某水电站拦河大坝防渗工程中的砼施工技术探讨

　　摘要：本文是笔者结合多年水利工程施工经验，以及工程案例，主要针对案例中水电站拦河大坝防渗工程中面板砼和趾板砼以及接缝处施工技术做出了简要探讨，以供参考。
　　关键词：砼面板；趾板；周边缝；面板间缝；接缝止水
　　1、工程概况
　　某水电站拦河坝为砼面板堆石坝，坝顶高程317米，设计最大坝高110米，坝顶宽8米，长288米，坝体上游坡1:1.4，下游坡在高程280米处设2米宽的马道，马道以上边坡1:1.3，马道以下边坡1:1.4。
　　上游坝面采用钢筋砼防渗面板，其厚度沿高程变化按T（厚度）=0.3+0.003H(坝高)确定，面板内设置双层钢筋，并按12m和6m两种间距分缝。坝体堆石自上游至下游依次分为垫层区、过渡层区、主堆石区、下游堆石区和下游砌块石护坡等部分，趾板大部分置于弱风化花岗岩石上，少部分置于强风化岩石上设锚筋在基岩上并进行固结灌浆和帷幕灌浆，上游设粘土铺盖，加强防渗。
　　
　　2、面板堆石坝的防渗技术要求
　　2.1钢筋砼面板、趾板的砼技术要求
　　（1）面板砼技术指标：砼抗压强度满足C25要求（保证率≥90%，施工变异系数Cr＜0.18）；砼抗拉强度≥1.9MPa；砼极限拉伸≥0.9×10-4；砼抗渗指标≥S8；砼≥D100；砼极限水灰比≤0.5；拌合物坍落度4～7cm；含气量4～6%；初凝时间4～6小时。
　　（2）趾板砼技术指标：C25砼、抗拉强度19Mpa、抗渗标号S8、抗冻标号D100、极限拉伸≥0.85×10-4、极限水灰比≤0.5、骨料级配2级配、坍落度4～7cm。
　　2.2趾板地基防渗帷幕
　　主要设计指标：孔位偏差＜10cm；；孔深偏差＜20cm；灌浆压力0.3～1.0Mpa；检查孔压水实验ω≤0.03L/mim.m.m。
　　2.3周边缝和面板间的接缝止水
　　周边缝和面板缝的止水材料主要包括有橡胶止水带、止水铜片、氯丁橡胶棒、PVC塑料片、SR填料、沥青等。
　　（1）橡胶止水带要求有较高抗拉及极限引伸率，有较高的抗老化性和较好的柔性。具体技术指标邵氏硬度≥65；抗拉强度≥14MPa；断裂伸手率≥300%；定伸强度≥5.5MPa
　　（2）止水铜片要求有较高抗拉强度,有足够的柔性以适应坝体的变形,有较高的抗氧化性。具体技术指标：化学成分P≤0.001%，Cu≥99%；极限抗拉强度≥220MPa；伸长率≥50%
　　2.4上游粘土铺盖
　　上游粘土铺盖是防止坝体渗漏的加强保护，上游粘土铺盖对土料的要求：填筑粘质土或粉质土，渗透系数≤10-5；填筑层厚≤300mm，具体碾压指标要求压实度≥96%。
　　
　　3、主要施工方法
　　3.1趾砼板施工
　　趾板开挖施工由上至下一次形成，砼施工跟随坝体上升，并始终高出坝面4～5米。模板结构为钢木组合形式，人工现场组装。在止水鼻坎处采用定型木模板，用定形钢管进行加固。表面模板采用钢模板，一次立完，并每隔1m按“品”字形预留下料和操作孔。在砼浇筑到孔口时，用钢模板封堵并加固。在与基岩交接处采用木板嵌缝。砼采用吊机运送砼入仓，分层浇筑,分层厚度为30cm。
　　3.2面板砼施工
　　面板砼分三期施工。施工采用两套自制无轨滑模（分别满足12m和6m宽面板块的施工），配予两套可卸式钢木组合结构侧模（兼滑模轨道）进行面板砼浇筑，以满足施工进度要求。面板砼浇筑由中心条块向两侧跳仓浇筑，周边三角块也采用滑模浇筑施工，施工上采取了一端转动和两端平移法。
　　面板砼的入仓采用溜筒、溜槽配合进行，上部靠集料口部分采用溜筒输送，以减少砼的离析和水份蒸发，下部由溜槽往下传送。仓面上人工移动溜槽下端均匀布料，溜槽随面板的滑升逐步拆除。
　　根据工地的情况，入仓砼的塌落度控制在4～7cm，滑模滑升速度控制在1.5～2.8m/h，以此速度施工不会出现泌水或鼓包现象。
　　因大坝首期面板最大长度达120m，属超长结构。因此，从面板砼的配合比设计开始，我单位就大胆采用新材料，会同水科院进行面板砼配比的优化设计。掺用新型引气剂、减水剂，使砼配比达到各项设计指标。电站一、二期面板施工处于高温季节，三期面板施工处于低温季节，在砼保、养护方面，我们也采用了多种措施加强面板砼的保、养护，如砼浇筑完后及时覆盖草袋或气垫薄膜和彩条布，在滑模后加装细孔喷水管保持草袋湿润，用多孔塑胶管置于坝顶进行不间断的养护，直至蓄水，确保了面板砼的养护质量。
　　3.3周边缝和面板间的接缝止水措施
　　3.3.1接缝止水形式及施工工艺流程
　　电站面板接缝止水主要有:周边缝止水施工和面板间缝止水两种形式
　　(1)周边缝止水形式及流程
　　周边缝止水形式见砼趾板接缝图
　　周边缝工艺流程：施工准备→趾板模板安装→铜止水和橡胶止水带安装→趾板砼浇筑→止水片保护→止水片修整→沥青砂浆槽→安装橡胶管→止水片清洗→面板砼浇筑→周边缝基坑清理→刷2道底胶→SR施工→质量检查→PVC盖板安放并压角钢固定。
　　(2)面板间缝止水形式及流程
　　面板间缝止水形式见混合土面板接缝图
　　
　　面板板间缝工艺流程：挖槽→水泥砂浆垫层→安放PVC塑料垫板→安装铜止水→面板砼浇筑→缝间槽处理→SR填缝→PVC盖板安放并压角钢固定。
　　3.3.2止水铜片安装
　　面板用止水铜片采用洛阳铜材厂生产的卷制铜片，根据试验资料，接头是铜片止水的薄弱环节，抗拉裂能力差，止水铜片施工质量的好坏是由铜片的焊接接头决定的。从以往的经验看，铜片接头的现场焊接难度大，施工质量难以保证；为此我们改进了传统的压模模具，同时我单位还自行研制止水铜片一次成型机，在坝面现场一次连续性完成整条铜片的轧制成型，最长达100m，减少了接头数量，提高了铜片止水的施工质量。铜片止水安装采用木模固定在边模上，在砼施工时注意保护并保证该区的砼施工质量。
　　3.3.3橡胶止水带施工
　　橡胶止水带采用100米卷制止水带，橡胶止水带安装采用木模固定在边模上。止水带接头是使用柔性止水带的薄弱部位，粘接的好坏，直接影响变形缝止水效果，所以粘接工序要由专责人员操作，以确保质量。橡胶止水带采用搭接法，搭接25～30cm。具体做法：先将搭接长度内的凸棱及中心孔锉平，然后用橡胶粘剂粘接，并用钢板夹紧。
　　止水带部位的砼浇筑时，采用分层铺料，分层振捣的操作方法。具体步骤如下：当砼分层铺料至止水带面时，砼下料超过止水带3～5cm。并在止水带外侧斜向止水带底部插入振动器振捣。振捣时间在50s左右，移动距离40cm，使止水带下部砼密实。下层振捣完成后，再铺上层，振捣时间与下层相同。
　　3.3.4表层止水施工
　　(1)缝面清理、找平:首先自上而下将缝内杂物清除干净，并用水冲洗干净，晾干。对两侧砼基面出现的一些凹凸不平的粗糙面进行修整找平，找平用的砂浆应即具有一定的强度，又有良好的防渗性能，最后选用“801砂浆”找平。
　　(2)SR填料施工:这道工序的施工关键在于：1.保证界面的干净、干燥；2.保证填料之间及填料与砼面间粘结密实。施工中首先对界面用角向磨光机和钢丝刷刷毛去污，再用棉纱擦净，涂刷粘结剂，在有水或潮湿的地方，先烘干后再涂刷粘结剂，干燥的砼面涂刷粘结剂后，一般需晾干10~15分钟，感觉不沾手时即覆盖SR填料。小块的SR填料比大块的更容易粘贴牢固，并能与砼基面粘结密实，因此在止水槽底部及盖板边缘部位将填料切割成小块施工，然后再一层一层粘贴，并从中部向两边粘贴密实，边粘贴边排气，填料接头间互相搭接，使填料与界面之间连接为密实的整体。
　　(3)PVC盖板施工:PVC盖板主要是保护SR填料，盖板施工前先检查SR填料施工质量，检查合格后进行盖板施工。盖板沿填料中心线对称放置，并从中部向两边慢慢挤压，用橡胶榔头打实，以将其中的空气排出，使填料与盖板之间紧密结合并形成园弧形。盖板的固定采用两边采用∠50×5等边角钢打膨胀螺栓，间距30cm。为防止压力水通过盖板与砼接触面渗入坝体，按设计要求，用丙乳砂浆对压固扁钢周围进行封边加固，范围从压固扁钢内侧到砼基面宽度不小于16cm处，厚度不小于3cm。
　　
　　4、结语
　　坝体碾压施工时应对止水设施进行有效的保护，采用木板覆盖保护止水胶和止水铜片不受到损伤。
　　面板、趾板砼必需具有较小的渗透系数，以满足挡水防渗要求，保证面板耐久性，防止砼中氢氧化钙溶出及钢筋锈蚀；有足够的耐久性，以抵抗抗温度变化，干湿交替，冻融，水流冲刷及风化作用；有足够的柔性以适应坝体的变形；有一定的强度和抗裂能力，有较高抗拉及极限引伸率。砼拌合物有良好的施工和易性，输送过程中不泌水，不离析，易于振捣密实，满足滑模施工要求。
　　面板分期施工时，应对下层面板砼进行防护。在分接处安装防护网，防止石块滚落砸坏面板和养护设施。
　　认真做好止水带及止水铜片处的砼施工。施工时必须采用分层铺料，分层振捣的操作方法施工，在与止水带及止水铜片接处的砼，应选择0.5～2.0cm和易性好的砼。
　　周边缝表层止水施工应做到：确保界面的洁净、干燥、平整；保证填料之间及填料和砼面间粘结密实；避免外界水流、杂物混入填料、盖板和砼面之间，影响粘贴效果。

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