防水材料在三峽大壩中的應用

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1工程概況

　　三峽水利工程大壩堰內段、泄洪壩在施工后，由于各種原因出現了一些裂縫，有些區(qū)域伴有滲漏水現象，這些滲漏和裂縫對大壩的安全性及正常運營帶來了很大的隱患。為保證大壩工程質量，葛洲壩股份有限公司三峽建設承包公司在了解水泥基滲透結晶型防水材料的性能后，與多家機構進行技術研究與探討，并根據葛洲壩實驗室對該材料性能的檢測結果，決定采用水泥基滲透結晶型防水材料對堰內段混凝土表面和泄洪壩段迎水面混凝土的裂縫進行處理。

　　2水泥基滲透結晶型防水材料簡介

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

　　3現場修補施工工藝

　　3．1泄洪壩段迎水面混凝土裂縫嵌堵施工

　　要求對泄洪壩11、12、13、16壩段上游面裂縫的處理，需在冬季半個月內施工完畢。針對泄II、12、13壩段上游迎水面裂縫較長、裂縫寬窄不均（0.1～0.3mm）、有外來水等現場情況，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）將槽內及打磨機部位清洗干凈，此時應保證水充分浸透基層混凝土，待混凝土表面無明水時，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處理過的毛面上涂刷一遍。

　　4）施工完畢后對涂層采用潮濕養(yǎng)護（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。

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

　　3．2堰內段混凝土表面裂縫嵌堵施工

　　在堰內段大壩l9＃導流底孔頂部，發(fā)現有長約3．5m的混凝土頂板上出現約3mm寬的縫隙，呈現連續(xù)漏水現象；壩身段Δ49廊道已有修補過現象，但修補部位與基體間還有微小裂縫（約0．1mm寬），出現間斷滴水，周邊有大面積潮濕；壩身段Δ72廊道有一條橫跨廊道頂部、長約1．5m的裂縫出現漏水，主要有4個漏點，1個為連續(xù)滲漏，其余3個為間斷性滴水。

　　修補19＃導流底孔頂部滲漏是一種典型的帶水堵漏工程，要求在一定時期內能承受大于2．5MPa的灌漿壓力而不脫落。施工時，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。整個裂縫處理完畢后，試水壓1h后停止，發(fā)現封堵部位均無流水。處理完3d后，觀察所有修補部位已完全干燥。

　　對壩身段工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涂層防水材料后對裂縫有自愈修復能力的特性。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→涂刷T1涂層防水材料。處理完1d后側墻已基本干燥，頂部原修補部位有陰潮，但原范圍縮??；2d后頂部修補過的部位無滲點；3d后頂部干燥。

　　對壩身段Δ72廊道裂縫處理時，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后左側已基本干燥，右側局部潮濕；2d后頂部潮濕，兩側有浸濕現象；3d后修補處無滲漏，部分地方已干燥。

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

　　4裂縫修補質量監(jiān)測

　　泄洪壩段迎水面混凝土裂縫處理完畢后，根據設計要求采用表面裂縫計對泄洪壩上游面裂縫進行觀測。上游壩面共布置了9只表面裂縫計，其中因泄16壩段上游面的裂縫較寬且深，固將其作為重點觀測部位，在不同高程處布置了4只表面裂縫計；泄9壩段至泄13壩段上游面作為一般觀測部位各布置了1只表面裂縫計。裂縫計埋設后，主要監(jiān)測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的裂縫計監(jiān)測結果來看，裂縫嵌堵的效果十分理想。隨著裂縫修補后齡期的增長，裂縫的開合度逐漸減小，一個月以后，早期開合度達0．15mm的裂縫都逐漸愈合，到后期裂縫的開合度就更小。重點監(jiān)測的泄洪壩16段埋設裂縫計顯示結果也基本類似，不同高程的裂縫計監(jiān)測結果也基本相同。

　　泄洪壩上游壩面的保溫被揭除后，對各裂縫修補處進行外觀拍照觀察，發(fā)現修補處均無漏水、潮濕現象，表明防水效果良好。

　　堰內段混凝土表面裂縫嵌堵完畢后，3～7d內修補區(qū)域均已干燥，后期檢查觀測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。