CN111676908A - 混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构及其施工方法，该接缝表层止水结构其包括设置于接缝端部的沟槽，沟槽中通过界面胶粘接有弹性支撑体，弹性支撑体的表面固定有可压缩支撑体，可压缩支撑体两侧的面板表面上涂刷或刮涂有界面剂层，可压缩支撑体和界面剂层的表面上粘接有柔性复合涂层，柔性复合涂层包括单组份聚脲层和复合于单组份聚脲层中间的胎基布层。涉及堆石坝施工技术领域，解决了现有混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构施工工序复杂且防渗性差的问题。

Description

混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及堆石坝施工技术领域，特别是涉及一种坝高100m以下混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构及其施工方法。

背景技术

为了防止混凝土面板堆石坝因为气候变化而产生裂缝，在施工时会沿混凝土面板堆石坝长度方向每间隔一段距离预留缝隙，该缝隙为伸缩缝或接缝。混凝土面板堆石坝(简称面板坝)的接缝止水是面板坝较易造成漏水的主要通道，也是面板坝筑坝技术的关键之一。止水结构及材料性能的好坏是关系大坝能否正常运行的关键因素，目前混凝土面板堆石坝根据止水分布部位不同主要有表层止水、中部止水和底部止水，其中表层止水及底部止水因其施工和检修比较方便，应用相对更为广泛。表层止水作为与水体直接接触的第一道止水，其质量的好坏对整个大坝的防渗体系至关重要。

现有工程中常用的面板表层锚固型止水的方法是先使用模具将接缝周围的混凝土浇筑成特定尺寸的V型槽，然后在V型槽中依次进行涂底胶、铺设橡胶棒、填料嵌填以及安装复合盖板，通过扁钢和锚栓进行锚固，步骤多，紧固螺栓施工工艺麻烦，安装较难，整个表层止水结构通过不锈钢膨胀螺栓与钢扁钢进行固定，锚栓之间容易渗漏；螺栓在寒冷地区水位变化部位容易发生冰冻拉拔脱落，且钢板或角铁压条抗锈蚀能力较差，长期在水中及水位变化区容易生锈，耐久性较差。面板表层涂覆型止水采用表层涂刷单组分聚脲替代锚固型止水表层的复合盖板和压条、锚栓，但其下部仍然采用预留V型槽、涂底胶、铺设橡胶棒、填料嵌填等工艺，施工复杂，造价较高。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构及其施工方法，解决了现有混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构施工工序复杂且防渗性差的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其包括设置于接缝端部的沟槽，沟槽中通过界面胶粘接有弹性支撑体，弹性支撑体的表面固定有可压缩支撑体，可压缩支撑体两侧的面板表面上涂刷或刮涂有界面剂层，可压缩支撑体和界面剂层的表面上粘接有柔性复合涂层，柔性复合涂层包括单组份聚脲层和复合于单组份聚脲层中间的胎基布层。

上述混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构的施工方法包括：

步骤1，在接缝顶端的面板上按照设计尺寸切割沟槽；

步骤2，对接缝及接缝周围的面板表面进行清理，根据不同表面止水的宽度要求使用墨线在面板上标注界面剂层的边线位置；

步骤3，使用隔离板填充沟槽下方的接缝，使隔离板的端面与沟槽的底面齐平；

步骤4，在沟槽的侧面上涂刷界面剂，待界面剂表干后涂刷1毫米厚的单组份聚脲作为界面胶，待界面胶表干后回填弹性支撑体；

步骤5，施工可压缩支撑体和界面剂层，在弹性支撑体表面粘接预制的截面是半圆形或半椭圆形的可压缩棒形成可压缩支撑体，可压缩棒的平面与弹性支撑体粘接，可压缩棒的宽度不大于弹性支撑体的宽度，然后在可压缩棒两侧的面板表面以步骤2中标注的边线为边界进行打毛处理后涂刷或刮涂一遍界面剂作为界面剂层；

步骤6，在界面剂层指干后施工柔性复合涂层，先在可压缩支撑体和界面剂层的表面刮涂或涂刷1毫米厚的单组份聚脲，在单组份聚脲表干之前在其上对中摊铺一层或两层胎基布，两层胎基布之间刮涂或涂刷有1～1.5毫米厚的单组份聚脲，再在最上层胎基布上刮涂或涂刷单组份聚脲，使单组份聚脲覆盖整个胎基布形成柔性复合涂层，整个柔性复合涂层的厚度不小于4毫米；

步骤7，在大于5℃的环境温度下养护混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构3天以上。

本发明的有益效果为：通过在沟槽中粘接弹性支撑体来替代现有接缝表层止水结构中的橡胶棒和塑性填料，弹性支撑体的高强度能够替代铺设橡胶棒产生的强度，能够抵抗高压水的压力，弹性支撑体的优良柔性能够替代塑性填料产生的柔韧性，能够适应面板压性缝的变形，发挥止水作用。通过弹性支撑体一种物质达到现有技术中橡胶棒和塑性填料两种物质所能达到的止水效果，弹性支撑体直接粘接固定于沟槽中，相比于先人工嵌填塑性填料，再铺设橡胶棒，然后机械嵌填塑性填料的现有施工，大大简化了施工工序，提高了施工效率，更加易于保证施工质量。

同时，由于弹性支撑体依靠其自身的弹力自适应性好，对沟槽的施工要求降低，使得沟槽不需要在面板施工过程中预留，而可以采用直接现场切割的工艺施工，简化了施工工序。

本止水结构与水接触面通过柔性复合涂层封闭，柔性复合涂层包括单组份聚脲层和复合于单组份聚脲层中间的胎基布层，柔性复合涂层固化后与面板粘接为一体，既可以作为一道独立的表层止水，又可以保护下部的可压缩支撑体和弹性支撑体，实现面板堆石坝接缝的全封闭，大大提高了面板接缝止水的可靠性和安全性，且耐久性更好、施工便捷、施工质量容易保证和便于维修，经济、社会效益显著。

可压缩支撑体固定于弹性支撑体表面，可压缩支撑体为可压缩棒，可压缩支撑体为其表面涂刷或刮涂的柔性复合涂层提供了变形空间，保证了该结构可以适应面板及趾板大变形。界面剂层设于接缝两侧的面板表面，封堵面板表面的孔隙，提高上部柔性复合涂层与面板之间的粘接强度，有利于提高止水结构的耐久性。

附图说明

图1为混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构的结构示意图。

其中，1、沟槽；2、弹性支撑体；3、可压缩支撑体4、界面剂层；5、柔性复合涂层；51、单组份聚脲层；52、胎基布层；6、界面胶；7、隔离板；8、面板。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，该混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构应用于坝高100m以下的混凝土面板堆石坝，其包括设置于接缝端部的沟槽1，沟槽1可以是V字型槽、矩形槽或梯形槽。沟槽1通过切割施工于接缝端部的面板8上，沟槽1的截面为矩形或梯形，沟槽1顶端宽度为4～20厘米，深度为1.5～4.0厘米。

弹性支撑体2的侧面与沟槽1的侧面通过界面胶6粘接，界面胶6的厚度为0.8～1.2毫米，弹性支撑体2为高强弹性体材料，高强弹性体材料以异氰酸酯预聚体和封闭的胺类化合物为胶结材料，通过添加不同比例的经表面活化处理后的硅质砂和固化剂混合而成，具有强度高、弹性好的特性，设于接缝端部的沟槽内，起支撑上部可压缩支撑体3和抵抗背水压力的作用。界面胶6为单组份聚脲。弹性支撑体2满填于沟槽1中，弹性支撑体2的表面不低于面板8表面，使得弹性支撑体2能够与上部的可压缩支撑体3充分接触整体性更好。

弹性支撑体2的表面固定有可压缩支撑体3，可压缩支撑体3为截面是半圆形或半椭圆形的可压缩棒，可压缩棒的截面半径为2～18厘米，用胶粘贴在其下的弹性支撑体2表面，材料可以是泡沫管或空心管等可压缩体。可压缩棒能够为上部的柔性复合涂层5提供变形空间，保证了该结构可以适应面板及趾板大变形。

可压缩支撑体3两侧的面板8表面上涂刷或刮涂有界面剂层4，界面剂层4的材质为混凝土与聚脲之间专用粘接剂，可以是环氧类或聚氨酯类。可压缩支撑体3和界面剂层4的表面上粘接有柔性复合涂层5，柔性复合涂层5包括单组份聚脲层51和复合于单组份聚脲层中间的胎基布层52。柔性复合涂层5的宽度为40～80厘米且厚度不小于4毫米，胎基布层52在宽度方向上覆盖所述可压缩支撑体(3)的顶面且两侧对称向外延伸的宽度不小于15厘米。界面剂层4远离可压缩支撑体3一侧的端面距离接缝中线的距离大于柔性复合涂层5对应侧端面与接缝中线之间的距离。

上述混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构的施工方法包括：

步骤1，在接缝顶端的面板8上按照设计尺寸切割沟槽1；

步骤2，对接缝及接缝周围的面板8表面进行清理，先用水冲洗沟槽内外，除去表面的浮渣，然后使用钢丝刷将接缝及两侧20～30厘米范围内除去松动的混凝土表面积污渍，对于局部不平整的混凝土表面(如蜂窝麻面)采用磨光机打磨平或者用弹性环氧砂浆找平。根据不同表面止水结构的宽度要求使用墨线在面板8上标注界面剂层4的边线位置，以便于后面涂刷界面剂层4时快速识别边界。

步骤3，使用隔离板7填充沟槽1下方的接缝，隔离板7为杉木板或者高密度泡沫板，使隔离板7的端面与沟槽1的底面齐平。

步骤4，在沟槽1的侧面上涂刷界面剂，待界面剂表干后涂刷1毫米厚的单组份聚脲作为界面胶6，待界面胶6表干后人工回填弹性支撑体2。

步骤5，施工可压缩支撑体3和界面剂层4：在弹性支撑体2表面粘接预制的截面是半圆形或半椭圆形的可压缩棒，可压缩棒的平面与弹性支撑体2粘接，可压缩棒的宽度不大于弹性支撑体2的宽度，然后在可压缩棒两侧的面板8表面以步骤2中标注的边线为边界进行打毛处理后涂刷或刮涂一遍界面剂作为界面剂层4。

步骤6，在界面剂层4指干(沾手而不拉丝)后施工柔性复合涂层5，先在可压缩支撑体3和界面剂层4的表面刮涂或涂刷1毫米厚的单组份聚脲，在单组份聚脲表干(粘手而不沾手)之前在其上对中摊铺一层或两层胎基布，如果是摊铺两层胎基布，则需要在两层胎基布之间刮涂或涂刷1～1.5毫米厚的单组份聚脲将两层胎基布粘接，再在最上层胎基布上刮涂或涂刷单组份聚脲，使单组份聚脲覆盖整个胎基布层52形成柔性复合涂层5，整个柔性复合涂层5的厚度不小于4毫米。

步骤7，在大于5℃的环境温度下养护混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构3天以上。

上述步骤6中刮涂或涂刷单组份聚脲的方法为：

在5℃以上的环境温度下，采用多遍涂刷的方式，每次涂刷厚度不大于1毫米，后序涂刷需要在前一道涂刷表干后进行，直至厚度达到设计要求，且每次涂刷均匀无遗漏、表面平整无鼓包和气泡。

Claims (9)

1.一种混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，包括设置于接缝端部的沟槽(1)，所述沟槽(1)中通过界面胶(6)粘接有弹性支撑体(2)，所述弹性支撑体(2)的表面固定有可压缩支撑体(3)，所述可压缩支撑体(3)两侧的面板(8)表面上涂刷或刮涂有界面剂层(4)，所述可压缩支撑体(3)和所述界面剂层(4)的表面上粘接有柔性复合涂层(5)，所述柔性复合涂层(5)包括单组份聚脲层(51)和复合于所述单组份聚脲层中间的胎基布层(52)。

2.根据权利要求1所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，所述柔性复合涂层(5)的宽度为40～80厘米且厚度不小于4毫米，所述胎基布层(52)在宽度方向上覆盖所述可压缩支撑体(3)的顶面且两侧对称向外延伸的宽度不小于15厘米。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，所述界面剂层(4)远离所述可压缩支撑体(3)一侧的端面距离接缝中线的距离大于所述柔性复合涂层(5)对应侧端面与接缝中线之间的距离。

4.根据权利要求1所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，所述弹性支撑体(2)满填于所述沟槽(1)中，所述弹性支撑体(2)的表面不低于面板(8)表面。

5.根据权利要求1所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，所述弹性支撑体(2)的侧面与所述沟槽(1)的侧面通过界面胶(6)粘接，所述界面胶(6)的厚度为0.8～1.2毫米。

6.根据权利要求1所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，所述可压缩支撑体(3)为截面是半圆形或半椭圆形的可压缩棒(32)。

7.根据权利要求1所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构，其特征在于，所述沟槽(1)通过切割施工于接缝端部的面板(8)上，所述沟槽(1)的截面为矩形或梯形，所述沟槽(1)顶端宽度为4～20厘米，深度为1.5～4.0厘米。

8.一种权利要求1～7任一所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构的施工方法，其包括：

步骤1，在接缝顶端的面板(8)上按照设计尺寸切割沟槽(1)；

步骤2，对接缝及接缝周围的面板表面进行清理，根据不同表面止水的宽度要求使用墨线在面板(8)上标注界面剂层(4)的边线位置；

步骤3，使用隔离板(7)填充沟槽(1)下方的接缝，使隔离板(7)的端面与沟槽(1)的底面齐平；

步骤4，在沟槽(1)的侧面上涂刷界面剂，待界面剂表干后涂刷约1毫米厚的单组份聚脲作为界面胶(6)，待界面胶(6)表干后回填弹性支撑体(2)；

步骤5，施工可压缩支撑体(3)和界面剂层(4)，在弹性支撑体(2)表面粘接预制的截面是半圆形或半椭圆形的可压缩棒形成可压缩支撑体(3)，可压缩棒的平面与弹性支撑体(2)粘接，可压缩棒的宽度不大于弹性支撑体(2)的宽度，在可压缩棒两侧的面板(8)表面以步骤2中标注的边线为边界进行打毛处理后涂刷或刮涂一遍界面剂作为界面剂层(4)；

步骤6，在界面剂层(4)指干后施工柔性复合涂层(5)，先在可压缩支撑体(3)和界面剂层(4)的表面刮涂或涂刷1毫米厚的单组份聚脲，在单组份聚脲表干之前在其上对中摊铺一层或两层胎基布，两层所述胎基布之间刮涂或涂刷有1～1.5毫米厚的单组份聚脲，再在最上层胎基布上刮涂或涂刷单组份聚脲，使单组份聚脲覆盖整个胎基布形成柔性复合涂层(5)，整个柔性复合涂层(5)的厚度不小于4毫米；

步骤7，在大于5℃的环境温度下养护混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构3天以上。

9.根据权利要求8所述的混凝土面板张性接缝及周边缝表层止水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤6中刮涂或涂刷单组份聚脲的方法为：

在5℃以上的环境温度下，采用多遍涂刷的方式，每次涂刷厚度不大于1毫米，后序涂刷需要在前一道涂刷表干后进行，直至厚度达到设计要求，且每次涂刷均匀无遗漏、表面平整无鼓包和气泡。

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