郭計平

（運城市水利勘測設(shè)計研究院 山西運城，044000）

1 工程概況

里冊峪水庫是山西省絳縣一座以灌溉為主兼顧防洪、養(yǎng)殖的?。?）型水庫，水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、臥管及輸水泄洪排砂洞四部分組成。大壩為瀝青混凝土面板防滲定向爆破堆石壩，設(shè)計最大壩高57m，壩頂長170 m，壩頂寬9m，壩底寬188m。大壩上游坡比1:1.75，壩坡采用瀝青混凝土面板護(hù)砌（防滲）；下游壩坡坡比為1:1.3，壩坡為干砌石防護(hù)；壩基采用漿砌石和混凝土防滲。水庫瀝青混凝土防滲面板斜坡總厚度為20 cm，防滲層厚10 cm，整平膠結(jié)層厚10 cm，水庫于1976年8月開始蓄水運行。

2 病害及成因分析

瀝青混凝土雖有較好的防滲性能和較大的適應(yīng)變形能力，但對溫度變化較為敏感，存在著高溫流淌和低溫脆裂問題。另外，該水庫施工時所用的瀝青膠結(jié)材料，其各項指標(biāo)經(jīng)過三十余年的風(fēng)吹凍融，已不能滿足工程的正常運行需要，瀝青混凝土面板出現(xiàn)裂縫，其性能大大降低。

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)在壩體迎水面上瀝青混凝土面板從左岸至右岸都不同程度地存在裂縫，共計八十余條，裂縫長寬不等，最長的裂縫從壩頂一直貫穿到上游水位以下，裂縫最寬處達(dá)2cm左右。防滲面板性能大大下降，嚴(yán)重影響水庫的正常運行，必須對其進(jìn)行有效的處理。

3 除險加固處理方案

3.1 混凝土面板裂縫的一般處理方法

目前，國內(nèi)外對混凝土面板裂縫產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的處理方法研究較多，并對不同的混凝土面板裂縫提出了具體的處理方法[1]，歸納起來主要有以下三類：開槽法修補裂縫、低壓注漿法修補裂縫、表面覆蓋法修補裂縫[2]。隨著裂縫修補施工工藝的成熟，以上面板裂縫處理方法及新型的防滲材料、止水材料及裂縫修補材料被廣泛應(yīng)用于工程實踐中。陳建榮對下六甲水電站混凝土面板堆石壩趾板混凝土裂縫采用化學(xué)灌漿法進(jìn)行修補[3]；林榮張等對水布埡水電站面板堆石壩混凝土面板裂縫采用開槽埋管法處理技術(shù)進(jìn)行了介紹[4]。趙樹東介紹了采用新型材料處理面板混凝土裂縫的施工技術(shù)，并通過具體工程實例說明了裂縫修復(fù)方案[5]。

雖然采用混凝土面板防滲的工程造價相對較低，工藝簡單，便于施工，運行過程中維護(hù)費用較低，但該水庫堆石壩原設(shè)計以瀝青混凝土面板防滲，與混凝土面板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要求不同，接觸面處理難度大，且混凝土面板抗彎變形能力較弱，對工程局部問題處理要求較高，一旦出現(xiàn)問題，難以修復(fù)，甚至對大壩穩(wěn)定問題造成影響。而瀝青混凝土面板有較好的防滲性能和較大的適應(yīng)變形能力，設(shè)計面層能夠在原防滲層上進(jìn)行處理，不破壞原有壩體的防滲結(jié)構(gòu)，整體性能較好及對原壩體結(jié)構(gòu)適應(yīng)性也較好，能夠滿足面板防滲要求，且大壩原有面板維護(hù)供水設(shè)施運行良好，因此，本文采用瀝青混凝土面板防滲修補加固。

3.2 瀝青混凝土面板修補加固方案

根據(jù)水庫瀝青混凝土面板裂縫現(xiàn)狀，對其進(jìn)行如下修補加固。

針對堆石壩面板防滲現(xiàn)狀，水庫低水位長期保持在壩頂以下24m左右，經(jīng)檢查，水位以下面板裂縫較小且無變形；所以本次除險加固僅對防滲面板壩頂以下30 m進(jìn)行防滲修復(fù)，將原瀝青混凝土面板表面清除5cm左右，并對裂縫部位開槽，然后在此基面上加厚一層防滲瀝青混凝土層，厚5cm，防滲層表面涂刷一層瀝青瑪蹄脂封閉層，厚2mm。

3.2.1 施工工藝流程

清表→開槽→清縫→涂刷乳化瀝青→防滲加厚層瀝青混凝土攤鋪→封閉層涂刷。

3.2.1 施工工藝措施[6]

（1）現(xiàn)場試驗：科學(xué)合理的配合比設(shè)計是保證瀝青混凝土具有優(yōu)良性能的必備條件。根據(jù)該水庫瀝青混凝土防滲工程的工期安排和施工進(jìn)度要求，配合比設(shè)計時采用馬歇爾試驗方法進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗。根據(jù)試驗結(jié)果確定符合設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)配合比及瀝青混凝施工工藝性參數(shù)。

（2）清表：采用銑爆機或其他鑿除設(shè)備將原瀝青混凝土防滲層表面清掉5cm左右，將松散料清走，并采用高壓風(fēng)吹凈表面。

（3）開槽：縫槽為矩形槽，寬5cm，深5cm。用切縫機沿裂縫兩側(cè)垂直防滲層層面切入，將切口內(nèi)側(cè)防滲層瀝青混凝土鑿掉。

（4）清縫：開槽后，將槽內(nèi)的松渣、塵土、雜物清理出去，保證縫面干凈、干燥。

（5）涂刷乳化瀝青：在清表后的防滲層面均勻涂刷一層乳化瀝青，涂刷用量按2kg/m2左右控制，涂刷前基礎(chǔ)面必須干凈、干燥。

（6）防滲加厚層瀝青混凝土攤鋪：待乳化瀝青充分破乳干燥后進(jìn)行防滲加厚層瀝青混凝土的攤鋪施工。

岸坡瀝青混凝土面板按垂直岸坡軸線方向自下而上鋪筑。為了減少施工接縫，提高面板的抗?jié)B性和整體性，要盡量加大瀝青混凝土面板的攤鋪寬度。攤鋪的厚度、碾壓的溫度和碾壓遍數(shù)按現(xiàn)場試驗確定的工藝控制及混合料的碾壓溫度根據(jù)現(xiàn)場試驗的結(jié)果確定，以此保證瀝青混凝土的施工質(zhì)量。

（7）接縫處理：根據(jù)工程具體情況，對施工熱縫和施工冷縫采取相應(yīng)的工程措施，保證瀝青混凝土的施工質(zhì)量，以此保證面板的防滲性能。

a.施工熱縫處理：由于先鋪條帶的邊緣已用攤鋪機壓成45°角，施工時接縫兩邊可一起碾壓。

b.施工冷縫處理：用攤鋪機將冷縫先鋪條帶邊緣壓成45°角，攤鋪下一條幅前，將在先鋪條帶邊緣涂熱瀝青，并用遠(yuǎn)紅外加熱器將接縫表面加熱到100℃以上。下一條幅攤鋪后，及時用小型振動碾或振動夯沿接縫進(jìn)行壓實，也可考慮防滲層施工完成后，用遠(yuǎn)紅外加熱器將冷縫表面加熱至180～190℃，再用加熱振動夯沿接縫加熱夯實，確保壓實的效果。

（8）封閉層涂刷：在涂刷瑪蹄脂封閉層前，防滲層表面應(yīng)干凈、干燥。封閉層的涂刷應(yīng)薄層、均勻，填滿防滲層表面孔隙，涂刷厚度按不超過2mm控制。

瑪蹄脂的制備和施工嚴(yán)格按照施工工藝要求進(jìn)行。在封閉層施工過程中要進(jìn)行現(xiàn)場檢測和室內(nèi)檢測，以此保證面板防滲施工質(zhì)量。施工完成的封閉層表面禁止無關(guān)人員和機械行走。

（9）特殊部位施工：對于面板局部，機械無法就位的位置，根據(jù)施工工藝要求，采用人工攤鋪機械碾壓。對于局部無法上振動碾的區(qū)域，利用小夯板進(jìn)行夯壓，確保表面平整度。

4 結(jié)語

本文主要介紹了該水庫堆石壩瀝青混凝土面板裂縫的成因及防治措施，對裂縫部位進(jìn)行開槽修補，對瀝青混凝土面板進(jìn)行薄層加厚處理；以期為瀝青混凝土面板裂縫修補及防治提供一定的參考意見和起一定的指導(dǎo)作用。瀝青混凝土質(zhì)量是面板防滲和施工的重要環(huán)節(jié)，其性能不好掌握，必須對原材料配比進(jìn)行現(xiàn)場試驗，根據(jù)試驗結(jié)果確定相關(guān)的施工工藝參數(shù)。施工時須按照相關(guān)施工規(guī)范和施工技術(shù)要求進(jìn)行，才能達(dá)到預(yù)期的效果。另外，采用瀝青混凝土面板裂縫修補加固方案工程造價相對較高，施工工藝措施較復(fù)雜，在工程實踐中應(yīng)該積累經(jīng)驗，提高施工技術(shù)，保證施工質(zhì)量，減少工程造價。

[1]顧玉川.堆石壩面板裂縫分析和處理[J].水利建設(shè)與管理，2010（9）:18～20.

[2]邵明貴，何忠富，王立明.混凝土面板堆石壩面板裂縫處理技術(shù)[J].黑龍江水利科技，2010，38(3):87～88.

[3]陳建榮.下六甲水電站混凝土面板堆石壩趾板混凝土裂縫處理[J].紅水河，2007，26(4):14～16.

[4]林榮張，吳躍偉，徐汝霖等.水布埡水電站混凝土面板堆石壩面板混凝土裂縫處理技術(shù)綜述[J].水利水電技術(shù)，2007，38(11):71～74.

[5]趙樹東.堆石壩面板混凝土裂縫修復(fù)技術(shù)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010，總第136期,150～151.

[6]水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院·SL228-98混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社,1999：24～25.