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ø50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)真編寫了作業(yè)指導(dǎo)書。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、專家的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下,在▽715高程周邊縫開始向下各作了兩段30m長(zhǎng)的試驗(yàn)段,經(jīng)過各方技術(shù)人員、專家的共同檢查驗(yàn)收,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。再逐段開始施工,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ø50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),以將其中的空氣排出,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)壓固扁鋼周圍進(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,有脫開現(xiàn)象,經(jīng)過多次試驗(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家進(jìn)行全面的技術(shù)交底;

 、.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

 、.保證工作面的潔凈、干燥、平整;

 、.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)速通過試驗(yàn)確定;外界的施工用水通過砂漿圍堵和膠管引排;

 、.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;

 、.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

  穆陽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,值得在類似的工程中借鑒。