里册峪水库沥青混凝土面板裂缝修补加固

郭计平

（运城市水利勘测设计研究院 山西运城，044000）

1 工程概况

里册峪水库是山西省绛县一座以灌溉为主兼顾防洪、养殖的小（1）型水库，水库枢纽工程由大坝、溢洪道、卧管及输水泄洪排砂洞四部分组成。大坝为沥青混凝土面板防渗定向爆破堆石坝，设计最大坝高57m，坝顶长170 m，坝顶宽9m，坝底宽188m。大坝上游坡比1:1.75，坝坡采用沥青混凝土面板护砌（防渗）；下游坝坡坡比为1:1.3，坝坡为干砌石防护；坝基采用浆砌石和混凝土防渗。水库沥青混凝土防渗面板斜坡总厚度为20 cm，防渗层厚10 cm，整平胶结层厚10 cm，水库于1976年8月开始蓄水运行。

2 病害及成因分析

沥青混凝土虽有较好的防渗性能和较大的适应变形能力，但对温度变化较为敏感，存在着高温流淌和低温脆裂问题。另外，该水库施工时所用的沥青胶结材料，其各项指标经过三十余年的风吹冻融，已不能满足工程的正常运行需要，沥青混凝土面板出现裂缝，其性能大大降低。

现场检查发现在坝体迎水面上沥青混凝土面板从左岸至右岸都不同程度地存在裂缝，共计八十余条，裂缝长宽不等，最长的裂缝从坝顶一直贯穿到上游水位以下，裂缝最宽处达2cm左右。防渗面板性能大大下降，严重影响水库的正常运行，必须对其进行有效的处理。

3 除险加固处理方案

3.1 混凝土面板裂缝的一般处理方法

目前，国内外对混凝土面板裂缝产生的原因及相应的处理方法研究较多，并对不同的混凝土面板裂缝提出了具体的处理方法[1]，归纳起来主要有以下三类：开槽法修补裂缝、低压注浆法修补裂缝、表面覆盖法修补裂缝[2]。随着裂缝修补施工工艺的成熟，以上面板裂缝处理方法及新型的防渗材料、止水材料及裂缝修补材料被广泛应用于工程实践中。陈建荣对下六甲水电站混凝土面板堆石坝趾板混凝土裂缝采用化学灌浆法进行修补[3]；林荣张等对水布垭水电站面板堆石坝混凝土面板裂缝采用开槽埋管法处理技术进行了介绍[4]。赵树东介绍了采用新型材料处理面板混凝土裂缝的施工技术，并通过具体工程实例说明了裂缝修复方案[5]。

虽然采用混凝土面板防渗的工程造价相对较低，工艺简单，便于施工，运行过程中维护费用较低，但该水库堆石坝原设计以沥青混凝土面板防渗，与混凝土面板基础结构要求不同，接触面处理难度大，且混凝土面板抗弯变形能力较弱，对工程局部问题处理要求较高，一旦出现问题，难以修复，甚至对大坝稳定问题造成影响。而沥青混凝土面板有较好的防渗性能和较大的适应变形能力，设计面层能够在原防渗层上进行处理，不破坏原有坝体的防渗结构，整体性能较好及对原坝体结构适应性也较好，能够满足面板防渗要求，且大坝原有面板维护供水设施运行良好，因此，本文采用沥青混凝土面板防渗修补加固。

3.2 沥青混凝土面板修补加固方案

根据水库沥青混凝土面板裂缝现状，对其进行如下修补加固。

针对堆石坝面板防渗现状，水库低水位长期保持在坝顶以下24m左右，经检查，水位以下面板裂缝较小且无变形；所以本次除险加固仅对防渗面板坝顶以下30 m进行防渗修复，将原沥青混凝土面板表面清除5cm左右，并对裂缝部位开槽，然后在此基面上加厚一层防渗沥青混凝土层，厚5cm，防渗层表面涂刷一层沥青玛蹄脂封闭层，厚2mm。

3.2.1 施工工艺流程

清表→开槽→清缝→涂刷乳化沥青→防渗加厚层沥青混凝土摊铺→封闭层涂刷。

3.2.1 施工工艺措施[6]

（1）现场试验：科学合理的配合比设计是保证沥青混凝土具有优良性能的必备条件。根据该水库沥青混凝土防渗工程的工期安排和施工进度要求，配合比设计时采用马歇尔试验方法进行室内配合比试验。根据试验结果确定符合设计要求的标准配合比及沥青混凝施工工艺性参数。

（2）清表：采用铣爆机或其他凿除设备将原沥青混凝土防渗层表面清掉5cm左右，将松散料清走，并采用高压风吹净表面。

（3）开槽：缝槽为矩形槽，宽5cm，深5cm。用切缝机沿裂缝两侧垂直防渗层层面切入，将切口内侧防渗层沥青混凝土凿掉。

（4）清缝：开槽后，将槽内的松渣、尘土、杂物清理出去，保证缝面干净、干燥。

（5）涂刷乳化沥青：在清表后的防渗层面均匀涂刷一层乳化沥青，涂刷用量按2kg/m2左右控制，涂刷前基础面必须干净、干燥。

（6）防渗加厚层沥青混凝土摊铺：待乳化沥青充分破乳干燥后进行防渗加厚层沥青混凝土的摊铺施工。

岸坡沥青混凝土面板按垂直岸坡轴线方向自下而上铺筑。为了减少施工接缝，提高面板的抗渗性和整体性，要尽量加大沥青混凝土面板的摊铺宽度。摊铺的厚度、碾压的温度和碾压遍数按现场试验确定的工艺控制及混合料的碾压温度根据现场试验的结果确定，以此保证沥青混凝土的施工质量。

（7）接缝处理：根据工程具体情况，对施工热缝和施工冷缝采取相应的工程措施，保证沥青混凝土的施工质量，以此保证面板的防渗性能。

a.施工热缝处理：由于先铺条带的边缘已用摊铺机压成45°角，施工时接缝两边可一起碾压。

b.施工冷缝处理：用摊铺机将冷缝先铺条带边缘压成45°角，摊铺下一条幅前，将在先铺条带边缘涂热沥青，并用远红外加热器将接缝表面加热到100℃以上。下一条幅摊铺后，及时用小型振动碾或振动夯沿接缝进行压实，也可考虑防渗层施工完成后，用远红外加热器将冷缝表面加热至180～190℃，再用加热振动夯沿接缝加热夯实，确保压实的效果。

（8）封闭层涂刷：在涂刷玛蹄脂封闭层前，防渗层表面应干净、干燥。封闭层的涂刷应薄层、均匀，填满防渗层表面孔隙，涂刷厚度按不超过2mm控制。

玛蹄脂的制备和施工严格按照施工工艺要求进行。在封闭层施工过程中要进行现场检测和室内检测，以此保证面板防渗施工质量。施工完成的封闭层表面禁止无关人员和机械行走。

（9）特殊部位施工：对于面板局部，机械无法就位的位置，根据施工工艺要求，采用人工摊铺机械碾压。对于局部无法上振动碾的区域，利用小夯板进行夯压，确保表面平整度。

4 结语

本文主要介绍了该水库堆石坝沥青混凝土面板裂缝的成因及防治措施，对裂缝部位进行开槽修补，对沥青混凝土面板进行薄层加厚处理；以期为沥青混凝土面板裂缝修补及防治提供一定的参考意见和起一定的指导作用。沥青混凝土质量是面板防渗和施工的重要环节，其性能不好掌握，必须对原材料配比进行现场试验，根据试验结果确定相关的施工工艺参数。施工时须按照相关施工规范和施工技术要求进行，才能达到预期的效果。另外，采用沥青混凝土面板裂缝修补加固方案工程造价相对较高，施工工艺措施较复杂，在工程实践中应该积累经验，提高施工技术，保证施工质量，减少工程造价。

[1]顾玉川.堆石坝面板裂缝分析和处理[J].水利建设与管理，2010（9）:18～20.

[2]邵明贵，何忠富，王立明.混凝土面板堆石坝面板裂缝处理技术[J].黑龙江水利科技，2010，38(3):87～88.

[3]陈建荣.下六甲水电站混凝土面板堆石坝趾板混凝土裂缝处理[J].红水河，2007，26(4):14～16.

[4]林荣张，吴跃伟，徐汝霖等.水布垭水电站混凝土面板堆石坝面板混凝土裂缝处理技术综述[J].水利水电技术，2007，38(11):71～74.

[5]赵树东.堆石坝面板混凝土裂缝修复技术研究[J].中国高新技术企业,2010，总第136期,150～151.

[6]水利部水利水电规划设计总院·SL228-98混凝土面板堆石坝设计规范[S].北京：中国水利水电出版社,1999：24～25.