浅谈面板堆石坝常规裂缝处理的新型施工工艺

童绥福，刘开军

(贵州水利实业有限公司，贵阳 550000)

浅谈面板堆石坝常规裂缝处理的新型施工工艺

童绥福，刘开军

(贵州水利实业有限公司，贵阳 550000)

面板堆石坝是我国水利行业中颇受欢迎的一种坝型，具有安全性高、施工便利、造价低等诸多优点，受到了坝工界的一致认可。钢筋混凝土面板堆石坝施工、运行中，面板混凝土常规裂缝的出现是无法完全避免的，因此如何做好裂缝处理工作就成为一个极具价值的研究问题。文章主要从钢筋混凝土面板堆石坝工程面板混凝土常规裂缝处理的新型施工工艺出发，提出了喷涂高耐磨聚脲裂缝处理工艺及应用。

面板堆石坝；面板混凝土；常规裂缝；喷涂高耐磨聚脲

0 前 言

混凝土面板堆石坝是以堆石为主体材料，以混凝土面板作为防渗体的一种土石坝型 ， 随着我国水利水电工程建设的发展，施工技术的不断改进和经验的积累，工程运行的考验以及设计理论的逐步完善，混凝土面板堆石坝已成为一种极具竞争力的坝型，与常规的其他坝型相比，它具有投资省、工期短、就地取材、施工不受气候影响和地基适应性强等优点 ，因而备受我国水利工程界的青睐，建坝的数量和坝的高度均发展很快，是一种极有发展前景的坝型 。

近年来，随着混凝土面板堆石坝的大量建设，我国在建坝技术如接缝止水、面板防裂、趾板设计、混凝土挤压式边墙技术等方面都取得不少的进步，采用了一些新工艺、新技术、新材料和新方法 。

面板混凝土结构基本有层薄、面广、线长等特点，由于外部约束、内部质变等原因，作为一种钢性体结构，面板常常会发生不规则的裂缝。影响面板堆石坝混凝土面板发生裂缝的影响因素很多，如水泥的品种，砂石骨料的质量，粉煤灰、纤维等的质量和用量；混凝土配合比中的塌落度及和易性；混凝土面板的施工季节、温度控制措施、仓面作业工艺、混凝土的浇筑质量，以及养护情况；堆石体的沉降变形数值及混凝土面板下的垫层约束情况；施工中使用的外加剂的种类和性质等方面都会直接或间接的影响混凝土面板裂缝的发生。

在处理面板裂缝的过程中，一般设计单位考虑以裂缝宽度<0.2mm及裂缝宽度>0.2mm的裂缝、贯穿性裂缝两种常规处理方案。

1) 裂缝宽度<0.2mm的裂缝采用SR防渗盖片表面黏贴封闭处理方法。

图1 小于0.2mm裂缝表面黏贴封闭处理图

2) 裂缝宽度>0.2mm的裂缝、贯穿性裂缝采用LW/HW水溶性聚氨酯化学灌浆、纳mSR塑性止水材料表面黏贴封闭处理方法。

关于面板常规裂缝处理的新材料、新工艺及新技术，国内设计、施工等单位都在不断的创新与发展，虽有不少突破，但未得到很好的推广与应用。本单位作为水利工程建设一线上的施工企业，在对面板常规裂缝处理的过程中，也不断追求进步、追求创新。

图2 大于0.2mm裂缝化学灌浆、表面封闭处理图

贵州龙里县朵花湖水库工程也是钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高69.7m，总库容1608万m3，面板混凝土浇筑由于各方面原因处于汛期施工，昼夜温差大、雨量多导致产生较多非结构性裂缝。因传统设计处理工艺相对成本大、不美观、工期长、施工繁杂、施工操作可靠性差等原因，施工项目部放弃了该方案。经大量查阅相关资料，充分了解了新材料的性能，新工艺、新技术的可靠性，走访成功案例，并结合本工程实际情况，确定采用喷涂高耐磨聚脲 X10的裂缝处理新工艺，项目部编制了专项处理方案，并得到了设计、业主及监理单位的认同。

1 喷涂高耐磨聚脲 X10裂缝处理新工艺

1、面板裂缝处理方案：面板混凝土裂缝处理方案按缝宽分为两类：

1)裂缝宽度≤0.2mm的裂缝采用喷涂高耐磨聚脲 X10封闭处理方法。

2) 裂缝宽度>0.2mm的裂缝、贯穿性裂缝采用LW/HW水溶性聚氨酯化学灌浆、喷涂高耐磨聚脲X10封闭处理方法。

2 裂缝处理工艺：喷涂高耐磨聚脲X10封闭法

1)施工处理流程：裂缝两侧混凝土表面清理→修补找平基础面→涂刷X10专用底胶→喷涂高耐磨聚脲X10。

图3 混凝土裂缝喷涂聚脲X10的示意图

2)施工方法： ①裂缝两侧混凝土表面清理：将裂缝两侧各150mm范围内的混凝土表面用磨光机打磨，除去松动的浆皮及凸出部位，要求全部见新鲜混凝土，并用吹风机清理表面干净，使其无灰尘、无明水后立即进行下一道工序。 ② 修补基础面：使用 X10 聚脲专用底胶(3：1)加石英粉配置成腻子状，刮涂修补基础面层局部坑凹部分，待修补面层干燥后进行下一道工序。③ 涂刷X10 聚脲专用底胶：将X10 聚脲专用底胶按照厂方提供的比例(A∶B=3∶1)进行配料，搅拌均匀， 然后涂刷，工具使用普通的涂料磙子即可 ，等表干后在48h内进行下一道工序。④ 喷涂 X10 聚脲：将喷涂设备及原料置放在施工现场，按照厂方所提供的配料比例进行配料，打开甲料(大桶)，将乙料(小桶)色浆(小桶)倒入甲料桶中，用搅拌器将其 搅拌均匀，置放。以上工作做完后即可进行喷涂 X10 聚脲，喷涂厚度 1-1.5mm，以喷涂面不流为宜。

3)注意事项①准备喷涂设备：用专用的清洗剂清洗喷涂设备中的保护液，再将配好的原料注入设备中。当天喷涂结束时应将设备中的原材料清理干净，用保护液将设备保护起来。②若施工现场的空气湿度大于 85%不宜施工。

3 化学灌浆、喷涂高耐磨聚脲X10封闭

1)施工处理流程： 裂缝两侧混凝土表面清理→调配HK环氧封边剂封闭裂缝→钻孔、安装灌浆嘴→化学灌浆→取出灌浆嘴、封孔→喷涂高耐磨聚脲 X10封闭(按其以上施工工序)。

2)施工方法：①裂缝两侧混凝土表面清理：沿裂缝用铲刀铲除混凝土表面的析出物、灰尘，用钢丝刷或电动磨光机打磨，并将混凝土表面清洗干净。②用调配好的HK环氧封边剂沿缝面均匀涂刷宽190mm、厚3mm，应保证缝面封闭，避免浆液外漏。③钻孔、安装灌浆嘴：顺裂缝上方15cm处进行灌浆孔钻孔，孔径1cm，间距30cm，孔深30cm铅垂于面板，保证灌浆孔与裂缝重逢，采用高压风枪把孔内粉尘吹出后，安装专用灌浆嘴，灌浆嘴必须拧紧，保证其完全封闭。待HK环氧封边剂结构后(24h后)方可进行下道工序。 ④化学灌浆：灌浆浆液配制：LW∶HW=40∶60，其它稀释剂(如丙酮：缝宽d<0.3mm，加量<5%)、催化剂(如三乙胺，加量0.5%-0.8%)等外加剂数量通过现场试验确定。各组成部分加入顺序：LW→HW→稀释剂→催化剂，按顺序加入后，搅拌均匀，随配随用。水平方向分布的灌浆嘴依次灌浆，灌浆压力0.3MPa。⑤取出灌浆嘴、封孔：浆液固化72h后，凿除灌浆嘴，并用HK961封闭剂封孔。⑥表面封闭处理工艺同以上。

喷涂高耐磨聚脲裂缝处理新工艺：始于20世纪90年代，是一种广泛应 用于水利水电工程、海洋工程、工业与民用建筑、公路、铁路等领域的新型无溶剂、无污染的环保型现场固化成型施工技术，其喷涂材料——喷涂聚脲防水涂料是目前国际上最先进的防渗、防腐材料。喷涂聚脲弹性体技术在混凝土裂缝处理中的优势聚脲防水涂料具有力学强度高、抗冲击、高伸长率、防水、耐磨、耐腐蚀、耐老化及耐交变温度(压力)、避免二次开裂等突出性能；涂料硬度可调节范围大(弹性体/钢性体)，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，一次施工即可达到设计厚度(厚度仅有 1.0-5.0 mm)、裂缝处理面积要求，克服多层施工的弊病；在施工过程中受环境温度、湿度影响小，涂层固化快速、不产生流挂现象、平整无接缝、 不分层开裂，与混凝土、钢材等底材附着力好，具有施工速度快、整体性能优异等特点；投入使用后不需要维护，使用年限长，综合效益好。涂料施工时可根据建筑物外观要求进行涂料颜色调制，美观大方，尤其是把传统的凸面处理改变为平面处理，对坝面的整体美观效果影响大大降低。

我国最早采用喷涂高耐磨聚脲裂缝处理新工艺进行面板裂缝处理的工程是云南省迪庆藏族自治州维西县犁地坪水库工程，工程已正常运行5年多，贵州省在2015年10月份龙里县朵花湖水库工程首次使用该新工艺后，三穗塘冲水库工程、黄平两叉河水库除险加固工程等多个水利工程均已使用该新工艺。喷涂聚脲弹性体技术采用新型的施工工艺，因其具有物理力学性能好、环境友好、使用年限长以及施工速度快的特点，适合长效防水、防腐、耐磨、耐老化要求高以及不易维修的水下重点工程，在水利水电工程防渗处理方面具有广阔的推广应用前景。

4 结 语

综上所述，喷涂高耐磨聚脲技术作为一种新型的钢筋混凝土面板堆石坝工程面板混凝土常规裂缝处理工艺，目前已经在云南、贵州等多个大坝中得到了成功应用，表明了此项技术的应用可行性与优势性。在实际工程作业中，相关施工技术人员必须在全面掌握喷涂高耐磨聚脲裂缝处理工艺的基础上，规范展开操作，以确保大坝裂缝修补效果，实现大坝的安全、可靠运行。

[1]薛源.面板堆石坝裂缝机理及防裂措施[J].黑龙江水专学报，2005(04)：93-95.

[2]林昌夏，吴杨赟.论化学灌浆在面板堆石坝裂缝修补中的应用[J].中国水运：下半月刊，2010(12)：195-196.

TV641.43

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2017-08-24

童绥福(1956-)，男，湖北黄冈人，高级工程师，从事水利水电工程施工管理和技术工作；刘开军(1982-)，男，贵州丹寨人，助理工程师，从事水利工程施工工作。