手刮聚脲在绩溪上水库大坝工程中的施工应用

李建龙

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概况

安徽绩溪抽水蓄能电站上水库为混凝土面板堆石坝，最大坝高117.7m(坝顶高程966.2m)，混凝土面板上游坡比为1∶1.404。大坝869.0m高程以下为上游铺盖范围，自面板向上游分别为粉煤灰、全风化土料、弃渣料。

为提高大坝上游铺盖以下面板和趾板的防渗效果，设计提出在大坝870.0m高程以下面板及趾板顶部增加4mm厚聚脲防护层。

图1 上水库大坝增设聚脲防护层平面图

2 聚脲材料特性

聚脲选用的是杭州国电大坝安全工程有限公司生产的HK-988弹性聚脲。该材料具有耐老化性能好，不变色、无毒、耐化学腐蚀、强度高、延伸率大、抗冲磨性能好，与基础混凝土粘结强度大、防渗效果好、混凝土裂缝及伸缩缝表面封闭可增设胎基布增强、施工简单等特点。相关材料性能指标如表1所示。

表1 HK-988弹性聚脲的主要技术指标

3 聚脲施工应用

根据设计要求，上水库大坝870.0m以下聚脲防护层分两类情况：一是混凝土表面无裂缝部位；二是混凝土表面有裂缝部位。

3.1 混凝土表面无裂缝部位

3.1.1 施工工艺流程

表面无裂缝部位聚脲涂刷施工工艺如图2。

图2 表面无裂缝部位聚脲涂刷施工工艺

3.1.2 基面处理

混凝土基面处理首先用角磨机对混凝土表面进行打磨，清除原水泥基涂层及表面的棱角，用高压水枪冲洗表面的灰尘、浮渣；待水分完全挥发后，对混凝土表面局部孔洞用高强找平腻子或弹性环氧砂浆填补，使用的腻子或弹性环氧砂浆要求不流淌，并且与混凝土粘结良好；找平材料固化后，再使用角磨机对混凝土表面进行打磨、清洗。

基面处理应符合下列要求：

(1)采用抛丸或打磨、清洗等手段清除基层表面的浮浆、灰尘、油污；

(2)用修补材料对基层破损、孔洞、裂缝等缺陷进行修补处理；

(3)按照设计要求，对细部构造进行基层表面处理；

(4)基层表面应处理平顺。

3.1.3 底漆施工

HK-988弹性聚脲涂层与基面的粘结面采用HK-G-4专用封闭底漆(界面剂)，该底漆具有高渗透性、粘结度高等特点。HK-G-4专用封闭底漆特性如表2所示。

表2 HK-G-4主要性能指标(JC/T1041-2007)

基面处理后，在混凝土表面涂刷HK-G-4专用封闭底漆，涂刷厚度要求薄而均匀，无漏涂。

3.1.4 聚脲涂刷

聚脲涂料采用人工刮涂，采取单向均匀涂刷、多遍涂刷方式，一次涂刷厚度不宜大于1mm。第一遍涂刷0.5mm厚，第二遍涂刷0.8mm厚，第三遍涂刷0.7mm厚，之后按照每层0.5mm厚度逐层涂刷，直到满足设计厚度4mm为止。

HK-988弹性聚脲涂层厚度要均匀，涂刷一次成型，不可来回涂刷，防止出现小包。后一层涂刷应在前一层涂刷表面干燥后进行，每次涂刷HK-988弹性聚脲的允许作业时间在2h以内。

涂层缺陷处理：

(1)涂层有针孔、鼓泡、剥落及损伤等缺陷时，应进行修补；

(2)聚脲涂层缺陷宜采用涂刷聚脲修补；

(3)鼓泡、剥落及损伤等缺陷处理时应向缺陷外扩展5cm～10cm，打磨清理后，基层表面涂刷底漆，搭接部位涂刷层间处理剂，再涂刷聚脲进行修补，针孔可直接采用涂刷聚脲修补；

(4)厚度不足设计要求时，应将不足厚度的聚脲表面打磨、清洗，干燥后涂刷层间处理剂，在涂刷聚脲至设计厚度，修补后的部位应和整个聚脲涂层保持连续、平整，且颜色一致；

(5)涂层现场检测遗留破损部位的修复按照第(3)条规定执行。

3.2 混凝土表面有裂缝部位

相对于表面无裂缝部位施工工艺，有裂缝部位聚脲涂刷增加了裂缝灌浆处理，其施工工艺流程如图3所示。

图3 土表面有裂缝部位聚脲涂刷施工工艺

混凝土表面有裂缝部位的聚脲刮涂前须先按照设计要求，对相应混凝土裂缝类型灌浆处理。处理后对裂缝周边混凝土表面打磨平整、清理干净无杂物后，待表面干燥后涂刷HK-G-4专用封闭底漆。底漆表干后直接刮涂一层HK-988弹性聚脲，并在裂缝两侧各10cm范围内黏贴胎基布，再涂刷数遍HK-988弹性聚脲，厚度每层控制在0.8mm以内，直到满足设计厚度为止。为加强裂缝处整体强度，聚脲涂层厚度不小于5mm。

3.3 质量要求

3.3.1 基面处理和底漆涂刷质量

(1)目测基层应无油污、灰尘、污物、浮浆和松散的表层；

(2)目测或敲击检查，修补后的基层表面应无裂纹、孔洞、空鼓、松动、蜂窝麻面等缺陷；

(3)目测细部构造的基层表面处理应满足设计要求；

(4)采用靠尺检测的基层平整度应满足设计要求；

(5)目测涂刷的底漆应均匀、固化正常、无漏涂、无堆积。

3.3.2 手刮聚脲涂层质量

(1)聚脲涂层应均匀涂覆，涂层厚度应满足设计要求；

(2)现场检查材料的出厂合格证、有效期、质量检验报告和进场抽样检验报告，聚脲涂层施工原材料应符合设计要求；

(3)聚脲涂层的质量应满足表3要求。

表3 聚脲涂层质量要求(DL/T 5317-2014)

4 施工后效果

4.1 现场检测

聚脲涂刷完成7d后，对施工完成的聚脲涂层进行了黏结强度现场检测。通过随机5个测点检测，黏结强度均大于设计及规范要求的2.5MPa，且厚度满足设计要求。

表4 聚脲涂层现场质量检查结果

4.2 施工效果

在施工过程中，从基面的打磨清洗、环氧胶泥对混凝土表面局部缺陷和孔洞进行封堵；到底漆(界面剂)均匀涂覆；再到手刮涂聚脲胶泥，都严格遵循“三检制”。施工完成后，870.0m高程以下涂刷聚脲基面平整无气孔、无鼓包、无分层等问题，厚度及涂层粘结强度均满足设计要求。

5 结语

绩溪抽水蓄能电站上水库大坝工程采用了双组分手刮聚脲防护层对大坝870.0m高程以下面板及趾板混凝土表面进行了防护，每道工序均严格遵循“三检制”，施工完成后涂刷聚脲基面平整无气孔、无鼓包、无分层等问题，厚度及涂层粘结强度均满足设计要求。大坝蓄水后通过对渗漏量观测，聚脲防护效果良好，起到了进一步提高铺盖以下防渗效果的作用。