堆石坝防渗面板砼及止水施工工艺

[摘要]简述在堆石坝面板砼及止水施工过程中的施工工艺及控制要点，为后期施工项目提供借鉴。 
[关键词]堆石坝 面板 止水 
　　1工程概况 
　　我公司在2000～2010年先后施工了丽水英川、义乌龙门脚、金华九峰等多个堆石面板坝，在施工中积累了一定的经验，现以金华市九峰水库堆石面板坝为列，简述堆石坝防渗面板砼及止水施工工艺。九峰拦河坝为砼面板堆石坝，坝顶高程为148.5m，防浪墙顶高程为149.6m。趾板底高程82.0m，最大坝高66.5m。坝顶长382m，宽6.0m。坝体分垫层区、过渡层、主堆石区、下游堆石区四个区进行填筑。上、下游坝坡均为1：1.3；大坝下游坝面为干砌料石护坡，厚30～35cm；大坝防渗体系由钢筋砼防渗面板、防浪墙、趾板、岸墙、防渗帷幕及分缝间的止水等组成。面板采用C25W8F100钢筋砼，与防浪墙相接，底部座落于砼趾板上。面板厚度为40cm，面板垂直分缝间距为12m，全长分成32个浇筑块。周边缝设二道止水，底部为止水铜片，顶部为SR塑性嵌缝填料止水。面板垂直缝设一道铜片止水。防浪墙底高程144m，墙顶高程149.6m，墙高5.6m，与防渗面板相接。 
　　2主要工程量

　　3施工程序 
　　迎水面坝体填筑高程达到144m，斜面碾压达到设计要求，砂浆铺设碾压达到设计指标，并经观测仪器测定坝体沉降趋于稳定状态后，便安排面板砼施工。面板砼施工程序依次为： 
　　坡面检查、清理、放样→伸缩缝基础砂浆垫层施工→面板下部止水材料安装→侧模安装→钢筋绑扎→牵引设备就位→漏槽、滑模模板就位→砼浇筑→砼养护→砼龄期达28天后安排面板上部止水材料安装。 
　　4施工方法 
　　4.1伸缩缝基础砂浆垫层施工 
　　用测量仪器放出面板垂直缝位置，然后在缝中每隔10米打入规格为Φ12×500插筋，间打入坡面深度30cm左右。再用测量仪器在每根插筋上放出坡面标记，用建筑线拉出坡面线，考虑现有砂浆护面有局部起伏不平现象，故建筑线拉的高度要比面板基础面高出5-10cm。建筑线拉好后，便安排人工开挖伸缩缝砂浆垫层基础带，基础带宽度为65cm，深度为10cm。基础带开挖到位后，然后按施工图要求铺筑10cm厚M10水泥砂浆垫层。 
　　为解决坡面操作及上下人员行走困难之问题，根据以往面板坝施工经验，可采用绳梯的办法。即用二根Φ20麻绳、数根Φ50杂原木，用12#铁丝扎成绳梯，梯步间距40cm，宽度50cm，梯长可沿伸缩缝一侧从坝顶挂至趾板。 
　　4.2止水材料安装 
　　面板伸缩缝分垂直缝和周边缝二种，其中：垂直缝共31条，总长度2360.51m；周边缝沿面板四周布置，总长度为867.28m。 
　　①面板下部止水材料安装 
　　施工工序依次为：砂浆垫层面清理→测量放线→铺2厚热沥青→PVC垫片铺设→沥青止浆条铺设→W止水铜片安装。 
　　面板砼立模前，先进行面板伸缩缝下部止水材料安装，安装顺序应自下而上进行。安装工作均由人工来完成。热沥青在现场就地熬制，PVC垫片按图纸宽度到厂家定制，止水铜片也预先在加工场制作成型，要用时运到现场进行安装。止水铜片安装前，按设计要求先在鼻子内嵌入φ12氯丁橡胶棒和泡沫塑料。 
　　止水铜片安装质量要求：止水铜片应平整，表面的浮皮、锈污、油漆均应清除干净。如有砂眼、钉孔，应予焊补。止水片的衔接，按其厚度分别采用折迭咬接或搭接，搭接长度不得小于20mm。咬接和搭接都必须采用双面焊接，不得铆接或仅搭接而不焊接。止水片的焊接要求平整，不漏焊，无夹渣、沙孔、无渗漏。 
　　止水铜片就位后，与PVC垫片接触的缝隙，用沥青止浆条或塑料胶带作防止砼浆浸入其间的封闭处理。止水铜片中心线与设计线的最大偏移量不得超过5mm。安装好的止水铜片应加强保护，防止浇筑砼时产生形变、变位或遭到破坏。 
　　②面板上部止水材料安装 
　　面板上部止水材料安装项目有：80*10扁钢、M10*120膨胀螺栓、330*7型砼保护盖板、铺3厚"SR填料、刷"SR"底胶一道、嵌SR塑性填料。 
　　施工工序依次为：缝面刷"SR"底胶→嵌SR塑性填料→铺3厚"SR填料→保护盖板铺设→扁钢、膨胀螺栓安装。 
　　面板砼龄期达到28天后，便可进行面板伸缩缝上部止水材料安装，安装顺序同样自下而上进行。安装工作均由人工来完成。砼保护盖板、“SR”塑性填料、"SR"底胶等由河北省衡水市华北塑胶有限公司供货，扁钢、膨胀螺栓可到金华市区商店里购买，所需材料提前1～2个月作好准备并储备在工地仓库，要用时运到现场进行安装。 
　　SR塑料填料施工工艺： 
　　施工图中，面板垂直缝顶面设“U”型槽，槽内嵌SR塑性填料，缝面用SR砼防渗保护盖板、扁钢及膨胀螺栓封口。施工前，首先用水和钢丝刷将 “U”型槽及两侧的砼面进行清扫，并经凉干或烘干，然后在缝槽内涂刷第一道SR底胶，涂刷宽度应至固定扁钢处，底胶过1小时干燥后，再涂刷第二道SR底胶，待底胶过半个小时表面不沾手后，便可进行嵌缝施工。SR嵌缝前，首先将SR塑性填料用手搓成长细条，铺填原则是先缝里后缝外，用手将SR塑性填料由中间向两边粘贴，粘贴宽度达到SR砼防渗保护盖板边缘。SR填料可用木棰击实，然后采用冲击钻打孔，放入膨胀螺栓，铺上SR砼防渗保护盖板，压上扁铁拧紧膨胀螺栓，最后用SR塑性填料对粘贴好的盖板边缘进行封边。 
　　SR砼防渗保护盖板铺填要求：在SR塑性填料找平和嵌缝工作完成后，沿缝槽将盖板粘贴在SR塑性填料找平上，用力从盖板中部向两边赶尽气泡，使盖板与砼面粘贴密实，对需搭接的部位，必须用SR塑性填料进行找平，而且搭接长度不小于5cm，搭接部位先刷SR底胶，再进行搭接粘贴。 　　4.3钢筋制安及侧模架立 
　　钢筋制安： 
　　坡面清理干净后，首先对砂浆坡面布置3m×3m网格进行平整度测量，面板偏差控制，不得超过面板设计线5cm。然后在砂浆坡面打入Φ20×600插筋作为架立筋，插筋纵横间距140×140cm，打入坡面深度约35cm。加工场布置在坝顶路下游侧，因面板分缝宽度为12米，砼保护层8cm，横向筋长度为11.84米。目前厂商提供的是9米定尺筋，故横向筋每根需接长2.84m。为减轻仓面钢筋焊接工作量，横向筋可采用对焊机预先在加工场焊接成11.84m，斜向筋预先用2根9米焊接成17.8m。用到时由人工送至仓面内进行焊接和绑扎。 
　　侧模架立： 
　　W型止水铜片就位后安装侧模，侧模为木模，每节长为4.0m，高度40cm，厚10cm，由3根断面为10*11.5cm和1根断面为5*5.5cm的方木拼装而成。为保护铜片鼻子不被压扁，5*5.5cm方木应放在底部。为保护侧模且便于滑模在其上滑动自如，在木模顶部需安装60×6mm扁钢一条。固定侧模可用钢筋对拉，再用斜撑支撑牢固。每套模具配12根侧模，随着滑模上升，逐步将下部的侧模向上周转使用，面板厚度的变化可通过调整侧模高度来实现。 
　　侧模安装，应坚固牢靠，并不得破坏止水设施。其允许安装偏差为： 
　　①偏离设计线：3mm；②不垂直度：3mm；③20m范围内起伏差：5mm。 
　　4.4面板滑模施工 
　　根据以往面板砼施工经验，一个伸缩段的砼必须一次性浇筑成型。为确保一次性浇筑成型，我们将采用滑模工艺，滑模模板采用钢结构，并能够适用不同条块宽度和形状的组合性能，有足够的刚度、自重、安装、运行、拆卸方便灵活。本工程滑模模板将利用原义乌龙门脚面板坝施工过的滑模模板，模板尺寸13.2 m×1.8m×0.8m（长×宽×厚），模板自重约5T。 
　　牵引设备： 
　　经计算，模板滑升时最大牵引力达7.5吨，根据以往常规施工方法，牵引设备采用2只10吨手拉葫芦。锁定葫芦的办法是在坝顶埋2个地垅来锁定葫芦。因采用手拉葫芦需要8人来拉，既费时又费力。本工程将打破以往常规施工方法，牵引设备改用2台5吨卷扬机来牵引。锁定卷扬机的办法是：每台卷扬机设置一配重钢架，钢架内放置7t左右砼配重块，钢架底面焊数个防滑齿，5吨卷扬机安装在钢架顶部，整套钢架加配重后自重达10t左右，每个配重架抗滑力可达4t左右，以此办法来锁定卷扬机。 
　　模板滑升： 
　　模板滑升速度控制在2米/小时以内，振一段滑一段，每段滑升长度40-50厘米，要求模板两侧平衡上升，控制平衡上升的办法是，在两侧滑轨上每隔50厘米画上红漆。 
　　砼入仓振捣： 
　　立模和浇筑工作自下而上一次性浇筑至坝顶，并且由中心条块向两侧跳仓浇筑。 
　　砼由工地拌和系统拌制，用5吨自卸汽车送到浇筑仓面附近。砼入仓面采用两条套装式矩形溜槽，砼入仓后用人工平仓，振捣器采用φ50插入式振捣器，振实一段滑升一段。未振密实不可滑升，但也不能多振，以防鼓模。 
　　砼修面： 
　　对滑模后的砼面应及时进行修面，局部孔洞、麻面应尽量采用砼原浆修补，不宜用水泥砂浆抹面，以免分层起壳。 
　　脱模后的砼应及时修整和保护。砼初凝后及时铺盖草袋或麻袋片等隔热、保温用品，并及时进行洒水养护，养护期满足设计及相关《规范》的要求。 
　　5砼生产 
　　面板砼方量约11400m3，砼设计级配为C25W8F100，采用C25二级配砼，水泥采用金华尖峰42.5R撒装水泥，砂石料由本工地砂石料系统就地进行筛分，砂石料分三档料：黄砂、5-20mm、20-40mm。 
　　砼拌和系统设于二处，第一处设于大坝下游量水堰左岸下游侧（原拌和系统），该系统主要解决大坝右岸面板砼施工。第二处位于大坝上游左岸（200KVA变压器边），该系统主要解决大坝左岸面板砼施工。 
　　各拌和系统内设0.75m3 拌和机1台，40-50T撒装水泥罐2只，拌和机上方设砂石配料斗3个，分别装砂、石子5-20、20-40三档料，各储料斗容量均为2m3左右，由1台5T铲车进行配料。配料斗下方设皮带输送机及电子计量装置一套，各档料经计量后由皮带机送入拌和机进行拌制。 
　　各部位面板砼施工在2008年11月～2009年1月底完成，止水施工在2009年3月底前完成。 
　　6结语 
　　（1）本工程I区为垫层区、II区为过渡层、主堆石区（III区）与下游堆石区（IV区）。坝体填筑从2006年11月开始施工至2008年7月完成施工，坝体回填料共计131万方。施工时严格控制回填料级配及回填碾压质量，施工完成后预留4个月的沉降期，为面板及止水施工提供良好的施工载体。 
　　（2）面板砼浇筑严格按配合比施工，每次拌和用量的误差均在允许范围之内，并在施工过程中经常进行坍落度的检查，严格控制砼质量。各类原材料及外加剂均通过检测，不合格产品严禁投入使用。 
　　（3）止水材料安装严格按操作程序施工，按“三检制”流程多层检测，确保了施工质量。 
　　（4）在后期检查中，发现面板上有少量浅表裂缝（缝宽小于0.1mm）及数条0.2～0.4mm的裂缝。我方采用二种办法进行处理：一是对0.2mm以下的浅表性裂缝，选用966弹性封边剂材料进行表面封闭处理；二是对0.2mm以上的裂缝，采用聚氨酯化学材料进行灌浆处理，均取得了较好的效果。 
　　我国从1985年开始用现代技术修建混凝土面板堆石坝，已近30年。通过引进、实践、研究、再开发，其安全性、经济性和适应性良好的优越性已在坝工界取得共识，在坝型比较中常处于有利地位，在水利水电建设中得到广泛应用。本文着重在砼面板及止水施工的工序工艺进行详细阐述，希望能对后期同类项目施工提供借鉴。 
　　参考文献 
　　[1]李海潮.混凝土面板堆石坝施工技术及应用.黄河水利出版社.2008. 
　　[2]蒋国澄主编.中国混凝土面板堆石坝20年论文集[C].中国水利水电出版社.2005.