聚脲防滲涂料在大江邊水庫(kù)雙鉸拱壩壩面防滲中的應(yīng)用

□諶海鋒（江西省萍鄉(xiāng)市水利水電勘察設(shè)計(jì)院）

1 工程概況

大江邊水庫(kù)位于江西省萍鄉(xiāng)市蘆溪縣長(zhǎng)豐鄉(xiāng)滸嶺村境內(nèi)，水庫(kù)所在河流為湘江水系淥水支流麻山水上游，工程建成于1989年2月，壩址以上流域面積98.20 km2，總庫(kù)容90.30×104m3，水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積66.66 hm2，電站總裝機(jī)容量為2×1000 kW，是一座以灌溉、發(fā)電為主的?。?）型水庫(kù)。樞紐建筑物主要包括大壩、壩下放空管（兼沖砂）、發(fā)電引水隧洞、發(fā)電廠房等。水庫(kù)大壩為混凝土雙鉸薄拱壩，壩頂高程為273.00m（黃海高程，下同），溢流堰頂高程為269.50m，最大壩高24.10m，在高程253.00m以下澆筑混凝土墊座，底寬6.50m，設(shè)水平底縫，兩側(cè)圓弧式鉸縫，縫間涂濃肥皂水，設(shè)置塑料油膏止水。上部壩體壩厚從底部的2.50m逐漸收縮至頂部的1.50m，壩體采用外半徑R=36.95m，壩面上游面垂直，下游壩面坡比為1：0.05，壩頂外弧長(zhǎng)88.07m（其中溢流壩段外弧長(zhǎng)71.00m），底拱外弧長(zhǎng)43.07m（253.00 m高程處）。壩頂中心夾角120°，底中心夾角為66.80°。溢洪堰位于壩頂中部，無(wú)閘控制實(shí)用堰，出口為挑流消能方式。壩體中部壩腳設(shè)有放空（兼沖砂）涵管，為φ1.20m預(yù)制混凝土涵管，進(jìn)口設(shè)有控制閘門及上部啟閉設(shè)施及啟閉房。從左壩端設(shè)有人行橋通至涵管啟閉房。大壩上游左岸設(shè)有發(fā)電引水隧洞，全長(zhǎng)910m，進(jìn)口底板高程256.80m，斷面為內(nèi)徑Φ1.80m有壓隧洞，進(jìn)口設(shè)有閘門控制及啟閉設(shè)施。

2 大壩壩體存在的主要問(wèn)題及防滲方案的確定

水庫(kù)蓄水運(yùn)行多年以后，壩體下游面存在多處滲漏點(diǎn)，鉸縫止水帶存在老化、漏水嚴(yán)重。2012年12月，對(duì)壩體混凝土取樣，檢測(cè)壩體混凝土強(qiáng)度值滿足設(shè)計(jì)C20混凝土強(qiáng)度的要求。因此，分析認(rèn)為壩體施工時(shí)未嚴(yán)格按要求對(duì)各層的冷縫作到位處理，加之壩體本身較薄等是導(dǎo)致大壩壩體滲漏的原因。2013年4月，江西省萍鄉(xiāng)市水務(wù)局組織有關(guān)專家對(duì)大壩進(jìn)行了安全鑒定，根據(jù)《江西省?。?）型大壩安全評(píng)估技術(shù)規(guī)定（試行）》大壩安全分類標(biāo)準(zhǔn)，大江邊水庫(kù)大壩屬三類壩。須對(duì)大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。因此，為同時(shí)解決壩體及鉸縫漏水問(wèn)題，加固設(shè)計(jì)在壩體上游面采用噴涂聚脲防滲體的防滲方案，防滲范圍為正常蓄水位以下至壩腳部位的全部迎水面。

3 大壩噴涂聚脲防滲體施工工藝及施工技術(shù)要求

3.1 噴涂聚脲彈性體性能特點(diǎn)

聚脲防滲彈性體材料具有優(yōu)異的防滲、抗沖磨等多種功能：

①具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能；良好的不透水性；低溫柔性好；不會(huì)因壩體正常變形和鉸縫轉(zhuǎn)角而斷裂，施工時(shí)不需對(duì)壩體鉸縫作特殊處理。②快速固化，反應(yīng)速度極快；施工效率高，采用成套噴涂、澆注設(shè)備，可連續(xù)操作；可以連續(xù)噴涂而不會(huì)因反應(yīng)熱過(guò)于集中而導(dǎo)致鼓泡、焦化等現(xiàn)象，具有良好的熱穩(wěn)定性能，使用期限長(zhǎng)。③與多種底材，如混凝土、砂漿、鋼材、瀝青、塑料、鋁及木材等，都有很好的附著力，并具有很強(qiáng)的抗沖耐磨特性。④無(wú)任何溶劑和影響強(qiáng)度的助劑，無(wú)污染，無(wú)毒性能，對(duì)水庫(kù)水質(zhì)無(wú)毒理影響。

3.2 噴涂聚脲彈性體工藝流程

施工準(zhǔn)備→基材處理→驗(yàn)收合格→底漆→驗(yàn)收合格→噴涂聚脲防水涂料→驗(yàn)收合格→噴涂脂肪族面層（備選）→驗(yàn)收合格→竣工、編制竣工報(bào)告。

3.3 噴涂聚脲彈性體施工工藝及施工技術(shù)要求

大壩上游壩面防滲體施工工藝（工序）及施工技術(shù)要求見(jiàn)表1：

表1 大壩上游壩面防滲體施工工藝（工序）及施工技術(shù)要求表

3.4 噴涂防滲彈性體施工方法

3.4.1 基材處理和滾涂高滲環(huán)氧防水涂料①基面徹底清除油脂、灰塵、污物、脫模劑、浮漿和松散的表層。對(duì)基材表面進(jìn)行打磨、清洗、刮涂專用膩?zhàn)臃舛禄炷帘砻婵锥?。②混凝土基層表面不得有殘留沾污物，不得有裂縫或起殼現(xiàn)象，基層含水率≤10%。③第二道底漆涂裝間隔，表干后即可。如頭道有干噴漆霧存在或表面已經(jīng)污染，則應(yīng)清潔處理后再進(jìn)行第二道涂裝施工。④噴涂或刷涂與混凝土基材相適應(yīng)的底漆。底漆的涂刷或噴涂一定要盡量保證環(huán)氧底漆能滲入混凝土內(nèi)部，待底漆徹底實(shí)干固化后才能噴涂聚脲彈性中間防滲層。

3.4.2 噴涂聚脲防滲涂料

3.4.2.1 溫度檢測(cè)。施工時(shí)要進(jìn)行溫控。首先檢測(cè)原料桶的溫度，應(yīng)保持在19℃以上。先不連接噴槍，測(cè)量加熱軟管輸出末端，這可以通過(guò)同泵抽出一些原料放在兩個(gè)分開(kāi)的，如紙杯之類的容器內(nèi)用溫度計(jì)測(cè)量，溫度應(yīng)在60～70℃之間，并且兩個(gè)組分溫度應(yīng)該一致。

3.4.2.2 預(yù)先噴涂測(cè)試。在正式噴涂前應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，把涂料噴在硬紙板上來(lái)確保噴出的扇形令人滿意，并按體積比1:1混合，確保固化正常。

3.4.2.3 壓力控制。在整個(gè)施工過(guò)程中都要進(jìn)行壓力監(jiān)控。噴涂時(shí)壓力范圍在11.70～17.20MPa之間，這樣可以確保A、B兩組分充分、均勻混合。兩組分一般被設(shè)計(jì)成同樣的粘度。噴涂時(shí)，允許A、B兩組分有微小的壓力差，如果材料的噴涂和固化情況良好，那么壓力差并不是什么大的問(wèn)題。

3.4.2.4 流量檢查。流量檢查主要用于證實(shí)兩個(gè)組分以相同的體積通過(guò)噴涂設(shè)備輸送到噴槍中。噴涂系統(tǒng)中出線堵塞、連接不緊導(dǎo)致的泄漏問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致流量不同和流速不穩(wěn)定。

3.4.2.5 涂層厚度的檢查。噴涂聚脲要保證噴涂厚度盡量均勻。涂層厚度檢測(cè)一種為非破壞性的，如超聲波檢測(cè)。噴涂聚脲防水工程技術(shù)規(guī)程中規(guī)定采用超聲波法檢測(cè)涂層厚度。另一種為破壞性的檢測(cè)方法，需將涂層按三角形割開(kāi)，用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。由于需嚴(yán)格控制每次噴層厚度，避免浪費(fèi)并及時(shí)改進(jìn)工藝，建議每次噴后都進(jìn)行厚度檢測(cè)。

3.4.2.6 其他檢查。漏點(diǎn)檢查、附著力測(cè)試等。聚脲噴涂后的凝膠時(shí)間需≤45 s；表干時(shí)間≥45 s，≤10min；實(shí)干時(shí)間≥60 s，≤30min；30min后可達(dá)到步行強(qiáng)度。對(duì)于不同區(qū)域之間的邊界部位或者新、老聚脲彈性體防滲層之間應(yīng)施工層間粘合劑，保證兩層聚脲之間有較好的粘結(jié)。聚脲技術(shù)采用的化學(xué)原料，在噴涂施工中一定要注意通風(fēng)與防護(hù)，否則很可能會(huì)造成施工人員出現(xiàn)一些不良癥狀。

3.4.3 噴涂灰色脂肪族聚氨酯面漆

結(jié)合工程實(shí)際運(yùn)行條件，用于戶外暴露場(chǎng)合，一定要噴涂耐紫外光、具有彈性的脂肪族面漆，以避免因涂層和面漆的膨脹系數(shù)不匹配而造成面漆開(kāi)裂或龜裂等不良后果，延長(zhǎng)芳香族聚脲中間層的使用期限。

①施工環(huán)境通風(fēng)良好，并符合下列要求：涂裝表面的溫度至少應(yīng)比露點(diǎn)溫度高3℃，但不應(yīng)高于50℃，相對(duì)濕度≤85%。②面漆涂膜要求平整光滑，色澤均勻一致，不得有漏涂、裂紋、氣泡等缺陷，厚度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.4.4 特殊部位和細(xì)節(jié)處理

3.4.4.1 施工縫部位特殊處理

施工縫是整個(gè)大壩防滲處理的薄弱環(huán)節(jié)，施工縫處混凝土骨料集中、酥松、接茬明顯、滲漏水等，在該處形成薄弱環(huán)節(jié)，在水荷載作用下結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪的承載能力以及耐久性和使用功能降低，破壞很容易先在該位置產(chǎn)生。因此，應(yīng)先清理施工縫，然后采用滲透水泥基結(jié)晶防水材料抹平，干燥后按要求噴涂各防滲層等。

3.4.4.2 層間搭接

對(duì)于聚脲涂料防滲來(lái)說(shuō)，新舊兩層防滲涂料之間需要進(jìn)行特殊處理，才能夠保證緊密結(jié)合。當(dāng)新舊兩層之間的施工間隔是在2-3 d以內(nèi)，可在聚脲配方設(shè)計(jì)中添加助活劑，延長(zhǎng)與后續(xù)聚脲涂層形成結(jié)合力的時(shí)間；當(dāng)新舊兩層之間的施工間隔在5 d以上，需要使用動(dòng)力工具將舊的聚脲涂層邊界15～20 cm表面打毛，并將它的最邊緣處打磨成<30°的斜面，再在已經(jīng)打磨的舊聚脲涂層表面涂刷專用層間粘合劑后，才能進(jìn)行新一層聚脲材料的噴涂，與舊聚脲材料進(jìn)行搭接。

由于大壩上游防滲涂料施工需采取吊籃或搭設(shè)高排架來(lái)進(jìn)行，屬于高空施工作業(yè)，一定要注意防止施工人員和設(shè)備高空跌落、防高空墜物擊中，做好相應(yīng)高空作業(yè)安全防護(hù)措施。

3.5 質(zhì)量檢測(cè)

2014年3月對(duì)大壩噴涂聚脲防滲體進(jìn)行了終檢，檢測(cè)結(jié)果結(jié)論見(jiàn)表2：

表2 噴涂聚脲防滲體檢測(cè)強(qiáng)度及厚度檢測(cè)結(jié)果表

3.6 其它注意事項(xiàng)

由于大壩上游防滲涂料施工需采取吊籃或搭設(shè)高排架來(lái)進(jìn)行，屬于高空施工作業(yè)，一定要注意防止施工人員和設(shè)備高空跌落、防高空墜物擊中，做好相應(yīng)高空作業(yè)安全防護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

大江邊水庫(kù)雙鉸拱壩通過(guò)在上游壩面采用噴涂聚脲防滲體后，經(jīng)過(guò)水庫(kù)蓄水以后的觀測(cè)，壩體下游壩面及鉸縫等的防滲效果明顯，達(dá)到了水庫(kù)除險(xiǎn)加固的目的，提高了大壩安全運(yùn)行能力，水質(zhì)取樣化驗(yàn)也未發(fā)現(xiàn)異樣成分，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。因此，通過(guò)對(duì)大江邊水庫(kù)雙鉸拱壩采取噴涂聚脲防滲體方案在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上也合理，可為同類水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固方案提供參考。