防水材料在三峽大壩中的應(yīng)用

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1工程概況

　　三峽水利工程大壩堰內(nèi)段、泄洪壩在施工后，由于各種原因出現(xiàn)了一些裂縫，有些區(qū)域伴有滲漏水現(xiàn)象，這些滲漏和裂縫對(duì)大壩的安全性及正常運(yùn)營(yíng)帶來了很大的隱患。為保證大壩工程質(zhì)量，葛洲壩股份有限公司三峽建設(shè)承包公司在了解水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的性能后，與多家機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)研究與探討，并根據(jù)葛洲壩實(shí)驗(yàn)室對(duì)該材料性能的檢測(cè)結(jié)果，決定采用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料對(duì)堰內(nèi)段混凝土表面和泄洪壩段迎水面混凝土的裂縫進(jìn)行處理。

　　2水泥基滲透結(jié)晶型防水材料簡(jiǎn)介

　　水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是由硅酸鹽水泥、特殊的活性化學(xué)物質(zhì)、石英砂和石灰等原材料配制而成，廣泛應(yīng)用于水工、橋梁、隧道、地下等工程。該材料的特性主要表現(xiàn)在：1）材料中的活性物質(zhì)可從表面滲入到混凝土內(nèi)部，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成水化晶體，使混凝土結(jié)構(gòu)致密，其滲透深度可達(dá)120mm以上。2）該材料化學(xué)反應(yīng)生成的晶體性能穩(wěn)定、不易分解，即使涂層遭受磨損，也不影響其防水效果。3）當(dāng)遇到微細(xì)裂縫（不超過0．4mm）且有水滲入時(shí)，該材料具有自動(dòng)修復(fù)裂縫和填充孔隙的功能。4）具有耐化學(xué)侵蝕、保護(hù)鋼筋的作用。5）產(chǎn)品無毒、無害，可用于接觸飲用水的混凝土結(jié)構(gòu)等工程。6）材料施工操作簡(jiǎn)單，對(duì)復(fù)雜混凝土基面的適應(yīng)性好。凱頓百森公司生產(chǎn)的系列水泥基滲透結(jié)晶型的防水材料包括：T1涂層防水材料、T2增強(qiáng)型涂層防水材料、KB快速封堵材料、KP帶水封堵材料等。

　　3現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)施工工藝

　　3．1泄洪壩段迎水面混凝土裂縫嵌堵施工

　　要求對(duì)泄洪壩11、12、13、16壩段上游面裂縫的處理，需在冬季半個(gè)月內(nèi)施工完畢。針對(duì)泄II、12、13壩段上游迎水面裂縫較長(zhǎng)、裂縫寬窄不均（0.1～0.3mm）、有外來水等現(xiàn)場(chǎng)情況，采取以下施工措施：

　　l）先處理外來水，使裂縫處表面無流水：

　　2）以裂縫為中心開槽（寬1cm、深1cm），用打磨機(jī)將混凝土表面處理成毛面（以縫為中心，兩邊各寬25cm）；

　　3）將槽內(nèi)及打磨機(jī)部位清洗干凈，此時(shí)應(yīng)保證水充分浸透基層混凝土，待混凝土表面無明水時(shí)，采用硬毛刷將T1涂層防水材料（以粉：水=5∶2的體積比攪拌配制，下同）在槽內(nèi)涂刷一層，然后用KB快速封堵材料（以粉：水＝4∶1的體積比攪拌配制，下同）填平小槽；當(dāng)KB快速封堵材料凝固后（用手按封堵處，發(fā)硬便可），再采用II涂層防水材料在打磨機(jī)處理過的毛面上涂刷一遍。

　　4）施工完畢后對(duì)涂層采用潮濕養(yǎng)護(hù)（不可采用自來水直接沖淋），最后再用保溫被覆蓋壩面養(yǎng)護(hù)。

　　泄16壩段上游迎水面的裂縫有長(zhǎng)約23．5m，寬、窄不均（0．2～0．5mm），深約50～60cm，局部有輕微潮濕現(xiàn)象，有外來水。對(duì)此處理時(shí)，加大裂縫開槽的寬度，約為2～2．5cm，深為3．8cm，其余整個(gè)施工、養(yǎng)護(hù)過程均與以上幾個(gè)泄洪壩段處理相同。

　　3．2堰內(nèi)段混凝土表面裂縫嵌堵施工

　　在堰內(nèi)段大壩l9＃導(dǎo)流底孔頂部，發(fā)現(xiàn)有長(zhǎng)約3．5m的混凝土頂板上出現(xiàn)約3mm寬的縫隙，呈現(xiàn)連續(xù)漏水現(xiàn)象；壩身段Δ49廊道已有修補(bǔ)過現(xiàn)象，但修補(bǔ)部位與基體間還有微小裂縫（約0．1mm寬），出現(xiàn)間斷滴水，周邊有大面積潮濕；壩身段Δ72廊道有一條橫跨廊道頂部、長(zhǎng)約1．5m的裂縫出現(xiàn)漏水，主要有4個(gè)漏點(diǎn)，1個(gè)為連續(xù)滲漏，其余3個(gè)為間斷性滴水。

　　修補(bǔ)19＃導(dǎo)流底孔頂部滲漏是一種典型的帶水堵漏工程，要求在一定時(shí)期內(nèi)能承受大于2．5MPa的灌漿壓力而不脫落。施工時(shí)，先在縫隙處鑿一條寬約2．5cm，深約3．8cm的“U”型槽；再把表面清理干凈，打毛，并用水浸透，然后在此范圍配制和涂刷T1涂層防水材料；再用KP帶水封堵材料（以粉：水＝4∶1的體積比攪拌配制，下同）封堵孔縫，等該材料硬化后，接著用KB快速封堵材料封閉孔縫并抹干；最后再涂刷一層T1涂層防水材料。整個(gè)裂縫處理完畢后，試水壓1h后停止，發(fā)現(xiàn)封堵部位均無流水。處理完3d后，觀察所有修補(bǔ)部位已完全干燥。

　　對(duì)壩身段工49廊道，施工單位要求不開縫只涂刷堵漏防滲材料。分析認(rèn)為Δ49廊道頂部只有0．1mm的微小裂縫，滿足涂刷T1涂層防水材料后對(duì)裂縫有自愈修復(fù)能力的特性。處理過程為：頂部表面處理→涂刷T1涂層防水材料；側(cè)墻表面處理→局部用KP帶水封堵材料止水→用KB快速封堵材料涂刷漏點(diǎn)→涂刷T1涂層防水材料。處理完1d后側(cè)墻已基本干燥，頂部原修補(bǔ)部位有陰潮，但原范圍縮??；2d后頂部修補(bǔ)過的部位無滲點(diǎn)；3d后頂部干燥。

　　對(duì)壩身段Δ72廊道裂縫處理時(shí)，先鑿寬約2cm、深約3cm的槽，處理過程為：表面處理→用KP帶水封堵材料封堵→用KB快速封堵材料封閉整平→涂刷T1涂層防水材料。共觀察了3d，1d后左側(cè)已基本干燥，右側(cè)局部潮濕；2d后頂部潮濕，兩側(cè)有浸濕現(xiàn)象；3d后修補(bǔ)處無滲漏，部分地方已干燥。

　　施工完畢后的潮濕養(yǎng)護(hù)是保證水泥基滲透結(jié)晶型防水材料充分、有效發(fā)揮防水作用的重要環(huán)節(jié)。養(yǎng)護(hù)以噴灑為主，當(dāng)涂層固化后，養(yǎng)護(hù)就可以開始，每天至少3次，當(dāng)天氣炎熱干燥時(shí)，噴灑水的次數(shù)應(yīng)相應(yīng)增加，并采取遮蔭或用潮濕麻布覆蓋等保護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于72h。

　　4裂縫修補(bǔ)質(zhì)量監(jiān)測(cè)

　　泄洪壩段迎水面混凝土裂縫處理完畢后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用表面裂縫計(jì)對(duì)泄洪壩上游面裂縫進(jìn)行觀測(cè)。上游壩面共布置了9只表面裂縫計(jì)，其中因泄16壩段上游面的裂縫較寬且深，固將其作為重點(diǎn)觀測(cè)部位，在不同高程處布置了4只表面裂縫計(jì)；泄9壩段至泄13壩段上游面作為一般觀測(cè)部位各布置了1只表面裂縫計(jì)。裂縫計(jì)埋設(shè)后，主要監(jiān)測(cè)裂縫開合度與溫度隨齡期的變化情況。

　　從不同泄洪壩段埋設(shè)的裂縫計(jì)監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，裂縫嵌堵的效果十分理想。隨著裂縫修補(bǔ)后齡期的增長(zhǎng)，裂縫的開合度逐漸減小，一個(gè)月以后，早期開合度達(dá)0．15mm的裂縫都逐漸愈合，到后期裂縫的開合度就更小。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的泄洪壩16段埋設(shè)裂縫計(jì)顯示結(jié)果也基本類似，不同高程的裂縫計(jì)監(jiān)測(cè)結(jié)果也基本相同。

　　泄洪壩上游壩面的保溫被揭除后，對(duì)各裂縫修補(bǔ)處進(jìn)行外觀拍照觀察，發(fā)現(xiàn)修補(bǔ)處均無漏水、潮濕現(xiàn)象，表明防水效果良好。

　　堰內(nèi)段混凝土表面裂縫嵌堵完畢后，3～7d內(nèi)修補(bǔ)區(qū)域均已干燥，后期檢查觀測(cè)處理過的裂縫也均無滲水，表明混凝土裂縫、滲水區(qū)域具有很好的防水效果。