混凝土面板堆石壩止水修補(bǔ)技術(shù)

石釗 何啟波

混凝土面板堆石壩止水修補(bǔ)技術(shù)

石釗 何啟波

（四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)有限責(zé)任公司 四川成都 610072）

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)實(shí)施的混凝土面板堆石壩已經(jīng)有了較大范圍的應(yīng)用，現(xiàn)階段在建的面板壩已經(jīng)超過(guò)了30座。相比于其他壩型來(lái)說(shuō)，面板壩的接縫位移是比較大的，造成了止水技術(shù)相對(duì)困難，所以對(duì)面板的接縫止水進(jìn)行修補(bǔ)對(duì)于面板壩來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。本文以某工程為例主要介紹混凝土面板堆石壩止水修補(bǔ)技術(shù)，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

混凝土面板堆石壩；止水；接縫；修補(bǔ)

1 工程基本情況介紹

（1）某水電站主要由一級(jí)電站、二級(jí)電站、三級(jí)電站組成。其中一級(jí)電站的主要任務(wù)是以發(fā)電為主，同時(shí)具有防洪的作用，其控制的流域面積達(dá)到500km2以上，平均的流量在16.8m3/s，而平均的徑流量為5.39億m3。此一級(jí)電站通過(guò)水庫(kù)式進(jìn)行建設(shè)，主要包括：混凝土面板堆石壩、地下廠房和開(kāi)關(guān)站、左岸岸邊的溢洪道和輸水放空隧洞、右岸的引水隧洞等。其中混凝土面板堆石壩壩高的最為位置為118.5m，壩頂寬度為8m，長(zhǎng)度為240m。壩的前部采用混凝土面板，一共20塊，設(shè)計(jì)坡度達(dá)到1：1.40517，主要分兩期進(jìn)行澆筑。壩后采用的是干砌塊石進(jìn)行防護(hù)，在高程為540m的位置設(shè)置約10m寬的平臺(tái)，在高程為570m和600m的位置設(shè)置2m寬的馬道，設(shè)計(jì)坡度在1：1.4，同時(shí)在大壩的左側(cè)位置設(shè)置開(kāi)敞式的溢洪道。

（2）混凝土趾板止水和縫面缺陷情況介紹

此一級(jí)電站的混凝土面板堆石壩一共包括33塊趾板，在某日進(jìn)行了28塊趾板的首倉(cāng)混凝土澆筑，之后進(jìn)行了河床位置的4塊（為Z6-Z9）趾板混凝土的施工。施工完成拆模后發(fā)現(xiàn)，混凝土的整體質(zhì)量是符合設(shè)計(jì)方面的相關(guān)要求的，但是在局部位置存在著麻面、蜂窩、錯(cuò)臺(tái)等問(wèn)題，同時(shí)由于澆筑的影響而出現(xiàn)了某些止水和設(shè)計(jì)安裝尺寸具有較大偏差。

在汛期過(guò)后此工程進(jìn)行了基坑開(kāi)挖，但是在河床基坑開(kāi)挖時(shí)因?yàn)槭┕?wèn)題而造成Z6-Z9塊趾板的銅止水以及PVC止水出現(xiàn)了一定程度的破壞，局部位置損壞比較嚴(yán)重。

（3）止水和縫面缺陷對(duì)于大壩的影響問(wèn)題

對(duì)于混凝土面板堆石壩來(lái)說(shuō)，趾板是最為重要的建筑物之一，其不但能夠支撐面板，同時(shí)也是大壩防滲當(dāng)中非常重要的組成部分。趾板是利用止水和面板共同形成有機(jī)的整體，同時(shí)和帷幕灌漿帶共同組成壩前較為完整的防滲體系。若是止水發(fā)生破壞、不具有防滲作用，那么在大壩進(jìn)行蓄水之后會(huì)具有非常大的水頭作用，水流就會(huì)順著被損壞的止水位置進(jìn)入到壩體之內(nèi)，破壞壩體的問(wèn)題。如果滲漏的量過(guò)大也會(huì)將壩體之內(nèi)的微細(xì)顆粒沖走，從而在內(nèi)部掏空壩體，形成不均勻性沉降，使得混凝土的面板開(kāi)裂，危害到壩體的安全。

（4）出現(xiàn)止水損壞和變形的原因分析

出現(xiàn)止水損壞和變形的最主要原因就是施工的方法不當(dāng)。在進(jìn)行基坑清理過(guò)程中，若是Z6-Z9塊趾板塊露出時(shí)，對(duì)于止水周邊剩余部分要設(shè)置專(zhuān)人進(jìn)行認(rèn)真清理，可以通過(guò)反鏟方式進(jìn)行清理。但是由于基坑積水較為嚴(yán)重，止水浸沒(méi)在渾水當(dāng)中這就造成反鏟司機(jī)不能看清，從而導(dǎo)致止水受到損壞。

2 混凝土面板堆石壩止水修補(bǔ)技術(shù)

2.1 處理的范圍以及原則

處理的范圍為：Z5-Z6、Z9-Z9縫合其間（Z6-Z9）周邊縫；

處理的原則為：銅止水片和PVC止水帶具有較好的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)后不出現(xiàn)漏水情況，要和趾板以及面板混凝土進(jìn)行緊密膠合在一起，從而形成較為完整、封閉以及可靠的防滲體系，需要止水體系可以承受水頭壓力（1.5H），所以在完成修復(fù)之后的止水體系可以承受水頭達(dá)到170～180m。

2.2 處理之前的準(zhǔn)備工作內(nèi)容

要將止水保護(hù)盒完全打開(kāi)，同時(shí)要將止水清洗干凈（也包括止水周邊的破碎混凝土），并且要參建四方對(duì)于止水實(shí)施檢查，同時(shí)對(duì)于缺陷進(jìn)行較為準(zhǔn)確的素描以及編錄。

2.3 銅止水處理

（1）對(duì)于不爛根的銅止水處理。指裂縫或者是破損的位置距離混凝土面的距離在2cm以上，剩余較完好的位置可以通過(guò)新銅片進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊搭接的長(zhǎng)度要在2cm以上，要采用雙面焊接的方式進(jìn)行。在焊好之后首先要采用放大鏡來(lái)進(jìn)行檢查，確定是否具有砂眼等問(wèn)題，若是具有砂眼就要實(shí)施補(bǔ)焊，之后進(jìn)行浸油試驗(yàn)，保證修補(bǔ)的位置不出現(xiàn)漏水情況。

（2）對(duì)于爛根的銅止水處理。指裂縫或者是破損的位置距離混凝土面的距離在2cm以下，銅止水被拉動(dòng)或者拉出，銅片周邊混凝土不夠密實(shí)等等。主要通過(guò)如下方式進(jìn)行處理。

①在止水損壞的位置采用混凝土刻槽，可以按照損壞位置的大小和方便修補(bǔ)的原則來(lái)確定槽口的尺寸，槽口的尺寸可以略微大于槽口，一定要保證修補(bǔ)混凝土在受到相應(yīng)力之后不會(huì)被拉動(dòng)和拉出，槽腔的深度要能夠滿(mǎn)足止水恢復(fù)原狀的要求，如圖1所示。

圖1 止水刻槽缺陷處理

②在進(jìn)行損壞止水補(bǔ)焊過(guò)程中，一定要選擇具有豐富經(jīng)驗(yàn)的焊工進(jìn)行，焊接完成之后的止水片一定要采用放大鏡進(jìn)行缺陷檢查，并且通過(guò)浸油試驗(yàn)確保合格。

③要通過(guò)木槌或者是木墊將止水來(lái)整平，在完成清洗之后入槽。在止水入槽之后其形狀和位置一定要符合設(shè)計(jì)方面的要求。經(jīng)過(guò)各方檢查合格之后進(jìn)行會(huì)簽。

④在對(duì)槽腔進(jìn)行回填混凝土?xí)r，對(duì)于需要較好約束條件的要采用微膨混凝土進(jìn)行，對(duì)于不需要較好約束條件的可以采用預(yù)縮砂漿進(jìn)行回填。對(duì)于槽腔周邊的舊有混凝土面可以采用高標(biāo)號(hào)的濃水泥漿來(lái)涂刷。在進(jìn)行槽腔回填時(shí)一定要嚴(yán)格根據(jù)微膨混凝土或者是預(yù)縮砂漿有關(guān)工藝進(jìn)行，要保證回填的密實(shí)性，，尤其是對(duì)于槽腔頂面以及止水片底面來(lái)說(shuō)，這兩處是非常難填密實(shí)的，一定要給予特殊的關(guān)注，在填滿(mǎn)之后要將槽口表面進(jìn)行抹平壓光。

⑤在完成了回填之后一定要注意養(yǎng)護(hù)問(wèn)題，同時(shí)要由參建各方進(jìn)行檢查，對(duì)于那些不合格的一定要重新進(jìn)行。

2.4 PVC止水處理

（1）對(duì)于不爛根的PVC止水處理。指裂縫或者是破損的位置距離混凝土面的距離在2cm以上。首先要對(duì)裂縫進(jìn)行熔焊，對(duì)其進(jìn)行檢查合格之后再通過(guò)PVC片順著裂縫進(jìn)行補(bǔ)焊，需要注意的是新補(bǔ)的片要和原有的PVC片周片全部焊接。對(duì)于缺口來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)缺口尺寸以及搭接長(zhǎng)度方面的問(wèn)題來(lái)使用方形的PVC片進(jìn)行補(bǔ)焊，同樣也要保證周邊全部焊接，之后要通過(guò)放大鏡以及手折的方式對(duì)焊縫進(jìn)行檢查。

（2）對(duì)于爛根的銅止水處理。指裂縫或者是破損的位置距離混凝土面的距離在2cm以下，PVC止水被拉動(dòng)或者拉出，PVC片周邊混凝土不夠密實(shí)等等。主要通過(guò)如下方式進(jìn)行處理。

在止水損壞的位置進(jìn)行刻槽，有關(guān)刻槽的要求和銅止水處理的方式是相同的；若是現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了PVC止水片歪斜的情況，在完成刻槽之后要將其扶正，要保證和縫面的垂直；之后的刻槽回填、回填養(yǎng)護(hù)以及檢查等方面的要求都可以根據(jù)銅止水的相關(guān)要求進(jìn)行處理。

2.5 對(duì)于T型接頭的處理（包括銅止水以及PVC止水）

Z5-Z6、Z6-Z9縫的止水T接頭都已經(jīng)受到較為嚴(yán)重的破壞，一定要對(duì)其進(jìn)行有效的處理。參與建設(shè)的各方要將接頭破壞的范圍準(zhǔn)確的量清楚，之后要將破壞的部分進(jìn)行清除。同時(shí)要根據(jù)破壞的尺寸情況以及搭接的長(zhǎng)度問(wèn)題重新加工2個(gè)T型的接頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的補(bǔ)焊工作。相應(yīng)的焊接工作要求、關(guān)于混凝土回填、養(yǎng)護(hù)、以及檢查等的處理方式和前述相關(guān)內(nèi)容相同。

2.6 對(duì)于縫面混凝土表面的缺陷處理

對(duì)于縫面混凝土所出現(xiàn)的蜂窩、麻面、錯(cuò)臺(tái)等問(wèn)題，首先要清除掉那些松動(dòng)、不夠密實(shí)的混凝土直到出現(xiàn)較為密實(shí)的完整面，同時(shí)要保持鑿成的槽子等深，周邊呈現(xiàn)出魚(yú)尾的形狀，并通過(guò)預(yù)縮砂漿進(jìn)行回填，可以采用角磨機(jī)將錯(cuò)臺(tái)磨平。

2.7 對(duì)于止水的加強(qiáng)處理

第一方面，在Z5-Z6、Z9-Z10的趾板縫表面增加一道GB止水，此階段只進(jìn)行GB槽的施工。在Z6、Z9縫面采用手提式切割機(jī)切割出半個(gè)GB槽，槽的尺寸可以參照面板的張縫槽進(jìn)行。在Z5、Z10相同部位進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)要嵌入一根木條，要按照半個(gè)GB槽進(jìn)行加工。Z5-Z6、Z9-Z10縫的PVC止水帶上游豎直段稍下游的位置，從PVC面到趾板的表面增加一道豎直的GB井，Z6、Z9已澆面可以采用手提式切割機(jī)進(jìn)行切割，在Z5、Z10待澆面埋設(shè)5cm×5cm的三角形木條，在混凝土終凝之后就可拆除，如圖2所示。

第二方面，對(duì)于Z6-Z9趾板下游端表面斜面來(lái)說(shuō)，要在表面貼上專(zhuān)用的橡皮或者是玻璃絲布，也就是在表面增加一道止水。本階段可以不用進(jìn)行施工，在上游粘土鋪蓋以及粉煤灰自愈體系施工之前完成。

2.8 相關(guān)質(zhì)量要求

圖2 趾板伸縮縫處理情況

要重點(diǎn)關(guān)注止水自身的質(zhì)量、焊縫質(zhì)量以及止水和混凝土的緊密膠結(jié)情況，現(xiàn)場(chǎng)一定要認(rèn)真執(zhí)行，確保修補(bǔ)的質(zhì)量，達(dá)到良好防滲效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

相比于其他壩型來(lái)說(shuō)，面板壩的接縫位移是比較大的，造成了止水技術(shù)相對(duì)困難。所以相關(guān)人士一定要認(rèn)真對(duì)待，通過(guò)不斷的技術(shù)積累和創(chuàng)新進(jìn)一步提升混凝土面板堆石壩的止水技術(shù)水平，確保工程的順利進(jìn)行。

[1]周術(shù)燈.混凝土面板堆石壩止水修補(bǔ)技術(shù)[J].水利水電技術(shù)，2012（07）：33～37.

[2]郝巨濤，魯一暉，賈金生.混凝土面板堆石壩接縫止水技術(shù)的新進(jìn)展[J].水力發(fā)電，2005（12）：73～76.

[3]張朝輝.柏葉口水庫(kù)混凝土面板堆石壩接縫止水破壞修復(fù)技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)水能及電氣化，2015（09）：69～73.

[4]閆海琳，韓峰.混凝土面板堆石壩接縫止水技術(shù)的新進(jìn)展[J].河南水利與南水北調(diào)，2008（01）：21～24.

TV698.23

A

1004-7344（2016）33-0172-02

2016-11-10

石 釗（1981-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事水電工程施工監(jiān)理工作。

何啟波（1988-），男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事水電工程施工監(jiān)理工作。