轻型坝面板（精选6篇）
轻型坝面板 篇1
自建国以来, 我国对水利工程建设就给予了高度的重视, 并积极引进国外先进水利工程施工技术, 结合实际的施工条件, 兴建了很多大型的钢筋混凝土大坝, 为我国的水利事业、农业以及防洪工作都做出了巨大的贡献。但在经过半个多世纪的运行后, 这些大坝都因为各种因素的影响而出现了不同程度的质量病害, 尤其是坝体的裂缝问题, 更是非常严重的一个面板病害, 严重影响了大坝的安全稳定性。为此, 必须要对这些病害进行有效的治理, 以对大坝进行加固处理。本文中, 笔者以建国初期修建的钢筋混凝土连拱坝为案例大坝, 来详细探讨对这种混凝土轻型坝面板病害的治理措施。
1 大坝现状概述
在本文中所分析研究的混凝土轻型坝是在建国初期完成设计施工的, 当时的社会生产力水平较低, 水利工程施工技术也较为落后, 材料应用、人员管理、机械设备等各方面因素都不够完善, 因此其整体施工质量相对较差, 但在当时已经是较为先进的水利工程。在经过几十年的河流冲刷以及其他各种因素的影响下, 这座混凝土轻型坝的面板出现了不同程度的病害, 其中尤以裂缝现象最为严重, 使得面板的渗水现象频繁发生, 严重破坏了大坝的整体防渗能力, 且对坝体内部结构造成了一定的侵蚀作用, 这对于大坝的结构的稳定是非常不利的, 严重影响了大坝的正常安全稳定运行, 给下游地区人民的生命财产安全造成巨大安全隐患。
在以往的坝体维修养护工作中, 维修人员曾经对案例连拱坝的部分面板进行了修复加固, 但并不能从根本上解决大坝的面板危害。为此, 还需要进一步的采取加强措施来对大坝进行修复加固。与其他石坝面板相比, 混凝土轻型坝的面板背面是全部暴露在空气中的, 但其所能承受的荷载与其防渗能力却是相差无几的, 在维修加固工程中, 必须要注意结合轻型坝面板的特点, 制定最优的加固方案。
2 轻型坝面板的病害
本文中所研究的案例大坝为钢筋混凝土平板支墩坝, 最大坝高43m, 坝顶长137.7m, 由27个平板坝段和两岸重力坝段组成, 挡水面板顶部厚度为0.65m, 底部厚度约2m, 混凝土标号为200号, 抗渗标号为W8, 按单向钢筋混凝土简支板设计。该坝于1958年开始兴建, 1961年首次蓄水。环境水质经检测对混凝土具有中等溶出型侵蚀。
1990年坝龄为31年时, 曾对挡水面板背水面作过外观检查和强度检测, 发现多处有针孔状小孔洞, 有7个平板坝段共计18处渗白浆, 4个平板坝段渗水严重;2000年坝龄为41年时, 再次对挡水面板背水面进行外观检查和强度检测, 在27个平板坝段中20个平板坝段共计36处渗白浆, 8个平板坝段渗水严重, 1个平板坝段有明显水平向裂缝。与10年前相比, 渗水析钙现象明显加重, 并有裂缝产生, 面板整体强度由49.6MPa降为37.91MPa, 下降23.6%, 其中21～22号坝段三个不同高程的9个强度检测点中, 有的部位强度大幅度下降, 仅为设计强度的74%, 检查和检测结果表明, 面板的强度和抗渗能力已不能满足要求。2000年面板碳化深度检测表明, 平均碳化深度为11.8mm, 最大值为37.5mm, 而1990年面板碳化深度最大值只有15mm, 可见, 随着运行年限的增加, 碳化逐渐加深, 面板有效截面逐渐减小, 承载能力降低。上述面板碳化深度检测仅是背水面的情况, 迎水面由于蓄水无条件检测, 但1990年对溢流面面板检测结果, 其面板损害较严重, 部分骨料可用手剥下, 混凝土破坏已达20mm以上, 回弹检测平均强度仅有9.5MPa, 远低于设计强度。可见, 案例平板坝面板的主要病害是库水对混凝土溶出型侵蚀引起的混凝土溶蚀、渗漏、析钙、钢筋锈蚀和混凝土碳化。
3 轻型坝面板的病害治理措施
为了能够进一步提高大坝的性能, 防止面板出现渗水现象, 我们决定采取一定的治理措施。由于案例大坝的挡水板面在施工中设计的结构较为单薄, 再加上几十年的应用与运行, 使得面板受到严重的侵蚀, 远远不能满足大坝应有的挡水功能与结构强度需求, 再加上大坝的表面碳化现象较为严重, 因而我们在研究商议后, 决定对大坝的面板进行整体全面的防渗加固处理和防碳化处理, 继而再对整个大坝进行全面的加固维修。由于该坝无放空设施, 只能利用发电将库水位降至120m高程, 上游水深仍有25m左右, 而在水下对面板进行防渗处理和加固的难度较大, 因此主要采取在面板背水面进行防渗和加固的措施。工程包括:面板迎水面120m高程以上喷涂10mm厚的聚合物水泥砂浆, 喷浆面积2164m2;面板背水面120m高程以下环氧砂浆涂刷面板2164m2, 120m高程以上喷涂10mm厚的聚合物水泥砂浆, 喷浆面积2084m2, 对集中渗漏点采用聚氨酯钻孔灌浆490m。喷涂前, 对面板进行清理, 冲洗干净。对不渗水的裂缝、伸缩缝 (缝宽小于0.2mm) 用增厚型环氧涂料涂刷, 厚度为2mm。对渗水裂缝及缝宽大于0.2mm的裂缝, 采用水溶性聚氨脂化学灌浆。喷涂施工方法为:首先喷涂1mm厚的胶乳净浆, 然后分两次涂刷聚合物水泥沙浆, 厚度为9mm;在水泥初凝前再用胶乳净浆抹平;喷涂结束后, 洒水养护35h以上。
在完成了防渗加固处理方案后, 经过一段时间的试运行, 证明了这种加固方案与治理措施是一种非常有效的方法, 大坝的整体防渗性能良好。
4 小结
通过本文对上述案例大坝的分析, 笔者总结出了几点关于混凝土轻型坝面板的病害治理心得体会, 主要有以下几点:
4.1
案例连拱坝面板病害主要是裂缝引起的渗水、析钙和钢筋锈蚀。根据裂缝产生的机理, 对两边拱除进行防渗处理外, 尚需加强结构刚度, 采用钢纤维混凝土加固处理是合适的, 但应采用浇捣施工, 而不应采用喷射施工, 因为喷射施工混凝土的密实性不够, 达不到防渗要求。
4.2
平板支墩坝面板主要病害是混凝土溶蚀产生的渗漏、析钙和钢筋锈蚀以及混凝土碳化, 削弱了面板的强度和防渗能力。采用聚合物砂浆和环氧砂浆进行全面防渗处理效果较好。
4.3
混凝土面板堆石坝因投资省、工期短, 近十几年来发展很快, 虽然面板堆石坝面板的工作条件与轻型坝面板不完全一样, 但其承载和防渗的功能是一样的, 即使现在的施工设备、施工技术和混凝土质量较以前优良得多, 但这只能延长面板的正常使用年限, 而不能保证面板不需要大修。已运行的大多数面板堆石坝面板的裂缝较多, 另外面板混凝土也存在碳化问题, 这些病害的存在和发展, 最终将削弱面板的承载和防渗能力, 需引起注意。
4.4
要重视混凝土面板的耐久性问题。混凝土的抗冻标号是反映混凝土强度、抗冻和抗渗等性能的一个综合性指标, 设计要根据工程的重要性、运行环境和施工水平, 提出明确要求。施工时应重视混凝土原材料质量、配合比选择、混凝土浇筑的密实性、混凝土的养护和保温, 防止施工期裂缝的生产。运行期应加强对面板裂缝等缺陷的检查和修补, 严寒地区冬季还应限制最低水位运行。这对延长面板的正常使用年限有着重要意义。
参考文献
[1]邢林生.混凝土坝坝体溶蚀病害及治理[J].水力发电, 2006.
[2]聂广明.我国水电站混凝土建筑物耐久性分析[J].水力发电, 2003.
浅析混凝土轻型坝面板病害及治理 篇2
1 我国水坝工程的发展
一直以来, 水患问题都备受人们的关注与重视。自二十世纪中期开始, 我国在解决各河流领域的水患问题上进行了大量的研究和试验, 并在期间兴建了多个水库水坝工程, 以期达到防治和控制水患的目的。当时的水利工程建设中, 由于我国经济实力不足, 水利工程的施工技术、施工材料以及设计理念等都受到一定的限制, 所以在具体的施工中, 只能借鉴国外的先进理念和技术, 并购置国外的河床钢筋混凝土材料来进行国内的水坝施工, 从而建设出钢筋混凝土连体坝和两岸混凝土重力坝两种坝型。
在钢筋混凝土连体坝和两岸混凝土重力坝的建设过程中, 施工人员对水库所具有的调节性能进行分析, 并在原有的水坝工程上, 在国内多个河流领域中建立了不同类型、不同规模的水电站和水库等水利工程, 这些陆续建立起来的水利工程的结构形式大多采用混凝土轻型坝结构。混凝土轻型坝结构在实际使用中可以发挥良好的防洪治水作用, 但随着使用年限的增加, 其坝体也会因为年久失修或其他原因, 逐渐产生裂缝。裂缝的形成不但可以降低混凝土轻型坝的整体质量, 还会影响其功能的发挥。因此, 如何对水坝工程中出现的裂缝问题进行处理, 在掌握其裂缝成因和处理措施的基础上, 利用现有的技术手段, 对混凝土轻型坝坝体进行维护、加强, 恢复其防洪防害功能, 提高大坝的工作效率是目前亟待解决的一个重要问题。
2 面板的病害
就我国当前的水利工程建设来说, 其大坝所使用的建设施工材料多是混凝土材料, 施工方式也多采用钢筋混凝土连拱坝的方式来进行施工, 因此, 几乎所有大坝的施工所使用的施工材料、施工, 乃至施工方案都是大体一致的。这样一来, 如果大坝的施工方案隐藏了质量隐患, 当其在使用过程中表现出来, 形成各种病害时, 大坝的病害现象及其病害成因大多也是有所雷同和相似的。笔者现对不同类型的大坝在使用过程中出现的病害现象, 以及其发生病害的原因作以下分析:
2.1 连拱坝面板的病害
重力坝是一种用混凝土或浆砌石修筑而成的常见的水坝, 其坝体的稳定性是依靠其自身重量所产生的抗滑力来维持的。在重力坝的修筑过程中, 其所采用的混凝土材料多是三级配, 所选用的建筑水泥为普通的硅盐酸水泥。骨料为天然砂石料, 在混凝土拌和中加入了松香热聚物引气剂.混凝土的施工和易性较好。混凝土运输、浇筑设备简陋, 施工经验缺乏, 施工质量尚好。在水库工程中, 由于大坝在应用中受到河水对混凝土具有轻微溶出型侵蚀。使得大坝在竣工之后, 容易产生溢洪道建设的滞后因素和影响方式, 因此是连拱坝面板的病害中容易产生较大的裂缝和垮坝现象。大坝竣工后, 由于溢洪道建设滞后, 在水库坝高的应用中容易受到洪水的冲击影响, 使得在气温的变更下形成底部产生较多的斜缝和拱身环向裂缝形式, 垛拱结构缝和拱简施工缝大多开裂。大坝上游面混凝土碳化程度较轻, 但是由于受到高强度水流的侵蚀和冻融现象, 容易呈现出较低的冻融现象, 并且在水利工程中, 混凝土面板除了常规施工的缺陷之外, 更是容易受到温度和应力的影响而产生巨大的裂缝。
2.2 三级平板支墩坝面板病害
某地三级大坝为钢筋混凝土平板支墩坝, 最大坝高43m, 坝顶长225m, 由27个平板坝段和两岸重力坝段组成, 挡水面板顶部厚度为0.65m, 底部厚度2.04m, 混凝土标号为200号, 抗渗标号为W8, 按单向钢筋混凝土简支板设计。该坝于1958年开工兴建, 1961年下闸蓄水。经检测, 环境水质对混凝土具有中等溶浸型侵蚀。1990年坝龄为31时, 曾对挡水面板背水面做过外观检查和强度检测, 发现多处有针孔状小孔洞。随着运行年限的增加, 碳化逐渐加深, 面板有效截面积逐渐减小, 承载能力降低。
3 面板危害的治理措施
3.1 连拱坝面板处理
3.1.1 早期的裂缝处理
针对某连拱坝面板的裂缝, 进行了4次大规模检查, 分别是1955年、1965年、1982年和1994年。1954年冬季经低水位运行后, 坝面产生了大量渗水裂缝, 于1955年放空修补, 共完成了21个拱、总长687m的裂缝修补。修补材料为沥青和水泥。对大坝进行全面安全检查, 期间对大坝裂缝进行了全面普查, 但由于资金问题, 当时未进行处理, 仅对水库运行水位加以限制。
3.1.2 面板全面防渗处理
在社会发展中, 各个水利工程工作人员和水利水电研究院不断加大力度对混凝土面板裂缝进行分析和研究, 最终根据裂缝产生的原因和结构要求, 提出了相应的处理措施和完善方法, 采用当前的混凝土结构技术和刚度措施对防渗要求进行严格的分析和处理, 并且在上下游之间的混凝土钢纤维进行探究, 对其中存在的各种裂缝处理形式合理灌溉, 避免引起整个连拱坝的缺陷形成。
3.2 三级大坝面板防渗处理
三级大坝的挡水面板结构单薄, 经过40多年的运行, 因受到严重的溶蚀危害, 已不能满足挡水功能和结构强度的要求, 同时该坝表面碳化现象也比较严重.因而决定对面板进行全面防渗和防碳化处理, 并对面板和整个大坝进行加固。由于该坝无放空设施, 只能利用发电将库水位降至120m高程, 上游水深仍有25m左右, 而在水下对面板进行防渗处理和加固的难度较大, 因此主要采取在面板背水面进行防渗和加固的措施。
结束语
通过上文对由钢筋混凝土结构建设而成的轻型坝面板病害现象, 以及其病害成因的分析, 我们得出:一般来说, 大坝工程在使用工程都会由于各种各样的因素影响而发生质量病害, 而解决这些病害的手段除了要控制好自然界因素以外, 还需要我们在施工时做好施工材料质量的检查与控制, 并注意把握好混凝土的密实性以及养护方式, 做好混凝土浇筑、施工的质量管理, 防止其在施工过程中出现裂缝。而如果在施工中出现了混凝土裂缝现象, 就必须要及时对其所产生的裂缝的进行填补和维护处理, 以期延长混凝土大坝轻型坝的使用年限, 使其在生命周期内更好的为人们提供服务。
摘要：本篇文章对我国水利工程建设中, 各类大坝面板出现病害的特点及原因作了相关分析, 并对混凝土面板的正常使用寿命进行了研究, 给出了几点关于混凝土轻型坝病害的防治措施, 以供相关人员参考借鉴。
关键词：混凝土轻型坝,面板,面板病害,治理措施
参考文献
[1]聂广明.混凝土轻型坝面板病害及治理[J].水力发电, 2006 (3) .[1]聂广明.混凝土轻型坝面板病害及治理[J].水力发电, 2006 (3) .
[2]杨玉光, 魏鸣冬.混凝土重力坝裂缝成因分析[J].黑龙江水利科技.2013 (2) .[2]杨玉光, 魏鸣冬.混凝土重力坝裂缝成因分析[J].黑龙江水利科技.2013 (2) .
轻型屋面板的优点及其施工方法 篇3
1.1 轻型屋面板有受力性能好的优点
刚度大:轻型屋面板均高于国家规范规定的标准。
强度高:轻型屋面板在承载能力极限荷载作用下,产生的应力均小于材料设计允许应力值,并留有一定富裕度。
1.2 轻型屋面板充分发挥复合结构的优点
轻型屋面板可集承重、保温、防火、防水、隔音于一体,还可工厂化装饰一次性完成。轻型屋面板通过理论计算,可以对板材的力学性能指标加以控制,以满足不同的设计要求。轻型屋面板通过不同材料的复合,可以满足不同的使用要求。
1.3 轻型屋面板具有重量轻、强度高的优点
轻型屋面各类屋面板,重量可控制在45~65kg/m2左右。轻型屋面板可直接铺设在屋架或梁上进行焊接连接,不需使用檀条。由于轻型屋面板强度高、刚度好,可以满足不同的使用荷载要求,而不至于影响耐久性。轻型屋面板侧向刚度大,可以使屋面支撑由彩色钢板屋面的刚性支撑改为柔性支撑,从而减少支撑系统的用钢量。
1.4 轻型屋面板具有较高的安全性
轻型屋面板按刚度进行取值验算,试验证明轻型屋面板在破坏前有较大的变形,属于塑性破坏,安全度较高。
1.5 轻型屋面板工艺适用性好
轻型屋面板可制作成多面体、曲面等异形板,也可以根据要求在板上直接开设工艺孔洞,与屋面通风、采光、机械设备、工艺管道等进行配套。简化设计,满足复杂工艺要求。在有耐酸、耐碱、隔汔、耐高温等环境要求的建筑上使用,优点更为明显。
1.6 轻型屋面板可装饰性强
轻型屋面板的拼缝在室内观感有较高要求的情况下,可以增加保温装饰扣槽,提高外观装饰效果。轻型屋面屋面板,墙板内侧也无需另设檩条,作为屋面板上表面外观在采用内置式防水的基础上,面层可以满足设计要求的不同色彩、质感,屋面板下表面观感可以采用涂刷涂料,也可根据不同设计要求采用彩色钢板、铝板等装饰材料进行工厂化生产或现场装饰。
墙体部分轻型屋面板适用于立体造型要求、耐火等级要求高、有承重要求、耐久要求的各类建筑。
轻型屋面承重楼面板适用于轻钢结构、框架结构、砖混结构建筑的加层,轻型板式快装住宅、高层钢结构等各类建筑。轻型屋面板具有轻质、高强、色泽丰富、抗震防火、防雨、寿命长、免修等特点,并且施工方便,施工时不受季节影响。
2 轻型屋面板的施工方法
2.1 材料情况
轻型屋面板的工程内容包括檩条加工与安装,不锈钢丝网与玻璃棉的铺设,压型钢板与彩板挂瓦条、彩板波形瓦的安装,钢板天沟的制作与安装,天沟外做聚苯乙烯泡沫保温层,卷材防水。
2.2 施工准备
2.2.1 Ⅰ段钢屋架已经吊装就位,安装完毕,屋架上下联系杆件全部焊接完毕,并己通过检查验收合格。
Ⅳ段原混凝土屋架及联系梁上原裂缝已经采用压力灌浆法处理结束,对屋架下弦面及节点粘碳纤维加固已经结束,并已经通过甲方、监理、设计等相关单位的验收合格。
2.2.2 校核屋面坡度,并已经过处理满足安装屋面的要求。
2.2.3 Ⅰ段、Ⅳ段屋顶屋架天沟聚氨酯已经涂刷完毕,并已经验收合格。
2.2.4 所有材料都已经进场并已经现场验收及检验合格。
2.2.5 安装所需脚手架已经支搭完毕,并在水平操作面下满兜安全网。
2.3 施工方法
2.3.1 施工步骤。
(1)根据设计图纸要求的固定方式及坡度焊装檩条,檩条采用C300型的槽钢,檩条的搭接方式及焊接质量满足钢结构规范要求。
(2)钢丝网按设计要求的间距(200mm)在与檩条垂直的方向上铺设,铺设时满铺,并保证锚固的牢固度。
(3)玻璃棉及5125压型钢板的铺设,以主导风向为准,从逆向一侧边缘开始铺设,玻璃棉的铺设与5125压型钢板铺设应同时进行,搭接按设计要求搭接。
(4)波形瓦的安装,按节点图一拨人在前面铺设挂瓦条,一拨人在后面安装波形瓦。波形瓦侧向搭接应一反一正,两瓦之间采用密封胶条封缝,搭接部分采用拉铆钉连接,外露部分涂密封胶。连接件位置使用自攻钉时在波峰上,使用拉铆钉时在波谷上。波形瓦的铺设应避免纵横重叠四块板的搭接,不能避免时切去第二块及第三块板的重叠角。屋背板、泛水板等配件之间的搭接缝尽可能背风向,搭接长度不小于100mm,用拉铆钉搭接,中距不大于50mm,外露钉头涂密封胶,波形瓦端头的缝隙用PU胶堵塞。
2.3.2 节点处理。
(1)天沟外保温及防水处理。天沟外保温采用高密度阻燃聚苯乙烯泡沫塑料,聚苯乙烯泡沫塑料与钢板天沟采用粘合剂点粘。天沟保温外面为防水层,防水材料采用氯丁橡胶,防水收口处做挑檐,钢板卧于挑檐(钢筋混凝土或砖)下,施工时保证防水卷材与聚苯乙烯泡沫塑料粘贴牢靠,无空鼓,无皱折。
(2)设备口保温及防水处理。设备口处采用玻璃棉保温,防水采用得泰专用密封圈、泛水板、钢板、角铁等组成防水节点。
3 施工中的注意事项
3.1 板搭接处及锚固所用自攻螺钉处的防水是关键点,要用密封胶仔细密封,并加强检查,作为技术重点控制部位。
3.2 所有材料必须要有材料合格证,压型钢板、波形瓦、玻璃棉等主要材料还必须要有检测报告。
3.3 施工时在已经铺设完毕的压型钢板上行走,要顺着有屋架
及檩条的部位踩踏,否则将踩坏已经铺好的屋面,造成返工及不必要的损失。
3.4 该材料的施工按行业标准验收,并作好验收记录。
3.5 该施工过程涉及高空作业、特殊作业,要加强安全检查和监督管理。
轻型坝面板 篇4
1 工程概况
某水电站装机容量49.5MW, 属中型Ⅲ等工程, 工程主要任务是发电。该水电站枢纽工程大坝为混合坝型, 由右岸混凝土砂砾石面板坝与左岸混凝土重力坝组成。混凝土面板坝总长970m, 最大坝高37.6m, 坝顶高程1320.6m。水库正常蓄水位1316m, 总库容0.506 亿m3, 其中调节库容为700 万m3。
2 裂缝处理的施工方法
针对高程为1290 到1317.6 米面板, 如果它所出现的混凝土裂缝宽度已经超过了0.2 毫米, 通常要采用的是双层处理的方式。首先是要对裂缝内部使用水溶性聚氨酯进行化学灌浆, 之后再对其表面涂抹弹性聚氨酯涂层材料对其进行有效的处理, 然后再再裂缝表面的位置进行封闭式的处理。如果板的高度没有超过1290 米或者是出现了趾板混凝土裂缝现象, 一定要使用以下两种处理方式。一种是化学灌浆处理, 一种是表面封闭处理。
3 施工材料与设备分析
3.1 水溶性聚氨酯
从实践来看, 这种施工材料主要构成成份是异氰酸酯、以及水性聚醚等物质, 而且二者经加工合成后形成灌浆材料;上述材料一遇到水就会分散、乳化, 然后凝胶固结, 因此与混凝土之间会产生非常强大的黏结力, 从而起到止水、补强等作用。同时, 该施工材料可在多数水中实现固化, 而且固结体具有非常大的弹性和抗渗性。
3.2 封口材料
该材料的配合比例应当控制在以下氛围之内, 即水泥:丙乳:砂:水分别是1∶0.3∶2。施工中用到的砂应当用2.5mm孔径的筛子进行筛检, 而且水泥一般采用的是42.5 型号的普硅水泥。
4 施工质量管理
4.1 裂缝化学灌浆施工工序
通常情况下, 混凝土裂缝灌浆施工中主要包括骑缝和斜孔。而在该工程当中, 布孔的方式采用的是斜孔, 斜孔布置方式中孔之间的间距通常和孔缝的通常程度有着十分密切的联系, 布孔的过程中, 其间距应该控制在15 到25 厘米之间。在施工的过程中要保证垂直距离负荷施工的要求, 一般情况下, 垂直距离至少应该是混凝土厚度的三分之一。在钻孔施工彻底结束之后, 应该及时的将孔中的碎末清洗干净, 同时还要做好钻孔的清洁和疏通工作, 在施工中通常采用的是带压的喷壶和空压机洗孔, 这样可以实现非常好的施工效果。
4.1.1 封孔修正施工工艺。4.1.1.1 清孔施工。施工中, 如果浆液固化已经完全结束之后, 要将裂缝表面的止水针头缓慢的取出, 使用专业的清理工具把孔壁四周存在的浆液迅速的处理干净, 其具体的深度也应该予以严格的控制, 通常不能小于5 厘米。4.1.1.2 配制封孔材料。按照设计的相关要求称取适量的材料, 不同的材料要分别摆放。把水和丙乳按照恰当的比例混合起来, 同时还要保证材料的均匀程度。4.1.1.3 封孔修整。在施工的过程中可以将已经调配好的材料填入到孔缝当中, 这样就可以有效的保证其填充的密实程度。在压实4 个小时之后就会终凝, 这个时候需要施工人员对其进行喷水养护, 养护的时间必须要在一周以上。
4.1.2 检测。在检测工作中要注意的有两点, 一个是裂缝要采用随机抽样的方法, 同时还要切实的保证浆液饱满密实。其次就是在压水实验的过程中一定要将压强控制在合理的范围, 之后才能对吸水量进行详细的检查。
4.2 裂缝结构的表面封闭操作施工
4.2.1 清洗与打磨作业。在施工的过程中一定要按照裂缝的处理标准和要求对裂缝的位置进行设置和处理, 如果在处理的过程中发现多个裂缝的位置都是比较接近的, 就可以将这些裂缝作为一个统一的整体来对待。首先是对灌浆材料是环氧树脂的裂缝应该用抛光机进行适当的打磨处理, 其打磨的深度应该控制在1 毫米左右, 土层还要用切割机进行适当的处理, 和四周的混凝土表层应该形成一个相对比较平稳的过渡地带, 用毛刷和吹风机等对其进行清洁的处理, 然后再用丙酮对其进行深度的清洁。其次是对灌浆材料是水溶性聚氨酯的裂缝应该用腻子刀将渗出的浆液进行清理, 之后再用抛光机对其进行打磨和抛光。
4.2.2 界面剂的涂刷。本工程施工过程中, 所采用的主要是环氧树脂类界面剂, 其操作速度应根据该材料的实际凝结时间、裂缝位置的涂刷速度来确定, 界面剂涂刷厚度控制在0.1~0.2mm, 要求涂刷均匀。界面剂涂刷后待其表面不黏手却未完全固化为宜, 此时可进行下一道施工工序。
4.2.3 封闭材料的配制。根据施工速度及材料的凝结时间由专人按要求的比例准确称量, 并搅拌均匀后方可使用。
4.2.4 涂刷封闭材料对混凝土面板裂缝涂刷处理:单一裂缝时, 涂料覆盖裂缝及左右各外延伸10cm;多条裂缝之间的距离如果较小, 则要求涂料涂刷均匀平整无气孔, 涂刷厚度为1.0mm。
4.2.5 封闭涂料施工检查。实行全过程质量检查, 主要检查涂刷厚度和黏结强度, 每涂刷200m进行一次检查并由现场监理监督执行。 (1) 在附近同等环境条件下选取1.0m左右进行刮涂, 15d后强度达到要求最终强度的70%以上后可进行黏结强度检测。 (2) 在1.0m的检测区域内, 选取3 个位置进行黏结强度检测, 每处用专用刀切透涂层至混凝土面, 切缝形状为直径为5mm圆形。 (3) 将标准钢块 (直径为5mm圆形) 用专用胶黏贴在测试位置, 24h后采用黏结强度测试仪进行检测。 (4) 黏结强度测试结果以平均值R表示。黏结强度测试结果以平均值计算公式为:
R=P/A
式中:R为黏结强度, MPa;P为试样破坏时的荷载, N;A为钢标准块黏结面积。
5 处理效果
该水电站混凝土面板裂缝经过上述工序处理后效果较好, 封堵材料与混凝土形成很好的黏结, 肉眼观察无明显裂缝, 经处理后的裂缝混凝土整体强度满足设计要求。
6 结论
在水利工程施工的过程中, 砂砾石混凝土面板坝面板是一个比较薄弱的环节, 这一环节因为混凝土的存在使得其在施工和使用的过程中会出现非常明显的裂缝现象, 这一现象如果不能得到及时有效的控制, 就很有可能会出现非常严重的质量隐患, 所以必须要采取有效的措施对其进行处理, 保证工程功能的充分实现。
摘要：砂砾石混凝土面板施工是一个对施工技术要求比较高的工程项目, 它的建设质量直接影响到了水利工程的运行质量和运行安全。在混凝土面板裂缝处理的过程中, 采取此项措施来保证材料选购的规范性, 对施工的质量进行严格的管理, 同时还要注意养护工作的质量, 就可以有效的提高混凝土面板自身的稳定性和安全性。本文主要分析了对砂砾石混凝土面板坝面板裂缝的处理, 以供参考和借鉴。
关键词：砂砾石,混凝土,面板,坝板裂缝,施工工艺
参考文献
[1]邵明贵, 何忠富, 王立明.混凝土面板堆石坝面板裂缝处理技术[J].黑龙江水利科技, 2010 (3) .
砌石面板坝变形的数值模拟 篇5
砌石面板坝不同于一般的堆石面板坝。某水库副坝位于大坝上游约700 m处,坝顶长210 m左右,为砌石面板坝。副坝区地层岩性主要为侏罗系上统c段第一段的凝灰岩和角砾凝灰岩。局部有第四系坡积物分布。凝灰岩由灰白色、灰绿色互层组成,含少量角砾,岩石较软弱,分布于1号山包附近。角砾凝灰岩为浅灰～灰白色,角砾凝灰结构,硅质胶结,致密块状,岩石较坚硬,分布于2号山包及左右坝肩一带。第四系坡积物由壤土和碎石组成,局部碎石成层,孔隙较多,分布于1号山包下游一带。由于山体单薄,断层发育以及部分岩石岩性软弱,副坝区岩石风化较深。
副坝设计为钢网水泥防渗面板干砌石坝,最大坝高22.4 m,坝顶宽4.5 m,长187.1 m。副坝坝体上游为防渗面板,厚20 cm～25 cm,周边与200号钢筋混凝土斜墙(厚30 cm)短面板接触,为减小坝体变形对防渗层的影响,防渗面板后设75号浆砌块石垫层,垫层后为砌在强风化基岩上的干砌毛条石体。鉴于该坝的构造,本文运用离散单元法对坝体变形进行分析。
1 数值分析方法
离散单元法是将所研究的区域划分成一个个分离的多边形块体单元,单元之间可以是角—角接触,角—边接触或边—边接触,而随着单元的平移和转动,允许调整各个单元之间的接触关系。最终,块体单元可能达到平衡状态,也可能一直运动下去。
离散单元法是从20世纪70年代初开始兴起的一种数值计算方法,特别适用于节理岩体的应力分析,在隧道工程、边坡工程等方面都有重要的应用。在岩土力学中,一般将岩土视为连续介质而赋予不同的本构方程,如弹性、塑性和粘性等。但是,岩体往往被众多的节理或结构面所切割,很难用传统的有限单元来处理,只能求助于离散单元法。
离散单元法也像有限单元法那样,将区域划分为单元。但是,单元受节理等不连续面控制,在以后的运动中,单元节点可以分离,即一个单元与相邻的单元可以接触,也可以分开。单元之间的相互作用力可以根据力和位移的关系求出,而个别单元的运动则可以完全根据单元所受的不平衡力和不平衡力矩的大小按牛顿运动定律确定。
离散单元法的这些特点特别适合于分析研究节理岩体的变形特性。鉴于干砌石坝的特点,采用离散单元法进行计算是合理有效的。计算中采用的基岩物理力学指标如下所述:
1)防渗趾墙基岩:弱风化,极限抗压强度40 MPa～50 MPa。
2)砌石坝体基岩:强风化,允许承载力0.4 MPa～0.5 MPa,和砌石的摩擦系数f=0.4～0.5;全风化,允许承载力0.3 MPa～0.4 MPa,和砌石的摩擦系数f=0.3～0.35。
3)全风化岩石:天然容重18.5 kN/m3,内摩擦角22°,凝聚力40 kPa。
文中采用4种基岩参数,计算坝体的变形,然后降低干砌块石的节理刚度,对坝体进行计算。计算参数见表1。
2 计算成果分析
如图1所示为计算单元的剖分。由于副坝区山体单薄,断层发育以及部分岩石岩性软弱,岩石风化较深,文中首先研究了未开挖基岩A区的影响。由计算可以得出,坝体下方基岩的沉降是不均匀的,最大沉降达到28.3 cm,而坝体外侧的基岩由于坝体的挤压则向上膨胀。基岩的不均匀沉降必将给坝体的变形带来影响。
对干砌石节理刚度参数采用方案Ⅰ,基岩体积模量、剪切模量采用4种方案计算坝体的变形。计算结果见表2。
干砌块石采用参数Ⅱ,基岩采用参数Ⅳ,进行计算。从计算结果可以看出砌石面板坝的变形与一般的面板堆石坝的变形有着很大的不同,其水平位移大于垂直沉降。
2.1 垂直位移
坝体干砌石体底部的沉降与干砌石体顶部、外侧部的沉降表现为不同的形式。干砌石体底部表现为向下的垂直沉降,干砌石体顶部和外侧部则表现为向外侧下方的滑移沉降。随着基岩模量的降低,干砌石体的外侧部的沉降形式更为复杂,沉降等值线变得不连续,表现为错动形式的滑移沉降。干砌石节理刚度的降低使错动下沉区域向坝体内部扩展。这种错动形式的滑移沉降可以造成坝体外侧部台阶式的下沉和外凸,形成干砌石体表面局部凸出和局部脱空现象。
由于基岩模量的降低,面板上出现竖向变形梯度较大的区域。干砌石节理刚度的降低也加大了面板的竖向变形。
另外,由沉降等值线还可以看出,随着基岩模量的降低,不仅最大沉降值增大,最大沉降点位置也逐渐向干砌石体的侧边转移,加大了基岩的不均匀沉降对坝体变形的影响。
2.2 水平位移
水平位移先表现为整体向外扩张,随着基岩模量的降低,干砌石体外侧水平位移等值线变为不连续,水平位移也表现为错动形式。此时浆砌石体的水平位移等值线与干砌石体水平位移等值线有着明显的不同,由于浆砌石体节理刚度较高,其变形表现为回转的趋势。干砌石节理刚度的降低使得水平位移的错动形式表现得更为明显。
2.3 坝体变形分析
随着基岩模量的降低,破坏区由干砌石体外上侧向内部明显地扩展,中面板中出现破坏区,裂缝位置的高程在面板的下部。
节理最大法向位移发生在浆砌石与干砌石交界面。随着基岩模量的降低,浆砌石与干砌石交界面节理的回转变形表现得十分明显(下部位移小,上部位移大)。坝体的顶部与干砌石体的外侧节理张开较明显。当干砌石体节理刚度降低时,面板与浆砌石体交界面的上部张开。
2.4 稳定性分析
砌石坝的破坏方式有3种方式:水平滑移、倾覆和整体滑动。在现有变形条件下分别对以上3种形式的稳定性进行了分析。坝体最小稳定安全系数见表3。
由以上分析可以看出该水库副坝基本上不存在倾覆破坏的可能,水平滑移和整体滑移都有较高的安全系数。但以上只是针对现有的变形条件进行的静力分析。
3 结语
某水库副坝为砌石面板坝,文中用离散单元法对坝体的变形进行模拟。该坝体上游侧为浆砌石体,坐落在弱风化基岩上;下游侧为干砌石体,坐落在强风化基岩上,上游侧基岩沉降量小,下游侧基岩的沉降量大。
从计算分析中可以看出,面板裂缝最初产生在底部,此时,渗入坝体的水分只影响坝基和坝体底部的岩块,降低基岩的强度和坝体节理的刚度。随着坝体变形的发展,面板裂缝有向上发展的趋势,此时渗入坝体的水分将影响坝体内部岩块间的节理,降低其刚度,势必加大坝体的水平变形,并导致面板的进一步破裂,形成恶性循环。分析表明,现有的坝体具有很好的稳定性,但鉴于该副坝的结构,应该防止坝体和基岩强度的进一步降低导致坝体突变式的变形,影响坝体的稳定性。建议尽快修复面板,并对下游坝面破坏严重的部位,进行适当的加固。
摘要：针对砌石面板坝的特点,采用离散元法对某砌石面板的变形进行了模拟,计算结果表明砌石面板坝的变形与一般堆石面板坝的变形有很大的不同,砌石面板坝的计算表明,该坝基本上不存在倾覆破坏的可能,水平滑移和整体滑移都有较高的安全系数。
关键词：砌石面板坝,离散元,数值模拟
参考文献
[1]王永嘉,邢纪波.离散单元法及其在岩土力学中的应用[M].沈阳:东北工学院出版社,1991.
[2]朱百里,沈珠江.计算土力学[M].上海:上海科学技术出版社,1990.
堆石面板坝砼裂缝处理 篇6
关键词：堆石坝,砼裂缝,防渗处理,表面封闭,化学灌浆
一、工程概况
九峰水库位于浙江省金华市婺城区境内, 是钱塘江上游衢江支流厚大溪上一座以防洪、灌溉为主, 兼顾供水、发电等综合利用的中型水库枢纽工程, 坝址位于陶寺村上游约50m处, 距金华城区35km, 距汤溪镇8km。坝址以上控制流域面积179km2, 总库容9805万m3, 电站装机2*3200kw。工程由拦河坝、溢洪道、发电引水建筑物、发电厂、升压站等组成。拦河坝为砼面板堆石坝, 最大坝高66.5m, 坝顶长382m。面板采用C25W8F100钢筋砼, 面板砼设计厚度40cm, 上下游坝坡均为1:1.3, 面板砼方量11300m3。
二、裂缝成因及影响
大坝砼面板于2008年10月中旬开始施工, 2009年1月中旬完工, 实际施工总工期为3个月。2009年12月18日经指挥部、监理部、施工单位共同对大坝面板砼进行的全面检查, 发现大坝砼存在若干条不同长度的细小裂缝:其中砼面板上有45条缝 (其中表面横向贯通有17条) , 裂缝宽度在0.1mm以下;趾板上有14条缝, 裂缝宽度在0.2mm以上。由于多方面的原因, 砼面板浇筑完成后的一年多时间内未能及时封孔蓄水, 尽管坝面采用全仓面喷水养护, 但是有时由于设备维护及停电等诸方面原因, 有好几次连续4~5天未进行养护, 尤其是高温炎热天气1天都不能间断养护。面板浇好后到09年6月底, 仅发现3条不到3米长的细小裂缝, 但到了2010年1月14日三方检查中发现有45条裂缝。82.5~90m高程部位面板因09年6月份以后基本被水淹没, 经排水检查未发现一条裂缝。经组织专家研究分析认为, 本工程面板砼裂缝主要是由于面板砼浇筑完成后没有及时养护到位所形成的温度裂缝, 且施工期监测资料显示裂缝并非由于坝体变形引起;因水库尚未蓄水运行, 故已形成的裂缝不会对大坝堆石体的稳定性产生影响。
三、裂缝处理方案
裂缝的存在将影响混凝土结构的防渗、钢筋锈蚀、结构强度和整体稳定性降低。根据DL/T5128-2001《砼面板堆石坝施工规范》第8.4.2条规定“应根据设计要求, 对于宽度大于0.2mm或判断为贯穿性的裂缝, 逐条进行处理”, 应对上述砼裂缝进行处理。因为已形成的裂缝并未对坝体稳定性产生影响, 因此裂缝的处理以防渗补强为主要目的, 修补方案以治本为主、治表为辅, 表本结合进行综合治理。
1、裂缝处理办法
本面板采用低粘度HK-G环氧灌浆材料对裂缝进行灌浆处理, 并结合在裂缝表面涂刷HK966弹性涂料进行封闭处理的方法。裂缝处理采用二种办法:一是对所有浅表性裂缝, 选用966弹性封边剂材料进行表面封闭处理;二是对缝宽在0.2mm以上或贯穿性裂缝, 采用聚氨酯化学材料进行灌浆处理。
2、材料性能
(1) 表面封闭材料—966弹性封边剂
该产品是一种新型的优质防水涂料, 耐老化性能好, 粘结强度高, 具有一定的弹性。在立面和顶面施工时, 加厚涂刷不会重揸, 保证了涂刷厚度和质量。固份含量高, 和混凝土、金属等材料粘接性能好, 是混凝土补强加固和防水处理的理想材料。
(2) 聚氨酯化学灌浆材料
灌浆材料选用华东设计院研制生产的HW/LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料。聚氨酯化学灌浆材料是一种强度较高, 快速高效的防渗堵漏化学灌浆材料。对于各类工程中出现的大量涌水、漏水等有独特的止水效果。已在大量的工程中得到广泛应用。该成果曾荣获国家科技进步奖。本材料特点:
a.具有良好的亲水性能, 水既是稀释剂又是固化剂。浆液遇水后先分散乳化进而凝胶固结;b.可在潮湿或者涌水情况下进行灌浆, 对水质适应性强, 在海水和PH为3~13的水中均能固化;c.固结体经急性毒性试验属实际无毒类;d.施工工艺简便, 固结体为弹性, 可遇水膨胀, 具有弹性止水和以水止水的双重功能。适用于变形裂缝的防水处理。
3、裂缝处理工艺
浅表性裂缝表面封闭处理:用角向磨光机对裂缝两侧10cm范围内进行打磨, 并清除打磨后的粉尘及沉积物, 要求清理后的砼表面无杂质、无浮尘。清理完成后即可进行966弹性封边剂涂层施工, 刮涂分2道横、竖交替进行, 第一道涂层完成后4~5h后可进行第二涂层施工。
缝宽在0.2mm以上或贯穿性裂缝处理:首先按照浅表性裂缝处理要求进行表面封闭处理, 待待966封边剂完全固化并达到一定强度后再进行灌浆处理。沿裂缝走向距缝隙20cm处, 向两边间隔20~50cm的距离45度角交叉打斜孔 (孔径Φ14, 孔深以穿过缝面为准) , 用清水将孔内灰尘清洗干净, 埋设高压注浆针头用机械压力泵进行HW/LW水溶性聚氨酯化学灌浆。灌注顺序应从裂缝低端往另一端用适当压力逐步推进, 灌浆压力灌浆压力视裂缝大小而定, 一般为0.3~0.5MPa, 最大压力不超过结构允许值。操作时注意观察邻孔出浆情况, 即#1管注浆, #2管出浆, 使浆液沿缝隙向#3孔推进。以此类推, 直至最后孔管出浆。屏浆5~10分钟确保缝隙浆液密实。达到理想化学灌浆止水补强、加固效果。灌浆结束48h后去除注浆针头, 再次进行表面封闭处理, 通过在裂缝表面设置防水层, 提高混凝土的防水性及耐久性。
四、结语