砌石重力壩防滲面板施工控制要點(diǎn)

□胡建生（河南省水利第一工程局）

一、概述

馬家?guī)r水庫(kù)大壩壩型為混凝土砌石重力壩，分為擋水壩段和溢流壩段；壩頂高程583.54m，壩頂寬6.3m，壩頂長(zhǎng)317.55m，最大壩高111.54m。為提高壩體的防滲效果、降低壩基揚(yáng)壓力，自壩基混凝土頂部489.4m高程起，壩體上游迎水面和下游原河床512.25m高程以下分設(shè)混凝土防滲面板。其中下游防滲面板面板設(shè)計(jì)厚度為1.0m，上游防滲面板自高程500.0m至575.0m，厚度從2.0m漸變至1.0m，高程575.0m以上厚度變?yōu)?.8m，迎水面坡度為1:0.15；為防止混凝土面板裂縫，面板沿壩軸線方向設(shè)伸縮縫，分縫寬度9m，伸縮縫設(shè)兩道止水；混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)C25W8F150。

二、施工控制要點(diǎn)

防滲面板是大壩防滲的關(guān)鍵屏障，保證面板的防滲效果，是確保水庫(kù)正常蓄水、正常運(yùn)行的先決條件，因此防滲面板的防滲質(zhì)量是面板施工控制的重點(diǎn)。本工程在施工中主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：一是合理設(shè)計(jì)防滲面板混凝土配合比，提高混凝土的耐久性和抗裂能力；二是混凝土基礎(chǔ)面處理；三是止水帶安裝；四是采取合理措施，防止發(fā)生混凝土裂縫。

三、要點(diǎn)控制

（一）確定混凝土配合比

根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496—2009中定義“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不＞1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土”，為大體積混凝土，本工程防滲面板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)屬典型的大體積混凝土施工；又因混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度及抗?jié)B、抗凍指標(biāo)要求較高，決定了混凝土中水泥需用量大，水化熱高，易產(chǎn)生有害裂縫。因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)階段就必須考慮盡可能地減少混凝土中水泥用量，降低水化熱。本工程確定了以下混凝土配合比設(shè)計(jì)原則：一是防滲面板位于水位變化區(qū)外部混凝土、抗凍要求較高，選用同力牌普通硅酸鹽42.5MPa水泥。二是盡可能使用大粒徑骨料，級(jí)配選用三級(jí)配，即0.5～2.0cm、2.0～4.0cm、4.0～8.0cm。三是細(xì)骨料選用人工中砂，細(xì)度模數(shù)2.5～2.8，8%≤石粉含量≤14%。四是摻加粉煤灰，摻量根據(jù)試驗(yàn)確定。五是選用具有抗裂、抗?jié)B、引氣減水作用的混凝土外加劑。六是根據(jù)水位變化區(qū)(壩體外部)最大灰比選取要求，水灰比取0.45。七是根據(jù)防滲面板單層配筋、結(jié)構(gòu)斷面大的特點(diǎn)，盡可能選用較小的坍落度，入倉(cāng)坍落度選取3cm。

根據(jù)以上原則進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)優(yōu)選，最終確定了C25W8F150混凝土配合比參數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 C25W8F150混凝土配合比表

（二）混凝土基礎(chǔ)面處理

1．砌石面處理

壩體塊石砌筑時(shí)砌體立面平整度控制在5cm以內(nèi)，凸凹不平，不僅不能保證面板設(shè)計(jì)尺寸，且增加砌體對(duì)面板混凝土的約束力，易造成面板開(kāi)裂。對(duì)于尖角、凸出的塊石要鑿除，保證砌筑面平順、無(wú)尖角、突變。

2．水平施工縫處理

上下塊體之間混凝土水平施工縫處理質(zhì)量對(duì)防滲效果影響極大。新澆筑混凝土人工鑿毛在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以上、風(fēng)鎬鑿毛在混凝土強(qiáng)度達(dá)到10MPa以上時(shí)方可進(jìn)行，嚴(yán)禁提前鑿毛，否則極易破壞表層混凝土結(jié)構(gòu)，造成防滲面板在施工縫處滲漏。

（三）紫銅止水帶、橡膠止水帶安裝

防滲面板在伸縮縫位置布設(shè)兩道止水帶，在500m高程以下為2道紫銅止水，500m高程以上第一道為紫銅止水帶，第二道為651橡膠止水帶，止水帶接頭安裝質(zhì)量好壞對(duì)大壩防滲影響很大。

本工程紫銅止水帶利用止水成型機(jī)在加工廠加工成型，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)與下部止水焊接。紫銅止水接頭焊接經(jīng)試驗(yàn)比較，采用氬弧焊焊接焊縫光滑平整，無(wú)砂眼、裂紋，焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于氧氣乙炔焊，紫銅止水接頭搭接長(zhǎng)度≥20mm，焊接完成后要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)是否存在滲漏。

橡膠止水接頭可分別采用對(duì)接、搭接或復(fù)合接3種連接方法，接口用化學(xué)粘接劑粘接，并用專用夾具夾緊4h以上，保證接頭結(jié)合嚴(yán)密、牢固。

（四）采取措施防止混凝土產(chǎn)生裂縫

1.溫控防裂措施

（1）優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，減少水泥用量，降低水化熱溫升。馬家?guī)r水庫(kù)防滲面板配合比粗骨料使用三級(jí)配，摻加粉煤灰和具有抗裂、防滲功效的復(fù)合高效引氣減水劑，在保證混凝土的物理和力學(xué)性能前提下，盡可能降低水泥用量。

（2）選擇適當(dāng)?shù)幕炷翝仓r(shí)機(jī)，避開(kāi)高溫時(shí)段施工。在6～8月份施工時(shí)避開(kāi)白天氣溫較高時(shí)段，選擇在夜間澆筑。

（3）降低混凝土澆筑溫度。采取措施降低混凝土的澆筑溫度是控制混凝土最高溫度的有效而又必需的手段。結(jié)合壩區(qū)的氣候條件和混凝土溫度控制的要求，將澆筑溫度控制在12～20℃內(nèi)，相應(yīng)出機(jī)口溫度8～15℃。

（4）為了有利于混凝土溫度控制，同高程及上下層相鄰塊與塊之間不能連續(xù)澆筑，技術(shù)間歇時(shí)間5～7d。

（5）混凝土澆筑完成后即采取措施使水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，削減水化熱溫升，對(duì)控制混凝土最高溫度有顯著的效果。本工程在混凝土澆筑12h后開(kāi)始采用PVC花管流水養(yǎng)護(hù)，始終保持面板表面濕潤(rùn)，對(duì)削減混凝土最高溫度有明顯效果，并且對(duì)控制面板表面溫升，防止面板表面龜縮裂縫，進(jìn)而發(fā)展為深層裂縫有重要的意義。

（6）加強(qiáng)面板保溫，減少混凝土內(nèi)外溫差。馬家?guī)r庫(kù)區(qū)在春、秋季節(jié)，特別是晝、夜氣溫變化頻繁，驟降溫差值較大。當(dāng)面板拆模后，立即對(duì)面板進(jìn)行多層覆蓋保溫，使內(nèi)外溫度均衡穩(wěn)定，防止混凝土因內(nèi)外溫差超過(guò)25℃而產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。

（7）根據(jù)氣溫的變化及其周圍環(huán)境情況把握模板拆除時(shí)機(jī)，拆模時(shí)間通常為2～5d（冬天取上限，夏天取下限），模板拆除后特別注意面板防護(hù)。在氣溫低、溫差大時(shí)拆模后注意覆蓋保溫，氣溫驟降時(shí)嚴(yán)禁拆模。

（8）加強(qiáng)混凝土溫度監(jiān)測(cè)。為了掌握面板混凝土的溫度變化規(guī)律，控制混凝土內(nèi)外溫差，防止溫度裂縫，我們采取埋設(shè)測(cè)溫探頭對(duì)防滲面板進(jìn)行布點(diǎn)觀測(cè)。

混凝土澆筑前，在測(cè)溫面板上布設(shè)2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，埋設(shè)電子測(cè)溫探頭，導(dǎo)線高出板頂100mm，做好測(cè)溫點(diǎn)的編號(hào)，每點(diǎn)觀測(cè)中、上、下部位。混凝土澆筑后1～4d，每2h測(cè)一次，第5～10d，每4h測(cè)一次，每次同時(shí)測(cè)出大氣溫度及混凝土表面（在混凝土表面預(yù)留10cm深混凝土槽）溫度。

觀測(cè)數(shù)據(jù)表明：使用普通硅酸鹽42.5MPa水泥，早期水化熱上升較快，內(nèi)部的溫度峰值在混凝土澆筑24h后便開(kāi)始出現(xiàn)，4d后混凝土內(nèi)部溫度以每天平均1℃開(kāi)始梯降，10d后趨于穩(wěn)定。

2．混凝土養(yǎng)護(hù)

防滲面板混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)是保證各項(xiàng)耐久性指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求、防止裂縫發(fā)生作用重大。本工程在混凝土澆筑收倉(cāng)12h后，開(kāi)始用布設(shè)在防滲面板頂部的PVC花管對(duì)混凝土進(jìn)行流水養(yǎng)護(hù)，如夜晚氣溫下降時(shí)流水養(yǎng)護(hù)停止，并在防滲面板表面覆蓋保溫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥28d。

四、結(jié)語(yǔ)

防滲面板施工的技術(shù)控制重點(diǎn)是要預(yù)防混凝土裂縫的發(fā)生，這是防滲面板的易生災(zāi)害，是施工技術(shù)難點(diǎn)，也對(duì)防滲面板質(zhì)量危害最大，一旦發(fā)生需花費(fèi)大量資金進(jìn)行處理。為此，從施工前技術(shù)準(zhǔn)備，到施工過(guò)程，后期養(yǎng)護(hù)，“防裂”思想要貫穿始終，做到技術(shù)科學(xué)，措施得力，人員重視，只有這樣才能保證防滲面板施工質(zhì)量，達(dá)到防滲效果。