水電站面板堆石壩周邊縫止水施工

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1、概述
    芹山水電站面板堆石壩高120m，壩址河谷深切呈“V”形，岸坡坡度在45°以上。根據(jù)計(jì)算，芹山水電站面板壩周邊縫最大變形為：沉降6mm，張開(kāi)30mm，剪切45mm。為了適應(yīng)堆石體沉降引起的面板變位以及水庫(kù)蓄水后面板的進(jìn)一步變位引起的三維位移而設(shè)置的周邊縫，是防滲體系中工作條件最差、最薄弱的環(huán)節(jié)，也是最可能的漏水部位。針對(duì)芹山水電站面板壩壩高坡陡、周邊縫剪切變位大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用三道止水：底部為GB復(fù)合型銅止水，銅片的折曲由常規(guī)朝下改為朝上；將中部PVC止水提至表層，并改用波浪形橡膠止水帶，下部設(shè)置支撐加強(qiáng)的?50橡膠棒，與GB填料止水共同組成表層止水。這是國(guó)內(nèi)首次在100m以上高度的面板堆石壩中采用這樣的止水結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是福建省水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院和北京水科院的科研項(xiàng)目，主要是為水布埡面板堆石壩（高度233m）的止水設(shè)計(jì)和施工提供可靠的技術(shù)依據(jù)和施工經(jīng)驗(yàn)。止水形式見(jiàn)附圖。
    2、止水施工
    在表層止水施工前我局根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和北京水科院提供的關(guān)于表層止水施工工藝手冊(cè)，認(rèn)真編寫(xiě)了作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。并在北京水科院和福建省水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院、監(jiān)理、業(yè)主等各方工程技術(shù)人員、專(zhuān)家的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，在▽715高程周邊縫開(kāi)始向下各作了兩段30m長(zhǎng)的試驗(yàn)段，經(jīng)過(guò)各方技術(shù)人員、專(zhuān)家的共同檢查驗(yàn)收，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。再逐段開(kāi)始施工，周邊縫表層止水施工工藝如下：
  
    2.1 銅止水施工
    底部銅止水在趾板澆筑的過(guò)程中已基本完成，根據(jù)試驗(yàn)資料，接頭是銅片止水的薄弱環(huán)節(jié)，抗拉裂能力差，止水銅片施工質(zhì)量的好壞是由銅片的焊接接頭決定的。從以往的經(jīng)驗(yàn)看，銅片接頭的現(xiàn)場(chǎng)焊接難度大，施工質(zhì)量難以保證；為此我們改進(jìn)了傳統(tǒng)的壓模模具，銅片采用卷材一次成型，減少了接頭，并按設(shè)計(jì)要求在銅止水表面靠近翼緣側(cè)粘貼10cm寬6mm厚的GB復(fù)合板，在銅片接頭焊縫位置粘貼聚氯乙稀復(fù)合板，提高了抗繞滲能力。GB復(fù)合板和聚氯乙稀復(fù)合板施工工藝要求高，受外界條件影響大，尤其是雨水的影響。為此，施工中采用了現(xiàn)場(chǎng)烘烤設(shè)備，雨天搭設(shè)防雨棚，保證了施工質(zhì)量。
    2.2表層止水施工
    2.2.1縫面清理、找平
    首先自上而下將預(yù)埋在周邊縫內(nèi)的三角木拆除，鑿去不平順的超高砼塊，用鋼絲刷將砼面上的泥土、灰漿、油污等刷干凈，并用水沖洗干凈，晾干。三角木拆除后周邊縫內(nèi)局部及覆蓋三元乙丙蓋板的兩側(cè)砼基面出現(xiàn)的一些凹凸不平的粗糙面，影響GB填料與砼面的粘結(jié)，因此需要對(duì)砼面進(jìn)行修整找平，找平用的砂漿應(yīng)即具有一定的強(qiáng)度，又有良好的防滲性能，最后選用“801砂漿”找平。施工方法為：先將需要找平的部位打毛，再涂刷一層配比為水泥：“801”膠=1：0.6的界面劑，最后抹一層“801”砂漿，厚度2~3cm。
    2.2.2橡膠棒及波形止水帶施工
    在趾板與面板間的止水槽找平后，先安裝?50氯丁橡膠棒，再安裝波形止水帶，氯丁橡膠棒之間采用對(duì)接，接頭采用膠水和膠帶粘結(jié)補(bǔ)強(qiáng)，為防止滑落移位，用細(xì)鉛絲固定在縫槽內(nèi)的瀝青杉板上。波形止水帶兩邊用50×6mm鍍鋅扁鐵和預(yù)先埋設(shè)的帶有螺栓的角鋼固定，氯丁橡膠棒和波形止水帶均采用自上而下的順序施工。波浪止水帶施工的關(guān)鍵是止水帶要平順，接頭的連接質(zhì)量要可靠。由于整個(gè)周邊縫止水槽有多處轉(zhuǎn)折，對(duì)于轉(zhuǎn)折角度較小的位置，波浪止水帶可以直接按縫槽走向施工，但對(duì)于轉(zhuǎn)折角度較大的部位（如河床與兩岸坡處的轉(zhuǎn)角），直接施工將造成止水帶扭曲，對(duì)后期填料施工有影響，且固定扁鋼與預(yù)埋的角鋼壓不緊，止水帶邊緣有空隙。為此施工時(shí)先將止水帶切斷，再按轉(zhuǎn)折角度連接。
    波浪止水帶接頭采用廠家提供的硫化接頭儀連接（適用于180°接頭），針對(duì)波浪止水帶接頭多角度（不限于180°）的特點(diǎn)，我們對(duì)硫化接頭儀進(jìn)行了改進(jìn)，滿足了不同角度的連接。止水帶接頭處應(yīng)清洗干凈，兩邊切割成45°角，中間填塞薄的生膠帶后對(duì)接，切割面要保證平順整齊。
    2.2.3 GB填料和三元乙丙蓋板施工
    這道工序的施工關(guān)鍵在于：1.保證界面的干凈、干燥；2. 保證填料之間及填料與砼面間粘結(jié)密實(shí)；3.三元乙丙蓋板與砼基面粘貼牢固，接頭緊密。施工中首先對(duì)界面用角向磨光機(jī)和鋼絲刷刷毛去污，再用棉紗擦凈，涂刷粘結(jié)劑，在有水或潮濕的地方，先烘干再涂刷潮濕面粘結(jié)劑，干燥的砼面涂刷干性粘結(jié)劑，干性粘結(jié)劑一般需晾干10~15分鐘（與氣溫、風(fēng)速等有關(guān)），感覺(jué)粘手不沾手時(shí)即覆蓋GB填料，潮濕面粘結(jié)劑不需晾干即可直接覆蓋填料。廠家提供的GB填料規(guī)格為30×2.2×100cm。施工時(shí)撕去包裝的防粘紙，先將一塊填料從中間分成兩半，填在縫槽底部，加壓使之粘貼牢固，然后再一層一層粘貼，并從中部向兩邊粘貼密實(shí)，邊粘貼邊排氣，填料接頭間互相搭接，使填料與界面之間連接為密實(shí)的整體。
    覆蓋三元乙丙蓋板前先檢查GB填料施工質(zhì)量，每10~20m施工段選1~2處做破壞性檢查：翻開(kāi)施工好的GB填料，檢查填料之間是否有氣孔、雜物存在，粘結(jié)是否緊密，并檢查與砼基面間的粘結(jié)面積比例，粘結(jié)面積比例小于90%的施工段需返工，直至合格。
    蓋板沿填料中心線對(duì)稱放置，并從中部向兩邊慢慢擠壓，用橡膠榔頭打?qū)崳詫⑵渲械目諝馀懦?，使填料與三元乙丙蓋板之間緊密結(jié)合。蓋板邊緣與砼基面粘結(jié)的部位先用2~3mm的填料找平，這樣可使蓋板與砼面粘結(jié)的更為緊密牢固。蓋板接頭施工按照北科院提供的施工工藝及北科院專(zhuān)家的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工。蓋板接頭采用對(duì)接形式，在搭接部位的GB填料上涂刷底膠后覆蓋一塊450×600mm的雙面復(fù)合GB聚氯乙烯板，然后將蓋板整齊地覆蓋在復(fù)合板上，用橡膠榔頭敲打密實(shí)。GB填料和三元乙丙蓋板施工過(guò)程中必須避免外界水和雜物混入，為此采用了以下措施：1.施工一般選擇在晴天進(jìn)行，潮濕天氣將工作面烘干，如果難于烘干則采用潮濕面粘接劑施工；2.采用自上而下的施工順序，施工一段即封閉一段；3.采用砂漿和膠管將壩面和趾板、面板的施工用水和養(yǎng)護(hù)水逐段引排；4.將施工區(qū)域的雜物清理干凈，填料及蓋板在使用前撕去防粘紙，隨用隨撕，避免污染材料。
    三元乙丙蓋板的固定原設(shè)計(jì)兩邊采用∠80×50×8不等邊角鋼打膨脹螺栓，間距40cm，由于蓋板兩邊的砼面不可能絕對(duì)平整，角鋼的剛度大，不能適應(yīng)這種變形，施工中先將6m/根的角鋼改為2m/根，實(shí)施效果有一定改善，但增加了較多接頭，接頭部位也難以壓實(shí)，后經(jīng)設(shè)計(jì)修改將角鋼改為50×5的鍍鋅扁鋼，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，質(zhì)量有保證，效果良好。
    2.2.4 表面丙乳砂漿保護(hù)
    為防止壓力水通過(guò)蓋板與砼接觸面滲入壩體，按設(shè)計(jì)要求，對(duì)已施工的周邊縫再用丙乳砂漿對(duì)壓固扁鋼周?chē)M(jìn)行封邊加強(qiáng)，范圍從壓固扁鋼內(nèi)側(cè)到砼基面寬度不小于16cm處，厚度不小于3cm。前期施工中發(fā)現(xiàn)丙乳砂漿與三元乙丙蓋板的粘結(jié)效果欠佳，有脫開(kāi)現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終采用在工作面上先涂刷一層1～2mm界面劑，界面劑配比為水泥：丙乳：水=1：0.3：0.15～0.2，隨即再抹丙乳砂漿，丙乳砂漿的配比為水泥：粉煤灰：砂：丙乳：水=1：0.25：2：0.35：適量。從檢查情況看，效果良好，丙乳砂漿與三元乙丙蓋板的粘結(jié)牢固。
    3、質(zhì)量控制措施
    為保證周邊縫止水的施工質(zhì)量，我們從組織機(jī)構(gòu)到加強(qiáng)技術(shù)措施，嚴(yán)格檢查驗(yàn)收等方面制定了一系列的措施和制度，并在整個(gè)止水施工過(guò)程中得到了很好的貫徹執(zhí)行，因此施工質(zhì)量是可靠的。
    3.1組織管理
    ①施工前即成立了止水施工隊(duì)，由有類(lèi)似施工經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員和工人組成，并由北京水科院的專(zhuān)家進(jìn)行全面的技術(shù)交底；
    ②施工中嚴(yán)格按照“三檢制”進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，前一道工序驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下道工序的施工；
    ③施工現(xiàn)場(chǎng)由北京水科院的專(zhuān)家、設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)代表、監(jiān)理工程師、業(yè)主技術(shù)代表和施工單位的技術(shù)質(zhì)檢人員共同指導(dǎo)施工，監(jiān)督質(zhì)量。
    3.2技術(shù)措施
    ①保證工作面的潔凈、干燥、平整；
    ②由于外界環(huán)境對(duì)施工質(zhì)量有很大影響，因此盡量在晴朗的天氣時(shí)施工，底膠的晾干時(shí)間根據(jù)環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速通過(guò)試驗(yàn)確定；外界的施工用水通過(guò)砂漿圍堵和膠管引排；
    ③小塊的GB填料比大塊的更容易粘貼牢固，與砼基面粘結(jié)密實(shí)，因此在止水槽底部及蓋板邊緣部位將填料切割成小塊施工；
    ④對(duì)難于烘干的工作面使用潮濕面粘結(jié)劑，配比嚴(yán)格按照北京水科院提供的配比，粘結(jié)劑隨配隨用，涂刷厚度5mm左右；
    ⑤波浪止水帶的硫化接頭部位生橡膠帶不宜填的太厚，以免造成接頭處凸起，不平順，難以壓緊，與預(yù)埋角鋼間留有空隙。
    4、止水運(yùn)行情況
    芹山水電站于1999年10月11日下閘蓄水，周邊縫止水絕大部分已淹沒(méi)在水下，根據(jù)目前的滲漏觀測(cè)，滲漏量為1.8L/S左右。從滲漏量分析壩體的止水效果良好。
    5、結(jié)語(yǔ)
    穆陽(yáng)溪芹山水電站水頭高，周邊縫剪切變位大，傳統(tǒng)的中部止水適應(yīng)變形的能力較差，且與面板砼澆筑相互干擾大，質(zhì)量難以保證。根據(jù)這些特點(diǎn)，芹山電站在國(guó)內(nèi)100m以上面板壩首次采用了新型止水結(jié)構(gòu)，將中部止水提至表面，并采用波形止水帶提高了適應(yīng)剪切變位的能力，同時(shí)嵌縫GB填料與表層三元乙丙蓋板組成一道復(fù)合止水，對(duì)表層止水起到了補(bǔ)充和保護(hù)作用。周邊縫表層止水施工的難點(diǎn)在于：1.確保界面的潔凈、干燥、平整；2.保證填料之間及填料和砼面間粘結(jié)密實(shí)；3.避免外界水流、雜物混入填料、蓋板和砼面之間，影響粘貼效果。芹山面板壩通過(guò)選擇自上而下的施工順序，及時(shí)封閉已施工的填料，針對(duì)不同的界面選擇不同的界面劑，采用砂漿和膠管預(yù)先引排外界水，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的施工工藝施工，較好地克服了施工中的困難。從滲漏量分析壩體的止水效果良好，說(shuō)明這種止水結(jié)構(gòu)方案是可行的，施工質(zhì)量是可靠的。這種新型止水在芹山電站工程中的成功運(yùn)用，必將推動(dòng)今后工作國(guó)內(nèi)100m以上面板堆石壩的發(fā)展，值得在類(lèi)似的工程中借鑒。