徐佰国
(枣庄市鸿禹水利工程监理中心,山东 枣庄 277100)
近年来,随着新一轮小型水库除险加固工程的全面铺开,针对如何解决小型水库防渗、截渗以及坝坡护砌问题的综合性措施研究,受到越来越多水利同行的关注。由于现浇混凝土面板具有防渗效果明显,耐久性长、施工工艺简单、成本低的特点,所以越来越被广泛地采用。结合滕州市在小水库除险加固工程实施过程中,优化设计方案,将砌石护坡变更为现浇混凝土面板护坡的工程实践经验进行归纳总结,以期为同类工程提供借鉴。
混凝土一般采用C25F100~150W4~6等级,考虑坡面施工的要求,混凝土塌落度一般控制在2.0~4.0cm。
混凝土面板尺寸首先根据土坝具体情况结合工程经验初步选定,然后根据板块尺寸来计算厚度,在此基础上根据混凝土板的稳定性(波浪稳定性、抗冻稳定性)计算板厚,或者根据混凝土面板的坚固性推求板厚,一般设计混凝土面板尺寸3m×4m,厚度一般为 15~20cm。
1)为保证混凝土面板分缝及个别裂缝造成的渗漏,坝面削坡后应铺设二布一膜一道,同时又能有效提高因坝体不均匀沉降混凝土面板的抗裂强度。
2)为保证混凝土面板因不均匀沉降造成应力集中产生混凝土裂缝,进一步提高混凝土的抗拉强度,混凝土面板下部铺设双向土工格栅一道,起到抗裂、增强、补强和加筋等功能。
3)坡面混凝土中必须掺加一定量的聚丙烯纤维,以有效防止其干缩裂缝。试验表明聚丙烯纤维混凝土的力学性能优于未掺纤维混凝土,具有一定的控制非结构性裂缝的作用,可提高混凝土抗冲击能力和抗磨损能力,以及抗裂防渗能力和抗冻融能力。
由于聚丙烯酸脂乳液(简称丙乳)或改性环氧树脂、有机硅树脂等具有良好的渗透性和粘结性、耐久性,因此在水位变化区混凝土面板表面涂刷一遍,能有效地封闭混凝土表面的微气孔和裂隙,改善混凝土防渗、抗冻等性能。
现浇混凝土面板护坡在小型水库除险加固工程中难以推广使用,主要还是基于其易裂缝和抗冻性差等问题。实际上随着新技术、新材料的应用已具有可靠的保证性,关键在于施工质量的保证。现浇混凝土面板护坡由于施工种种原因极易造成混凝土不密实、表面不平整,混凝土板块裂缝,板面起砂等主要质量问题,因此必须在施工各环节具有针对性的加以控制。
由于现浇混凝土面板护坡坡面施工的特殊性,施工过程技术控制是保证混凝土面板质量的关键,因此优选高水平高素质的施工队伍是根本。
1)干缩裂缝。有的混凝土板块由于没有按规定养护,从而产生干缩裂缝。有的现浇混凝土面板护坡由于施工等原因极易造成混凝土表面不密实;或者拌合不充分,导致混凝土和易性较差,或振捣过程中,过振、漏振或振捣不足都会使混凝土密实度不均匀,产生网裂蜂窝现象,或抹压不当等。这些现象也易引起混凝土板块的干缩裂缝。因此,必须做好混凝土的养护,同时掺加引气剂、复合减水缓凝剂,充分拌合,振捣密实、均匀,认真抹压,有效地提高混凝土的和易性和密实度,同时必须掺加一定量的聚丙烯纤维,有效防止混凝土初期干缩裂纹。
2)全面性贯穿裂缝。应根据现场情况及时切缝,避免切缝时间过迟(一般不超过24h),导致混凝土板产生横向裂缝。
混凝土面板平整度主要取决于施工工艺、机具和施工操作技术水平等因素。影响其主要原因有:
1)拌合料拌合不均。聚丙烯纤维混凝土要采用先掺法工艺,拌和时间比普通混凝土要适当延长。
2)振捣密实度不均匀。混凝土摊铺找平后,使用插入式振捣器按标准施工方法进行振捣,振捣密实后再用平板振捣器振捣。
3)抹压不平整。采用园盘式抹光机抹光,达到提浆抹平的目的,为混凝土表面人工压光成型提供良好的条件,且通过研磨消除面层孔隙,增大表层密实度。
采用现浇混凝土面板作为小型水库土坝护坡兼坝体防渗、截渗功能不仅可行且效果良好,对土坝综合防渗、防护提供了可靠的技术措施。滕州市在小水库除险加固工程实施过程中采用混凝土面板护坡效果良好,为混凝土面板护坡在同类水利工程设计、施工方面的推广提供了有益的实践经验。