混凝土面板堆石壩面板及趾板混凝土裂縫處理探討

張永勝

（貴州省平塘縣水務(wù)局，貴州 平塘 558300）

0 引言

堆石壩在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)較為突出，可以適應(yīng)不同地質(zhì)，應(yīng)用范圍較廣，但也存在不足，那就是工程建成后，一旦有質(zhì)量問(wèn)題，相關(guān)的維護(hù)難度便會(huì)加大，特別是防滲系統(tǒng)中的趾板維護(hù)，需要高度重視。就目前的情況看，有效防止裂縫產(chǎn)生，是現(xiàn)階段施工管理與水庫(kù)大壩質(zhì)量控制的核心內(nèi)容，需要了解裂縫形成機(jī)理，在此基礎(chǔ)上提出合理解決方案，為防滲系統(tǒng)的完整性和實(shí)效性保駕護(hù)航。

1 工程概況

在經(jīng)濟(jì)健康、平穩(wěn)、高質(zhì)量發(fā)展的帶動(dòng)下，城市化進(jìn)程顯著加快，人們對(duì)防洪大壩的需求不斷提升，建設(shè)要求更高?；谶@樣的背景，混凝土面板堆石壩應(yīng)運(yùn)而生，目前得到較快發(fā)展，在全世界水利領(lǐng)域都十分常見(jiàn)，作為擋水建筑物發(fā)揮著重要作用。本次項(xiàng)目擺圖水庫(kù)，地理位置十分重要，位于平塘縣的通星村，該水庫(kù)距通州鎮(zhèn)2.5km，主要位于通州鎮(zhèn)通州河上，屬曹渡河支流。具體參數(shù)如表1 所示。

表1 擺圖水庫(kù)項(xiàng)目參數(shù)

2 趾板混凝土裂縫原因

2.1 原材料把關(guān)不嚴(yán)

趾板混凝土施工屬于較為系統(tǒng)和全面的工作，涉及眾多環(huán)節(jié)，一旦某一環(huán)節(jié)出錯(cuò)，大壩的防滲系統(tǒng)性能就會(huì)受到影響，在趾板混凝土施工中，裂縫的困擾一直存在，想要合理控制裂縫，首先需要明確裂縫的形成機(jī)理。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，施工材料質(zhì)量和趾板混凝土裂縫存在某種聯(lián)系，原材料種類較多，主要包括砂石骨料以及常用到的鋼筋、水泥等，如果在采購(gòu)階段，把關(guān)不嚴(yán)，又缺少進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收環(huán)節(jié)，就會(huì)給后續(xù)施工留下致命隱患。

2.2 地基處理不到位

在實(shí)際施工中，地基處理經(jīng)常容易被忽視，作為隱蔽性工程，其施工質(zhì)量非常重要，處理是否到位對(duì)后續(xù)施工影響較為深遠(yuǎn)，如果基礎(chǔ)處理不理想，就會(huì)影響后期澆筑質(zhì)量造成混凝土裂縫?；A(chǔ)開(kāi)挖階段，如果開(kāi)挖裸露面沒(méi)有滿足設(shè)計(jì)高程要求，就會(huì)誘發(fā)不均勻沉降，這是形成裂縫的主因。

2.3 混凝土配合比不當(dāng)

項(xiàng)目施工中，混凝土配合比同樣重要，也是需要嚴(yán)格控制的，因?yàn)橹喊寤炷翝仓浅ｊP(guān)鍵，在實(shí)際操作階段，要按照澆筑流程合理施工，確保澆筑質(zhì)量，想要達(dá)到預(yù)期施工標(biāo)準(zhǔn)，混凝土配合比要高度重視，這是澆筑質(zhì)量提高的前提。在作業(yè)期間，如果配合比試驗(yàn)沒(méi)有得到重視，憑著經(jīng)驗(yàn)拌制，就會(huì)降低混凝土的性能，給裂縫的形成埋下隱患。導(dǎo)致趾板混凝土施工效果不佳，水庫(kù)大壩防滲系統(tǒng)極易受到威脅。

2.4 養(yǎng)護(hù)措施不到位

趾板混凝土裂縫，還有一部分原因是由養(yǎng)護(hù)不到位導(dǎo)致的，混凝土的養(yǎng)護(hù)十分重要，這是不容忽視的內(nèi)容，如果養(yǎng)護(hù)不到位，無(wú)論前期工作準(zhǔn)備得多么充分，都會(huì)有可能形成沉降，最終出現(xiàn)裂縫。就目前的情況看，趾板混凝土施工技術(shù)難度較高，分段澆筑占據(jù)主導(dǎo)，達(dá)到初凝時(shí)間后要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工作是與整體施工質(zhì)量掛鉤的，必須要保證混凝土剛硬度理想，可以滿足施工需求?，F(xiàn)實(shí)施工中，混凝土常會(huì)因?yàn)闇夭钐荻却蠖a(chǎn)生拉裂，如果養(yǎng)護(hù)意識(shí)不足，就會(huì)增加混凝土開(kāi)裂的可能性。另外，混凝土澆筑后，保溫措施同樣必不可少，如果缺少保溫措施，混凝土也有可能因?yàn)闇囟润E降而出現(xiàn)裂縫。

3 趾板裂縫處理方法

前文中對(duì)裂縫形成機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，想要徹底解決裂縫問(wèn)題，提高堆石壩體抗?jié)B系數(shù)，增強(qiáng)水庫(kù)大壩穩(wěn)定性，就要從裂縫形成機(jī)理入手，提出針對(duì)性策略，為堆石壩的安全、平穩(wěn)運(yùn)行提供施工技術(shù)保障。在施工階段，要將有效預(yù)防趾板裂縫作為重點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有工藝技術(shù)進(jìn)行全面的優(yōu)化，從根本上提高趾板施工質(zhì)量。

3.1 裂縫寬度不超過(guò)0.2mm 的處理方法

針對(duì)此類裂縫，可以采用彈性防水涂料配合使用數(shù)控纖維處理的方法，實(shí)踐表明，該處理方法效果比較顯著。堆石壩在施工階段，存在較為不穩(wěn)定和不確定因素，無(wú)論是氣溫還是施工養(yǎng)護(hù)等，都會(huì)誘發(fā)混凝土裂縫問(wèn)題，導(dǎo)致趾板混凝土裂縫現(xiàn)象比較常見(jiàn)，發(fā)生概率較高，在出現(xiàn)裂縫后，要采取科學(xué)的表面封閉處理方法，與化學(xué)灌漿技術(shù)結(jié)合起來(lái)，提高壩體抗?jié)B漏程度。在裂縫處理中，針對(duì)不同寬度和分布特點(diǎn)的裂縫，要制定不同的處理方案，確保裂縫處理的實(shí)際效果。

3.1.1 HK966 防水涂料性能

HK966 防水涂料應(yīng)用較為廣泛，性能十分優(yōu)越，針對(duì)混凝土裂縫處理有極強(qiáng)的效果，具有活性高等顯著特征，并且極易固化，抗?jié)B透性能強(qiáng)，可適用于任意面的涂刷，無(wú)論是曲面還是垂直面應(yīng)用都十分方便。另外在使用中，對(duì)溫濕度無(wú)特殊要求，性能比較穩(wěn)定，可以滿足無(wú)接縫、無(wú)針孔等施工要求。

3.1.2 防水涂料施工方法

要想發(fā)揮出防水涂料的效果，除了要選擇正確的涂料外，掌握涂料的施工方法也非常重要，這是保證裂縫處理質(zhì)量的關(guān)鍵。第一步，清理裂縫附近的混凝土表面。這是施工的基礎(chǔ)，不容忽視。清理的對(duì)象主要是一些松動(dòng)漿皮，另外還要將油漬、浮土等徹底清除，清除干凈后，要進(jìn)行打磨工序，將混凝土表面處理平整，可利用高壓水完成清洗，在施工前要保持表面干燥[1]。值得注意的是，為了避免二次污染，表面一旦晾干，就要第一時(shí)間進(jìn)行下一道工序。第二步，防水涂料的涂抹。涂抹防水涂料自然是核心環(huán)節(jié)，需要在裂縫兩側(cè)適當(dāng)位置涂抹涂料，另外還要保證涂抹的厚度，以便以1～2mm 為宜，并且厚度要均勻。第三步，粘貼數(shù)控纖維布，確保纖維布鋪貼平整，在此基礎(chǔ)上，再次涂抹防水涂料，進(jìn)一步強(qiáng)化防水效果，這樣趾板抗?jié)B性可以顯著加強(qiáng)。

3.2 裂縫寬度大于0.2mm 的處理措施

針對(duì)寬度較大的裂縫，施工難度較大，如果直接采用上述方法，通常效果會(huì)不理想，為了將裂縫合理控制，化學(xué)灌漿是最好的選擇，可以增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，讓趾板保持較好的應(yīng)用性能，為水庫(kù)大壩提供保障。針對(duì)灌漿物質(zhì)的選擇，要結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求，一般情況下，水溶性聚氨酯應(yīng)用較多，被看作是最為理想的灌漿物質(zhì)，性能較為穩(wěn)定?；瘜W(xué)灌漿的優(yōu)勢(shì)十分顯著，尤其是針對(duì)貫通裂縫，采用該方法效果比較突出，但需要強(qiáng)調(diào)的是，在灌漿前，要先進(jìn)行彈性環(huán)氧砂漿嵌槽，在此基礎(chǔ)上借助防水涂料+纖維布的組合封堵形式，完成混凝土裂縫的處理。具體注意事項(xiàng)如下：①清理裂縫附近混凝土；②進(jìn)行鉆孔，完成灌漿嘴的埋設(shè)。在這一環(huán)節(jié)中，要找準(zhǔn)灌漿點(diǎn)，一般沿裂縫一側(cè)，大約在10cm 左右位置合理、科學(xué)埋設(shè)灌漿嘴，在埋設(shè)階段，要借助沖擊鉆等工具，除了打斜孔間隔要掌握好之外，還要注重傾角問(wèn)題，通常以45°～60°為宜，需要結(jié)合實(shí)際裂縫大小，合理控制好孔徑和孔深，確保其可以穿過(guò)縫面[2]。在上述工序完成后，要進(jìn)行清孔，在清孔環(huán)節(jié)，可以借助高壓水完成一系列清洗作業(yè)；③壓水試驗(yàn)。在實(shí)際工作中千萬(wàn)不能忽視壓水試驗(yàn)，這是孔與縫相通檢驗(yàn)的最直接、有效方法，如不相通，要及時(shí)查找原因，最終確?？着c縫的相通，這是灌漿的前提；④灌漿。首先灌漿泵的性能要保障好，確保灌漿壓力達(dá)到施工要求，針對(duì)水平方向的孔在灌漿時(shí)，要依次完成灌漿，從一側(cè)到另一側(cè)，這樣的灌漿效果會(huì)比較好。針對(duì)豎直方向的孔在進(jìn)行灌漿時(shí)，最好的方法是自下而上?；瘜W(xué)灌漿處理裂縫法工藝，如圖1 所示。

圖1 化學(xué)灌漿工藝

除上述措施外，還要對(duì)原材料加強(qiáng)監(jiān)管，并且保證基礎(chǔ)處理得當(dāng)。原材料進(jìn)場(chǎng)前，要完善驗(yàn)收工作流程，進(jìn)行全方位的監(jiān)督、檢查，確保材料滿足趾板施工條件，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，科學(xué)用料，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，增強(qiáng)人員責(zé)任意識(shí)，為大壩工程的建設(shè)提供安全保障。必要時(shí)，可以進(jìn)行抽樣檢查，將材料送往質(zhì)監(jiān)部門(mén)，確保材料各項(xiàng)性能后再投入使用。

為了保證趾板混凝土施工效果，需要結(jié)合實(shí)際工況，確定好深度、長(zhǎng)度等參數(shù)，確?；A(chǔ)處理得當(dāng)，降低人為失誤，提高挖掘的合理性，基礎(chǔ)開(kāi)挖階段，要對(duì)地質(zhì)情況細(xì)致觀察，及時(shí)調(diào)整方案[3]。值得注意的是，地基承載力只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才可開(kāi)展后續(xù)工序，另外對(duì)超挖部分要嚴(yán)格控制，混凝土回填作業(yè)時(shí)要參照設(shè)計(jì)高程，只有這樣才能保證混凝土施工平穩(wěn)、有序進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，面板堆石壩施工階段，最為核心的內(nèi)容就是趾板混凝土質(zhì)量控制，因?yàn)橹喊宓淖饔煤偷匚惶厥?，在防滲系統(tǒng)中扮演重要角色，發(fā)揮著承上啟下的作用，因此在實(shí)際施工中，應(yīng)該將管理的重點(diǎn)放在趾板混凝土質(zhì)量上來(lái)，避免裂縫的形成，提高面板堆石壩的穩(wěn)定性，確保擺圖水庫(kù)可以發(fā)揮出最大建設(shè)效用，為日后的安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。