面板堆石坝周边缝止水结构及施工方法.pdf

本发明涉及面板堆石坝周边缝止水结构及施工方法。所要解决的技术问题是提供一种改进的面板堆石坝周边缝止水结构及施工方法，旨在通过简单、实用、有效的止水结构，以最可靠的止水效果、最小的投资和最方便的施工方法，防止周边缝止水在高水头作用和堆石体的沉降作用下发生破坏。解决该问题的技术方案是：面板堆石坝周边缝止水结构，具有混凝土面板、趾板、小区料、止水铜片，其特征是止水铜片呈“F”形，在周边缝的中部设置一根Φ70±10mm的厚壁氯丁橡胶棒，顶部填充SR塑性填料，表面用氯丁橡胶遮盖带遮盖，并用镀锌角钢、镀锌膨胀螺栓固定，周边缝内填充12±15mm厚浸沥青松木板。本发明可用于承受高水头的混凝土面板堆石坝工程。

1、  一种面板堆石坝周边缝止水结构，具有混凝土面板(1)、趾板(2)、小区料(3)、止水铜片(5)，其特征在于：止水铜片呈“F”形，在周边缝的中部设置一根Φ70±10mm的厚壁氯丁橡胶棒(8)，顶部填充SR塑性填料(10)，表面用氯丁橡胶遮盖带(11)遮盖，并用镀锌角钢(13)、镀锌膨胀螺栓(14)固定，周边缝内填充12±15mm厚浸沥青松木板(9)。

2、  根据权利要求1所述的面板堆石坝周边缝止水结构，其特征在于：在止水铜片(5)的鼻子里填充泡膜塑料(6)和Φ12±15mm的细橡胶棒(15)。

3、  根据权利要求1所述的面板堆石坝周边缝止水结构，其特征在于：止水铜片(5)下设置沥青级配砂(4)并在两者之间垫入氯丁橡胶垫片(7)。

4、  根据权利要求1所述的面板堆石坝周边缝止水结构，其特征在于：在周边缝的顶部“V”型缝槽内置有Φ50±10mm的中粗橡胶棒(16)。

5、  根据权利要求1所述的面板堆石坝周边缝止水结构，其特征在于：在低高程周边缝顶部填筑粉煤灰(12)。

6、  一种面板堆石坝周边缝止水结构的施工方法，其特征在于：
1)浇筑混凝土趾板(2)时，在止水铜片位置预埋止水铜片(5)，在缝中部预留半径为3.5cm的半园槽，顶部45°倒角，以便放置厚壁氯丁橡胶棒(8)和SR塑性填料(10)，距周边缝50cm范围内的趾板混凝土浇筑时剔除超径石，骨料粒径D≤20mm；
2)待趾板混凝土达到10d龄期强度后，施工保护止水铜片(5)的止水木材保护罩(17)；
3)填筑坝体堆石到一定高度的时候，挖除沥青级配砂(4)部位已经压实的部分小区料(3)，回填沥青级配砂，并分层捣实；
4)在沥青级配砂(4)表面铺上氯丁橡胶垫片(7)，在止水铜片鼻子里充填泡沫塑料(6)和Φ12±15mm的细橡胶棒(15)，周边缝内放置12±15mm厚浸沥青松木板(9)，中部半园槽内放上Φ70±10mm的厚壁氯丁橡胶棒(8)，然后浇筑混凝土面板(1)，此时应在距周边缝50cm范围内剔除超径石，骨料粒径D≤20mm，缝顶45°倒角；
5)清理周边缝表面“V”型缝槽，放入Φ50±10mm的中粗橡胶棒(16)，其上填充SR塑性填料(10)，盖上氯丁橡胶遮盖带(11)，用镀锌角钢(13)和镀锌膨胀螺栓(14)固定；
6)死水位以下40m及以下的低高程周边缝顶部填筑粉煤灰(12)。

面板堆石坝周边缝止水结构及施工方法
技术领域
本发明涉及一种面板堆石坝周边缝止水结构及施工方法。适用于承受高水头的混凝土面板堆石坝工程。
背景技术
当拦河坝采用混凝土面板作为挡水防渗结构时，由于面板承受较大的水头和堆石体的沉降变形，位于面板与趾板的分界线上的周边缝，将产生较大的三向位移，因此周边缝止水是面板坝防渗体系中最薄弱的环节，往往容易破坏，成为渗漏通道，危害坝体的运行安全。目前，高面板堆石坝工程周边缝止水一般多采用三道止水，如专利号为：ZL98120606.9的发明专利公开了一种“用于水利水电工程上的防渗止水结构”，即底部铜片止水、中部圆柱形橡胶棒，顶部嵌缝塑性止水材料。由于中部橡胶棒或PVC止水带下部混凝土不易浇捣密实，不能有效发挥其止水作用。也有的工程将中部止水取消，在顶部塑性填料下部增设一道波纹板止水来代替，但顶部波纹板的止水作用取决于止水与混凝土的可靠连接，同时也增加了塑性填料的用量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种改进的面板堆石坝周边缝止水结构及施工方法，旨在通过简单、实用、有效的止水结构，以最可靠的止水效果、最小的投资和最方便的施工方法，防止周边缝止水在高水头作用和堆石体的沉降作用下发生破坏，影响大坝的安全运行。
本发明所采用的技术方案是：面板堆石坝周边缝止水结构，具有混凝土面板、趾板、小区料、止水铜片，其特征是止水铜片呈“F”形，在周边缝的中部设置一根Φ70±10mm的厚壁氯丁橡胶棒，顶部填充SR塑性填料，表面用氯丁橡胶遮盖带遮盖，并用镀锌角钢、镀锌膨胀螺栓固定，周边缝内填充12±15mm厚浸沥青松木板。
在止水铜片的鼻子里填充泡膜塑料和Φ12±15mm的细橡胶棒。
止水铜片下设置沥青级配砂并在两者之间垫入氯丁橡胶垫片。
在周边缝的顶部“V”型缝槽内置有Φ50±10mm的中粗橡胶棒。
在低高程周边缝顶部填筑粉煤灰。
面板堆石坝周边缝止水结构的施工方法是：
1)浇筑混凝土趾板时，在止水铜片位置预埋止水铜片，在缝中部预留半径为3.5cm的半园槽，顶部45°倒角，以便放置厚壁氯丁橡胶棒和SR塑性填料，距周边缝50cm范围内的趾板混凝土浇筑时剔除超径石，骨料粒径D≤20mm；
2)待趾板混凝土达到10d龄期强度后，施工保护止水铜片的止水木材保护罩；
3)填筑坝体堆石到一定高度的时候，挖除沥青级配砂部位已经压实的部分小区料，回填沥青级配砂，并分层捣实；
4)在沥青级配砂表面铺上氯丁橡胶垫片，在止水铜片鼻子里充填泡沫塑料和Φ12±15mm的细橡胶棒，周边缝内放置12±15mm厚浸沥青松木板，中部半园槽内放上Φ70±10mm的厚壁氯丁橡胶棒，然后浇筑混凝土面板，此时应在距周边缝50em范围内剔除超径石，骨料粒径D≤20mm，缝顶45°倒角；
5)清理周边缝表面“V”型缝槽，放入Φ50±10mm的中粗橡胶棒，其上填充SR塑性填料，盖上氯丁橡胶遮盖带，用镀锌角钢和镀锌膨胀螺栓固定；
6)死水位以下40m及以下的低高程周边缝顶部填筑粉煤灰。
本发明的有益效果是：本发明采用了简单、实用、有效的周边缝止水结构，成功地解决了在高水头作用下混凝土面板堆石坝周边缝止水问题，改善了以往中间止水带造成的施工不便、效果欠佳的现象。这项技术经过实际工程的应用测试，即坝高160m，修建在深厚覆盖层上的混凝土面板坝，采用这种止水型式，最终结果反应良好。
附图说明
图1是本发明周边缝的止水结构图。
图2是本发明周边缝止水木材保护罩的结构图。
图3是图1的局部放大图。
具体实施方式
首先计算坝体在施工期和运行期的总沉降值和周边缝的三维位移值，据此合理设计周边缝的止水形式，本例采用三道止水结构：底部F型止水紫铜片，中部厚壁氯丁橡胶棒、顶部SR塑性填料，低高程塑性填料外增设粉煤灰止水。如图1、图3所示，浇筑混凝土趾板2时，预埋F型止水紫铜片5，为防止垫层堆石划破止水铜片，在止水铜片下设置一层厚20cm的沥青级配砂4并垫入氯丁橡胶垫片7(250×4mm)。在止水铜片鼻子里放入一根φ20mm细橡胶棒15并填充泡沫塑料6，防止止水铜片变形破坏。在周边缝中部的半园槽内放置φ70mm厚壁氯丁橡胶棒8或实心棒，并用12mm厚浸沥青松木板9充填整个缝面，然后浇筑混凝土面板1。清理周边缝表面“V”型缝槽，在顶部“V”型缝槽内放入一根φ50mm的中粗橡胶棒16，然后填充SR塑性填料10，表面用氯丁橡胶遮盖带(780×6mm)11覆盖后再用镀锌角钢13和镀锌膨胀螺栓14固定。沥青级配砂4的下部是小区料3。低高程周边缝顶部填筑粉煤灰12，作为自愈型无黏性止水。
本发明面板堆石坝周边缝止水结构的施工方法是：
1)浇筑混凝土趾板2时，在止水铜片位置预埋止水铜片5，在缝中部预留半径为3.5cm的半园槽，顶部45°倒角，以便放置厚壁氯丁橡胶棒8和SR塑性填料10，距周边缝50cm范围内的趾板混凝土浇筑时剔除超径石，骨料粒径D≤20mm；
2)待趾板混凝土达到10d龄期强度后，施工保护止水铜片5的止水木材保护罩17，用于保护止水铜片，以免坝体堆石施工时破坏止水铜片；
3)填筑坝体堆石到一定高度的时候，挖除沥青级配砂4部位已经压实的小区料3，回填沥青级配砂，并分层捣实；
4)在沥青级配砂4表面铺上氯丁橡胶垫片7，在止水铜片鼻子里充填泡沫塑料6和Φ20mm的细橡胶棒15，周边缝内放置12mm厚浸沥青松木板9，中部半园槽内放上Φ70mm的厚壁氯丁橡胶棒8，然后浇筑混凝土面板1，此时应在距周边缝50cm范围内剔除超径石，骨料粒径D≤20mm，缝顶45°倒角；
5)清理周边缝表面“V”型缝槽，放入Φ50mm的中粗橡胶棒16，其上填充SR塑性填料10，盖上780×6mm的氯丁橡胶遮盖带11，并用75×50×6mm的镀锌角钢13和M10×100mm的镀锌膨胀螺栓14固定；
6)死水位以下40m及以下的低高程周边缝顶部填筑粉煤灰12。
SR塑性材料是专门为混凝土面板坝接缝止水而研制的嵌缝、封缝止水材料。SR塑性材料以非硫化丁基橡胶为主要原料，经有机硅等高分子材料改性而成，具有塑性高、抗渗性好、耐老化、耐高低温性能好、常温冷施工等特性。SR塑性材料在我国已经被广泛使用，是我国已建面板坝周边缝及垂直缝的主要止水和防渗材料。SR塑性材料的施工方法是：
a)准备：包括工具准备、全措施准备、工材料准备、工计划和人员培训等。
b)清缝：在要施工SR材料的混凝土″V″形槽中，用水、丝刷冲刷缝槽及边缘到角钢压条宽度，去除杂物，凉干或烘干。
c)刷底胶：在干净干燥的缝槽上均匀刷涂第一道SR底胶，底胶涂刷宽度应至固定角钢处；底胶干燥后(1hr以上)刷第二道SR底胶，待底胶表干(粘手，不粘手，约0.5hr)，即可进行SR嵌缝施工；若底胶过分干燥(不粘手)，需要重新补刷底胶。
d)材料找平和嵌缝：待SR底胶表干后，将SR材料搓成小条并揿捏成厚10mm左右薄饼状，在混凝土接缝面上从缝中间向两边揿贴5～10mm厚SR材料找平层到SR盖片宽度，然后在缝槽内堆填出设计规定的SR材料形状，并使表面平滑。
e)氯丁橡胶盖片粘贴：逐渐展开氯丁橡胶盖片，沿裂缝将氯丁橡胶盖片粘贴在SR材料找平层上，用力从盖片中部向两边赶尽空气，使盖片与基面粘贴密实。对于需搭接的部位，必须再用SR材料做找平层，而且搭接长度要大于5cm，搭接部位先刷SR底胶，再进行搭接粘贴。
f)锚固：氯丁橡胶盖片需用角钢锚固在缝两侧混凝土上。
g)SR塑性填料施工质量检验：氯丁橡胶盖片施工完毕后，采用一揿、二揭的方法检查、评定施工质量。一揿：对氯丁橡胶盖片施工段的表面高低不平和搭接处，用揿压检查是否存在气泡；二揭：每一施工段选1～2处，将氯丁橡胶盖片揭开＞20cm长，检查混凝土基面上粘有氯丁橡胶塑性止水材料的面积比例。粘接面＞90％以上地，表明氯丁橡胶盖片施工粘接质量为优秀；粘接面＞60％的为合格；粘接面＜60％的为不合格。对不合格的施工段，须将施工的氯丁橡胶盖片全部揭开，在混凝土面上重新用氯丁橡胶材料找平后，再进行氯丁橡胶盖片粘贴施工，直至通过质量验收。