塑性填料及聚腺在面板堆石坝表面止水防渗中的应用.pdf

2023年3月第1期葛洲坝集团科技总第145期塑性填料及聚腺在面板堆石坝表面止水防渗中的应用李浩中国葛洲坝集团建设工程有限公司摘 要：安徽金寨抽水蓄能电站属混凝土面板堆石坝，防浪墙、面板、趾板因施工等因素 产生接缝，会引起面板变形、大坝沉降、大坝渗漏等严重问题。表面止水是连接大坝防渗 各部件的关键纽带，提升了大坝表面的抗渗性，保障了大坝安全性，大大增加了大坝的使 用寿命。本文着重讲述塑性填料及聚JK在表面止水中的应用。关键词：塑性填料；聚JK；表面止水1前言随着我国水电事业的发展和工程建设水平的不 断提高，各地水利工程也在大力建设，但大坝的渗 漏问题一直很严重，严重影响了大坝的使用寿命和 安全性。目前水利工程主要采用将铜、不锈钢、聚 氯乙烯、橡胶等有抗渗作用的材料浇筑于混凝土内 的方法进行抗渗。金寨电站采用SR塑性填料嵌填和 聚服涂刷的方式增加大坝的抗渗性。SR塑性止水材 料是国内外面板堆石坝主要表面接缝止水材料，主 要材质是丁基橡胶，具有良好的化学稳定性和热稳 定性，较突出的气密性和水密性；聚服是国内外近 十几年来开发的新型无污染施工材料，可在任意曲 面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流淌现象，对环境有良好的的适应力，理化性能优异且不污染 环境。2工程概况安徽金寨抽水蓄能电站分上水库和下水库，上 水库大坝面板共计37块，共布置有36条面板垂直缝（张性缝26条、压性缝10条），下水库大坝面板共计 25块，共布置有24条面板垂直缝（张性缝18条、压 性缝6条），面板与趾板之间、面板与防浪墙之间也 各有一条接缝。大坝表面止水工程用到的主要材料 主要包括：SR-5塑性止水材料，HK-988单组份聚服（防渗型）施工流程为:缝面V型槽清理一涂刷SR底 胶_SR塑性止水材料嵌填-BAAN防渗Q膜施工抗 剥离系统施工一HK988单组分聚服涂层增厚施工。3材料性能SR-5塑性止水材料是专门为面板坝接缝表面止 水机械化施工专门开发的一种新型止水材料。能完 美配合SR机械化施工台车实现机械化快速施工，施 工速度是人工施工的45倍，且能保证施工质量。该材料由突出的耐热稳定性，鼓包高温基本 不变形，也是与BAAN防渗0膜配套的理想材料。见表1。HK-988单组份聚服（防渗型）是一种单组份涂 料，单组份液体在空气中发生反应后即可固化成弹 性模，涂料的可操作时间长，有很强的粘结效果，该材料可作为混凝土保护涂层使用，可广泛用于泄 洪道、溢流槽、坝体的接缝、伸缩缝、施工缝等。见表2。4缝面V型槽清理采用3t卷扬机牵引小型物料台车搭载水射流设 备，制作高压水对面板混凝土接缝“V”形槽内的 散渣及附着物进行清理，并人工打磨平整可能存在 的混凝土面个别凸起，使基面平整洁净，保持干 燥。施工时人员佩戴安全带、安全绳，利用软爬梯 上下到达作业点后，锁定安全锁扣，以软爬梯为落 脚点进行作业；清理范围包括缝槽两翼BAAN防渗Q 膜宽度覆盖范围并外延大于20c m。见图1。重点工序控制：清理的混凝土表面平整，不得49No.l Mar.2023GEZHOUBA GROUP SCIENCE&TECHNOLOGYSerial No.145表1 SR-5塑性止水材料主要性能指标序号项目单位技术指标1浸泡质量损失率（常温X 3600h）水%2饱和Ca（0H）2溶液%210%NaCl 溶液%300粘结性能不破坏常温，浸泡断裂伸长率%300粘结性能不破坏低温，干燥断裂伸长率%125粘结性能不破坏300次冻融循环断裂伸长率%300粘结性能不破坏3流动止水度mm1504流淌值（下垂度）mm806密度g/cm31.157抗渗性MPa2.0表2 HK-988单组分聚腺（防渗型）主要性能指标序号项 目单位技术指标1拉伸强度MPa152扯断伸长率%3003撕裂强度kN/m404邵A505附着力MPa2.56吸水率%808密度g/ml1.100.109粘度mPa.s 300010低温弯折C-4511表干时间h412不透水性/不透水有露筋、蜂窝、麻面、起皮、起砂和松动等缺陷。5涂刷SR底胶根据SR充填宽度，进行跨缝弹线定位。在洁净 干燥的基面上均匀刷涂第一道SR底胶，底胶涂刷宽 度控制在线内；底胶表干（粘手不沾手状态，约 0.5h r）,即可进行SR嵌缝施工；若底胶过分干燥时（不粘手），需要重新补刷底胶。重点工序控制：槽内底胶应均匀涂刷、不漏 涂、不流挂。6 SR-5塑性止水材料嵌填采用SR-5填料机配合人工作业，设备上下移动 单独配备配套的3t卷扬机牵引。另单独配备配套的 3t卷扬机牵引小型物料台车进行材料运输。人员作 业时佩戴安全带、安全绳，通过软爬梯上下通行到 达作业点。塑性填料施工应在相应部位混凝土强度 达到设计强度的70%后进行。嵌填施工宜在日平均 气温高于5。C,且无雨的白天进行。施工方法：SR底胶表干后，先在缝槽底部安置 氯丁橡胶棒，并固定于“V”形槽底部，再用SR-5塑性止水材料找平填塞缝槽，随后用SR-5填料机 挤出设计外形尺寸所需的SR-5塑性止水材料鼓包；以结构缝为轴线，依次将SR-5鼓包堆放在经找平的 缝槽表面并使表面平滑。见图1。重点工序控制：塑性填料应充满预留槽，内部 不能有空洞间隙，并满足设计要求断面尺寸，边缘 允许偏差 10mm,填料施工应按规定工艺进行。嵌502023年3月第1期葛洲坝集团科技总第145期图塑性填料嵌填效果图填完成的止水带外表面无裂缝和高低起伏。7 BAAN防渗Q膜施工首先在SR-5塑性止水材料鼓包表面铺设防渗内 膜，需与塑性填料粘接紧密。同时在SR-5鼓包两侧 面板混凝土表面涂刷HK-G2底胶_道（HK-988单组分 聚服涂刷范围内），要求涂刷均匀、无漏涂，待底 胶表干，即可进行HK988涂层覆盖施工，先刮涂一 道HK988涂料后、覆盖一层特种纤维布，随后再刮 涂HK988涂料，形成厚度约2mm的Q型HK988涂层，粘贴时需涂胶饱满均匀，特种纤维布贴密实、平 整，无空鼓、气泡。重点工序控制：特种纤维布要求贴到扁钢固定 范围，完全覆盖SR-5鼓包区域。对于HK-988单组份聚服的涂刷，为保证在防渗 Q膜上形成厚度约2mm的均匀涂层，需进行2道聚服 涂刷，每道涂刷厚度控制在lnim,刮涂时以1.0 l.lk g/ltf控制，保证聚服表面平整密实，无气泡。8抗剥离系统施工HK988涂层覆盖固结后束后，用不锈钢扁钢（宽 30mm、厚3mm）对。型HK988涂层进行补充压固，锚 固采用M8X80mm不锈钢沉头膨胀螺栓，螺栓间距 350mm。紧固螺栓时宜适度，以防止Q型HK988涂层 褶曲与损坏。见图6。重点工序控制：使用的扁钢、螺栓需进行防腐 处理，将防渗膜固定紧密，确保防渗膜与混凝土面 形成密封腔体。9 HK-988单组份聚麻涂层增厚施工涂刷聚服前，应在混凝土及塑性填料表面与聚 JR粘结面涂刷专用界面剂，界面剂现配现用，涂刷 要求薄而均匀，无漏涂现象且涂刷的面积要超过聚 服的面积。锚固完成后，再刮涂HK988涂料，要求完全包 覆螺栓锚固系统，最终形成表面止水BAAN防渗Q 膜,HK988涂层厚度不小于4mm。单组份聚服涂刷 时，应单向涂刷，多次涂刷时，搭接宽度不小于 50mm。重点工序控制：聚服涂刷施工需在温度高于 10 C时进行，且不得在雨雪天气施工。施工时，在防渗。膜施工范围两侧边缘，用弹墨线的方法标 记出HK-G2底胶涂刷范围，然后要对墨线打磨出 5nmi深斜形小坑槽，最后施工完成的聚服成为加厚 加强规整的防渗保护体系。为满足聚服厚度不小于4mm的要求，需多道涂 刷，二次涂刷前，应将上一次涂刷表面清理干净后 进行。为控制好刮涂的质量，需按照每道涂刷厚度 控制在Iran进行刮涂，刮涂时以1.01.lk g/ltf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。见图2。图2聚腺涂层增厚施工10验收塑形填料嵌填完成后，以30m50m为一段，用 模具检查其几何尺寸是否符合设计要求。并抽样切 开检查填料与V型槽表面是否粘结牢固、填料是否 密实。BAAN防渗。膜及聚服防渗保护层应连续、无 漏涂和流坠，无气泡、无针孔、无剥落、无划伤、无折皱、无龟裂、无异物；检验方法为观察检查。聚服防渗保护层颜色均匀，涂层应连续、无漏 涂和流坠，无气泡、无针孔、无剥落、无划伤、无 折皱、无龟裂、无异物；检验方法为观察检查。单组份聚服黏结强度现场检测应在涂刷完成 21天后进行，监测标准块尺寸为40X40mm矩形或 直径40mm圆形，安装好仪器后匀速加载，控制在 lmin1.5min内破坏，记录下荷载（转第55页）512023年3月第1期葛洲坝集团科技总第145期2.5MPa前，不应进行下个仓面的准备工作；2）混凝土表面毛面处理时间试验确定。毛面处 理采用2550MPa的高压水冲毛机，或低压水、风 砂枪、刷毛机及人工凿毛等方法；3）混凝土施工缝面无乳皮，微露粗砂，有特殊 要求的部位微露小石。（4）当混凝土运至仓面停歇过久，出现下列情 况时应按不合格料处理：1）混凝土产生初凝；2）混凝土塑性降低较多，已无法振捣；3）混凝土被雨水淋湿严重或混凝土失水过多；4）混凝土中含有冰块或遭受冰冻，严重影响混 凝土质量。（5）质检人员全程监控每仓面板混凝土浇筑，杜绝工人偷懒漏割架立筋等质量风险事件。4混凝土养护常温季节或施工过程中（混凝土初凝前）在滑模 后拖带一块约10m长的塑料膜（加厚型），对新浇混 凝土进行12小时左右的早期保湿养护。随滑模浇筑 上升，当混凝土从滑模后拖的塑料膜下露出时，或 混凝土初凝后立即用一层土工布覆盖并用竹片压紧 土工布，利用射钉枪将竹片和土工布固定在面板混 凝土上，采用人工移动胶管洒水养护，洒水时间不 少于28天。28天后，并联花管（或喷头）定期喷水养 护，并采取人工方式对局部进行补喷，保持面板混 凝土湿润至水库蓄水。5结束语金寨抽水蓄电站大坝混凝土面板在施工中有针 对性的从原材料入手，掺入新材料一罗赛纤维，通过工地现场复核试拌，优化混凝土配合比，同时 加强混凝土的质量管控以及混凝土的养护措施，使 整个大坝约3.8万Itf的面板，仅有40条裂缝（裂缝最 大宽度0.57mm、最长10m）,且无一条通缝，取得了 好的效果，值得类似工程参考。作者简介张斌男中国葛洲坝集团建设工程有限公司助理工程师云南省昆明市650200（接第51页）值，黏结强度为破坏荷载和监测面 积的乘积。监测部位聚服图层破坏后观察破坏 面，当破坏发生在混凝土基层内，或出现两种及两 种以上的破坏形式（内聚破坏、粘附破坏和混合破 坏）时，可判定为正常破坏。当破坏发生在钢标准 块与涂层之间时，应判定为不正常破坏。11接头质量控制措滋表面止水施工时，因氯丁橡胶棒、防渗膜存在 接头，对质量影响很大，根据现场施工情况，可从 以下几点措施处理接头：（1）放置氯丁橡胶棒时，应在涂刷的底胶表面 干燥后立即进行，防止底胶粘性不够导致两段氯丁 橡胶棒分离，若底胶过分干燥（不粘手），应涂刷底 胶后再放置氯丁橡胶棒；（2）为防止两段氯丁橡胶棒分离，在放置氯丁 橡胶棒时，两端对接，将端头清理干净后采用电工 胶布缠绕牢靠或采用硫化胶合法连接。（3）特种纤维布施工接头处进行搭接，搭接长 度30c m。特种纤维布施工完成后立即进行抗剥离系 统施工，防止纤维布分离。12小结表面止水施工是减少大坝渗漏的重要施工项 目，止水带与面板形成一体，是整个面板堆石坝防 渗的最重要的一道防线，安徽金寨抽水蓄能电站通 过采用塑性填料和聚JR两种优秀止水材料，保证了 大坝的安全性，有效降低了大坝的渗流量，为类似 工程提高了有益的施工参考。作者简介李浩男中国葛洲坝集团建设工程有限公司助理工程师云南省昆明市65020055