某水库沥青混凝土挂板加固与防渗技术

[12-11 16:58:43]   来源:http://www.tmgc8.com  水利水电   阅读:3688

 摘要:利用沥青混凝土挂板防渗技术的应用,可极大地提高修补加固水库大坝的抗渗能力和抗倾覆能力,排除了坝体的安全隐患。文章就浇筑式沥青混凝土配置、具体应用、质量控制作以下论述。
    关键词:沥青混凝土; 挂板防渗; 浇筑式
    doi: 10. 3969 /j. issn. 1006 - 8554. 2014. 01. 040
    0 ·引言
    某水库运行了80 多年,存在许多病险问题,被水利部大坝安全管理中心评定为三类坝。该水库存在的主要病险问题是:重力坝防浪墙顶高程、土坝顶高程和坝心墙高程未满足防洪标准要求,挡水坝段右坝肩有一竖向裂缝,坝顶防浪墙及下游防护墙出现裂缝、错位现象; 下游坝面局部有裂缝; 大坝混凝土的老化现象严重,挡水坝段右侧出现渗漏现象等。修补加固过程采用上游坝面的浇筑式沥青混凝土挂板作为工程防渗体系。
    1· 原材料试验
    1. 1 沥青
    浇筑式沥青混凝土应选用抗流变性能好、有良好施工性能的沥青,为了工程需要,一般多采用沥青掺配。本次试验沥青原材料及掺配沥青检测结果见表1。
              
    1. 2 矿料检测
    根据《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则》( SLJ01 -88) 规定,沥青混凝土骨料必须满足如下要求: 质地新鲜坚硬,不因加热而引起性质变化; 洁净、不含有机质和其他杂质; 与沥青粘附性强; 耐久性好,级配良好。本次试验所用骨料来源于工程所在地附近,矿料性能检测结果见表2、表3、表4。
                 

    2 ·沥青混凝土配置试验
    为了获得最佳的试验配合比,参考类似工程,并根据多年的设计经验,骨料级配按照《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则》( SLJ01 - 88) 中的最大粒径为20 mm 的密级配水工沥青混凝土矿料级配范围要求设计,选择11%、12%、13%三个掺配沥青含量进行室内沥青混凝土配合比试验。具体试验配合比及矿料级配见表5,沥青混凝土各项性能见表6。

    根据检测结果、试验拌合过程中沥青混合料和易性,并且考虑以后施工过程的适应性,推荐LWT - 5 为最终施工配合比。
    3· 沥青混凝土挂板防渗技术现场应用
    3. 1 钻孔和植筋的技术改进
    鉴于工期和工程质量要求,混凝土挂板的钻孔和植筋按如下技术程序进行: 打锚孔径Φ40 深度: 牛腿水平孔深1. 25 m、斜孔0. 9 m,挂板筋深1. 2 m,孔口采用1∶2 砂浆灌孔植筋。由于坝体的混凝土强度很大,坝体很坚硬,打锚孔非常困难,工期短,任务重,经多方信息咨询选用德国喜利得高科技植筋胶技术,钻孔孔径缩短为Φ22,孔深度缩短到40 cm,允许偏差2cm。在5 ℃以上气温,24 h 后达到一定强度,48 h 后的拉拔试验强度达到8 ~ 10 t,缩短工期5 倍以上。平均每钻1 孔在5min 左右,提高工效5 倍左右。
    钻孔后使用小刷和喷气枪清孔,有利于胶体与孔壁的完全接触,注胶量为孔深的1 /3,以锚筋旋转插入后流出胶液为宜。锚筋粘结强度> 2. 1 MPa,24 h 后做拉拔试验,合格后方可挂板。
    3. 2 沥青混凝土的质量控制
    沥青混凝土具有防渗性能好,适应变形能力大,能抵抗侵蚀和对水质无污染等特点,是一种新型水工防渗材料。项目组建立试验室进行沥青混凝土生产昼夜跟踪检测。骨料由现场试验人员根据施工现场的实际情况按一定的配合比进行混合,混合后的骨料在旋转的高温炉里加热搅拌,沥青混凝土出仓温度宜控制在160 ℃ ~ 180 ℃。若矿料的加热温度偏低,则沥青混合料不易拌和均匀,使机口沥青混合料和易性差; 若矿料的加热温度偏高,在拌和过程中,容易导致沥青老化而影响沥青混凝土的性能。由于沥青混凝土生产与浇注处于3 月下旬,气温偏低,为了保证混合温度,两个沥青缸和混合缸全采用外包砌保温设施,控制混合料、沥青混凝土缸口料温控为上限,沥青含量在14%左右,由现场试验室跟班检测指导,所有的温度控制都由专人负责,测量使用的温度计为电子温度计。以上措施的严格执行保证了低温期沥青混凝土的施工质量。
    3. 3 混凝土挂板及浇注沥青混凝土
    原计划预应力混凝土板由施工方现场预制,由于工期要求提前,2~ 3 月份气温低又无场地,把混凝土挂板交给具有蒸汽养护条件厂家生产。混凝土挂板因所处位置不同,分为若干型号,挂板之间通过牙口交错连接。锚筋突出坝面有弯钩可以直接挂住混凝土板上的环。锚筋弯钩与预制板环挂紧后双面焊接。预应力混凝土板与大坝表面预留一定距离用来浇注沥青混凝土。
    在预应力混凝土板内表面和大坝表面人工喷涂冷底子油作为粘接剂。预应力混凝土板和沥青混凝土由吊车吊运到坝面,挂板从坝底往上挂,每挂一层就浇注一层。施工人员边浇注沥青混凝土边用铁铲振捣,以保证沥青混凝土的填充密实度。
    沥青混凝土挂板防渗技术的应用有效地阻止了水库内的积水向坝体渗透。
    4· 结语
    该水库采用沥青混凝土挂板防渗技术,极大地提高了水库大坝的抗渗能力和抗倾覆能力,排除了坝体的安全隐患,保证了工程正常运行,同时为该技术应用积累了宝贵的经验。
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