服涂层生产性试 验，按照工艺流程、涂刷遍数及单消耗量3.Ok g/m2,施工质量满足设计技术要求。8.3.2双组分聚腺涂刷试验结论通过现场涂刷HK-988双组分聚服涂层生产性试 验，按照工艺流程、涂刷遍数及单耗量1.34k g/施工质量满足设计技术要求。9大坝防渗成果金寨抽水蓄能电站下库大坝面板应用聚服面积 约18000m2,通过第三方（中电建中南院安全监测）对 下库大坝坝后量水堰渗流量的监测情况来看，截止 目前监测到大坝渗流量为3.6L/s,说明混凝土面板 涂刷聚服有效的提高了面板的防渗能力。下库大坝 量水堰渗流量-日降雨量历时情况统计如下：10结语综上所述，混凝土面板是大坝防渗体系的重要 组成部分，聚服材料近些年在大坝混凝土面板防渗 施工中表现较好，涂刷聚服在面板上形成一层柔性“保护膜”，有效的降低面板的渗流量，且具有环 保、节能、施工快捷等诸多优点，在工程实践中，需加强基底处理、底胶施工以及聚服涂刷施工控 制，切实保证每道工序质量可靠，最终形成的防护 层性能优异，满足相关规范要求，为大坝长期稳定 运行保驾护航。作者简介梁炜明 男 中国葛洲坝集团建设工程有限公司工程师云南省昆明市65000059