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1、浅述黄河公伯峡水电站混凝土面板堆石坝面板、趾板裂缝的处理方法刘 博，李海龙 （中国水利水电第三工程局有限公司四川分局，四川 成都，610045）【摘 要】黄河公伯峡水电站混凝土面板堆石坝面板及趾板作为坝防渗体系的重要部位，表面出现的裂缝，必须进行专门的处理。裂缝处理是面板混凝土裂缝产生后的补救措施，处理效果直接关系到大坝的安全运行。通过采用性能优越的材料和可靠的裂缝处理技术以及精心的施工，公伯峡混凝土面板裂缝处理选到了预期的效果。【关键词】堆石坝 混凝土面板 趾板 裂缝 处理1 工程概述 公伯峡水电站位于青海省循化县与化隆县交界处的黄河干流上，坝址区海拔高程约1900m2000m。枢纽由拦河堆
2、石坝、引水发电系统、溢洪道、右岸泄洪洞、左岸泄洪洞、灌溉取水口等建筑物组成。枢纽主要任务是发电，兼顾灌溉及供水。拦河堆石坝为混凝土面板堆石坝，坝顶长度429.0m，坝顶宽度为10.0m，上游坡比1:1.4，下游坡比1:1.31:1.5，坝高139m，坝顶高程2010.0m。混凝土面板位于堆石坝体最上游，是坝体挡水、防渗的主要设施，其上游为趾板，顶端为浪墙，左右两侧有高趾墙。面板沿坝轴线分布，共分为53块6m宽板，10块12m宽板，面板迎水面坡度为1：1.4，厚度h=0.3+0.003H(H为计算断面至面板顶部的垂直距离)，最小厚度为30cm，最大厚度为70cm，面板最大长度229.90m，面板
3、之间、面板与各墙体、趾板之间均设有不同型式的止水。趾板宽度为6.010.0m，厚度0.51.0m，共计23块，沿坝体上游坡脚线分布。2 混凝土面板及趾板施工2.1 趾板施工程序趾板施工安排在趾板开挖交面之后进行，并随坝体的堆高逐块浇筑，其施工工艺为：清基交面基础处理测量放线锚筋制作、运输安装钢筋安装模板安装止水安装模板安装预埋件安装清理验收混凝土浇筑养护拆模止水保护。2.2 混凝土面板施工程序为了满足渡汛要求及施工方便，并满足质量要求，面板施工分为两期进行，一期面板浇筑次序为先两侧后中间，二期浇筑次序为先中间后两侧，施工工艺流程见图1。周边缝、板间缝砂浆垫层胶垫铺设铜止水制安钢筋安装钢筋制作、
4、运输侧模安装侧模加工滑模就位至仓面滑模加工制作滑模台车制作作、安装清仓及其它工作(仪埋等)砼浇筑砼面覆盖、养护滑模及台车移位侧模拆除嵌缝材料施工阶段验收图1 混凝土面板施工工艺流程2.3 混凝土表面养护脱模后的混凝土进行抹面、修整，雨天作业时要对新浇混凝土面及时覆盖。脱模后混凝土及时用塑料布保护，以防止表面水分过快散失，初凝后，及时用塑料布和草帘（冬季）或湿麻袋覆盖保护和养护，并及时连续洒水养护至工程验收移交，以防止或减少裂缝的产生。3 混凝土面板及趾板裂缝普查混凝土面板及趾板施工完成后，检查发现面板及趾板表面存在有一些裂缝，作为坝防渗体系的重要部位，表面出现的裂缝，必需进行专门的处理。在混凝
5、土面板混凝土浇筑结束，覆盖洒水养护30d后，即安排专人对面板及趾板裂缝普查，（后期还须进行新增裂缝的普查），按面板、趾板设计分块编号，逐块进行普查，由上至下对裂缝依次用测缝仪普查并记录，其内容包括：编号、缝宽、缝长、裂缝位置及走向示意图等。截止水库蓄水前，共发现裂缝594条，根据裂缝开展长度统计，12m的裂缝为537条，小于12m的裂缝57条；根据裂缝开展宽度统计，缝宽大于0.2mm的31条，缝宽约为0.2mm的158条，缝宽小于0.2mm的395条。裂缝最大长度为12m，最大宽度为0.6mm，与国内已建工程相比，裂缝率并不大。4 裂缝成因分析面板混凝土裂缝是多种因素综合作用产生的。公伯峡大坝
6、位于高原寒冷气候区域，多年平均气温8.5，极端最低气温-19。面板混凝土浇筑期间最高气温为29.0，最低气温为-2.0。气温低、暴雨频繁、温差大、风速大、湿度低、气候干燥、寒潮频繁，成为裂缝产生的主要原因。面板混凝土浇筑质量不均匀，局部振捣不够，是裂缝产生在该具体部位的原因之一。面板混凝土一次施工，不分水平缝，单块长达218m，这也是面板裂缝的原因之一。至于挤压墙平整度足否会对面板混凝土产生应力约束。还待进一部研究。在混凝土表面止水施工过程中，由于工序的需要，将养护材料临时拆除，短时暂停洒水养护，也使后期产生了少量裂缝。5 混凝土面板及趾板裂缝处理5.1 裂缝处理方案选定（1）对裂缝宽度0.2
7、mm的裂缝进行“GB胶板及GB三元乙丙复合板”表面粘贴封闭处理；（2）对于裂缝宽度0.20mm的裂缝，进行化学灌浆、弹性环氧砂浆嵌槽处理。5.2 面板及趾板裂缝处理材料选用表面封闭处理材料选定为北京水科院的GB胶板及GB三元乙丙复合板，GB止水材料是专门为混凝土面板堆石坝周边缝和伸缩缝止水而研制的止水材料，具有塑性高、耐老化、冷施工简便、与基面粘接力高等特性。GB胶板及GB三元乙丙复合板，以及SK封边剂的封边，确保了GB止水材料与混凝土基面的柔性结合、密封。面板裂缝的化学灌浆材料采用华东院研制的Hw和Lw两种水溶性聚氨酯材料。其特点是遇水立即发生聚合反应，聚合后的固接体具有良好的延伸性、弹性和
8、抗渗性，固结体在水中浸泡后对人体无害，对水质无污染，对混凝土和钢筋无腐蚀。Hw、Lw具有良好的亲水性，遇水能均匀地分散乳化，进而凝胶固化。水既是稀释剂，又是固化剂。不会产生未固化浆液的流失现象。Lw的固结体为具有水胀性的弹性体，适应变形能力强，并可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能。Hw浆液粘度低，可灌性好：强度高，对潮湿面的粘结力强。嵌缝材料为弹性环氧砂浆。5.3 裂缝处理施工步骤（1）裂缝处理流程1）表面粘贴封闭处理作业流程：（缝宽度0.2mm）裂缝两侧混凝土面清理涂底胶粘贴GB胶板涂底胶粘贴GB三元乙丙复合板封边处理；2）化学灌浆、弹性环氧砂浆嵌槽作业流程：（裂缝宽度0.2mm）
9、裂缝两侧混凝土面清理钻灌浆孔压水试验浆液配制灌浆灌浆管封堵（待固结）凿“V”型槽冲洗槽面涂刷XYPEX浓缩剂混凝土面涂抹纯水泥浆弹性环氧砂浆嵌槽。（2）施工工艺1）表面粘贴封闭处理（裂缝宽度0.2mm） 将裂缝两侧各20cm范围内的混凝土表面用钢丝刷刷毛，除去松动浆皮及凸出部位，并将混凝土表面的油渍、浮土、灰浆皮及杂物清除掉，用湿棉纱将清理后的混凝土表面擦拭一遍；晾干后立即进行下一道工序，以防止混凝土表面再次受污染。 对于局部不平整的混凝土表面（蜂窝麻面）需用弹性环氧砂浆（按弹性环氧砂浆施工方法施工）找平，或用磨光机打磨平整。 待基础面干燥后，沿缝两侧各10cm宽范围内，均匀涂刷SK底胶（必须
10、均匀涂刷，不能涂厚及漏涂）。SK底胶涂刷范围为待粘贴GB胶板的混凝土面，SK底胶晾干后（用手触拉胶面能拉丝，细丝长度为1cm左右断即可），揭掉GB胶板保护纸，沿裂缝一端逐步向前挤压密实，排尽空气。GB胶板接头的搭接长度不小于3cm。SK底胶具体使用方法及注意事项应按照SK底胶使用技术要求进行。 在已粘贴GB胶板两侧各10cm宽范围内的混凝土表面均匀涂刷SK底胶，待SK底胶晾干后（用手触拉胶面能拉丝，细丝长度为1cm左右断即可），揭掉GB三元乙丙复合板保护纸，沿裂缝一端逐步向前粘贴GB三元乙丙复合板，粘贴时须挤压密实，排尽空气，使用配套的封边剂封边处理见附图2。图2 表面粘贴封闭处理示意2）化学
11、灌浆、弹性环氧砂浆嵌槽处理（裂缝宽度0.20mm） 灌浆沿裂缝一侧10cm位置，间隔30cm用冲击钻打斜孔，倾角4560，孔径16mm，孔深25cm,使其穿过缝面。当一条缝打孔完成后，用有压清水（压力0.2Mpa）冲洗。用棉纱将灌浆塑料管包紧，并浸透HW浆液，带浆液滴净后插入孔内6cm，用螺丝刀、榔头将棉纱塞紧。沿缝面及灌浆嘴周围均匀涂刷1cm宽HK946环氧增厚剂，保证缝面及灌浆嘴外密封，避免浆液外漏。灌浆结束24h后可做压水试验，以0.3Mpa的压力检查各孔串通情况及封缝效果。 配浆浆液a)LW：HW =30：70；b)根据缝宽加入适量稀释剂丙酮：缝宽d0.25mm，丙酮加量：15 %20
12、 %；缝宽d0.25mm，丙酮加量：10 %15 %。c)加固化剂5%（也可通过现场试验确定添加量）。d)加催化剂三乙胺0.5 %0.8 %。各组成部分加入顺序：LW HW稀释剂固化剂催化剂，按顺序加入后，搅拌均匀，随配随用。水平方向分布的孔逐孔依次灌浆，竖直方向分布的孔自上而下灌浆。灌浆压力0.3Mpa，当邻近孔出浆后，维持0.3Mpa3min为止。然后用铁丝扎紧灌浆嘴。浆液固化72h后，割断割断灌浆嘴，再进行表面封闭处理。 凿槽、嵌弹性环氧砂浆a)沿裂缝走向凿出10cm3cm（宽深）的“V”型槽，力求裂缝位于槽底部，用腻子刀、钢丝刷除去松动的混凝土表层及污渍，然后用湿棉纱把清理过的混凝土表
13、面擦拭干净。对于局部不平整的混凝土表面（如蜂窝麻面）需用弹性环氧砂浆找平，或用磨光机打磨平整。b)待槽面经过表面处理后，沿裂缝均匀涂刷XYPEX浓缩剂，涂刷宽度为裂缝两侧各25mm。c)在槽内混凝土面上涂刷纯水泥浆，然后嵌填弹性环氧砂浆，振捣密实，砂浆表面抹平，见图3。图3 化学灌浆、弹性环氧砂浆嵌槽处理示意5.4 裂缝处理注意事项及质量要求（1）施工过程中要保持粘贴面干燥，雨、雪天须采取遮蔽保护措施，否则不宜施工；（2）GB胶板及GB三元乙丙复合板在未使用时，不得将防粘纸撕开，以防止材料表面受到污染，影响使用效果；（3）施工完成后，12小时内禁止过水（如：避免养护水浸泡），也不要任意撕扯，造
14、成人为破坏；（4）混凝土面板、趾板裂缝的处理，必须按设计要求和有关规程规范规定的程序精心施工，确保工程质量；（5）在施工前详细了解工程的混凝土面板、趾板裂缝的成因及裂缝规模，认真对裂缝进行普查并分类统计、描述，根据不同规模的裂缝采用不同的处理措施；（6）混凝土裂缝两侧表面处理：混凝土表面干燥、无油渍、浮浆、碎砂石，混凝土表面无蜂窝、麻面。（7）GB复合板覆盖要求：SK底胶涂刷均匀不漏刷，涂刷范围为待粘贴GB复合板的混凝土面；复合板粘贴平整密实，排出空气；复合板接头部位搭接紧密，搭接长度为25cm，搭接边缘使用GB填料封边密实；混凝土面和GB复合板各3cm范围内用封边剂封边，封边应平滑、无棱角。6 结语面板及趾板裂缝处理完成后，为检查裂缝处理的效果，分别对面板裂缝进行了处理前后取芯对比试验、压水试验；根据取芯结果和压水试验的结果分析，面板裂缝化学灌浆的施工质量是可靠的，达到了预期的效果，裂缝的处理满足设计要求。通过采用性能优越的材料和可靠的裂缝处理技术以及精心的施工，公伯峡混凝土面板及趾板裂缝处理达到了预期的效果。
