應立鋒

(紹興市舜安水利工程管理有限公司，浙江 紹興 312000)

1 概 述

湯浦水庫位于浙江省紹興市境內(nèi)，壩址位于曹娥江流域下游一級支流小舜江上游，壩址以上集水面積為460 km2，是1座以供水為主，兼有防洪、灌溉和改善水環(huán)境功能的大型綜合性水利工程。湯浦水庫為小舜江供水工程的重要組成部分，解決了紹興市越城區(qū)、柯橋區(qū)、上虞區(qū)人民生活用水與工業(yè)用水。同時，跨區(qū)域向?qū)幉ù认┧?，供水?guī)模為100萬t/d，保護人口為2.65萬人，灌溉耕地為2.09萬畝，多年平均供水量2.76億m3，供水保證率95%。

湯浦水庫樞紐工程為Ⅱ等工程，水庫為大(2)型水庫，主要建筑物東主壩、西主壩、副壩、溢洪道、輸水放空洞為2級建筑物，其設計洪水標準為100年一遇，校核洪水標準為2000年一遇；消能防沖及其他建筑物為3級建筑物，其設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為100年一遇；泄洪渠、臨時建筑物為4級建筑物。

湯浦水庫主壩(壩型為混凝土面板堆石壩)建于20世紀90年代末，當時采用的設計、施工規(guī)范等標準與現(xiàn)行標準間存在一些差異，大壩鋼筋混凝土面板按老規(guī)范設計施工，經(jīng)多年運行至今，面板在自然環(huán)境的高低溫交替中，風化、老化速度加快，呈現(xiàn)裂縫發(fā)展、表面沙化等問題。針對以上問題，提出了對大壩混凝土面板進行保護的要求。

2 混凝土面板防護

混凝土本體防護通常以表面涂層形式實現(xiàn)，涂層能夠隔斷外界與混凝土的接觸，防止環(huán)境水、氣通過混凝土孔洞、微小裂縫侵蝕混凝土內(nèi)部，減少內(nèi)部鋼筋銹蝕可能，減緩混凝土表面弱化，減少面板裂縫增加，提升面板混凝土抗?jié)B性、耐久性，從而保證工程安全有效長期運行。由于涂層材料種類眾多，性能各異，選擇合適的混凝土面板表面防護涂層材料是防護處理成功與否的關鍵。

3 面板防護涂層材料比選研究

3.1 材料要求

用于大壩混凝土面板的防護涂層材料應能與混凝土表面緊密結(jié)合，而且還能有效隔絕外界介質(zhì)侵入混凝土中，能夠起到長期防沙化、抗?jié)B的防護作用；同時不改變面板混凝土結(jié)構(gòu)，涂層材料自身穩(wěn)定可靠，效果長期。因此，選用的材料需做到以下幾個要求：

3.2 材料比選

目前常用的混凝土表面防護材料有聚合物類水泥砂漿類材料、環(huán)氧類涂料、聚脲類高強度彈性涂料等。3種類型的防護材料基本性能各有特點：聚合物水泥砂漿類材料成膜后不透水性能良好(0.4 MPa，2 h不透水)，本體抗拉強度適中(抗拉強度≥8 MPa)，與混凝土粘結(jié)強度適中(≥1.2 MPa)，拉伸性能差，剛性材料，無延展性能。環(huán)氧類涂料成膜后不透水性能良好(0.4 MPa，2 h不透水)，本體抗拉強度高(抗拉強度≥30 MPa)，與混凝土粘結(jié)強度高(≥4.0 MPa)，拉伸性能差，剛性材料，無延展性能。聚脲類高強度彈性涂料成膜后不透水性能良好(0.4 MPa，2 h不透水)，本體抗拉強度高(抗拉強度≥15 MPa)，與混凝土粘結(jié)強度高(≥2.5 MPa)，拉伸性能好(斷裂延伸率≥300%)(見表1)。

表1 材料性能數(shù)據(jù)對比表

從上述3種類型混凝土表面防護材料材質(zhì)性能來看，材料都有良好的不透水性能，能夠達到隔絕水、水汽的抗?jié)B效果，本體抗拉強度高(聚合物砂漿略低，但是也能滿足工況要求)，與混凝土粘結(jié)強度高，都具有一定的抗水流沖刷能力；但是聚合物砂漿、環(huán)氧類涂料都屬于剛性材料，拉伸性能差，而聚脲類高強度彈性涂料斷裂延伸率高達300%以上，拉伸性能好，抗變形能力強，能夠適應一定的面板變形及混凝土開裂。就材料性能而言，聚脲類高強度彈性涂料在這3類混凝土表面防護材料中最符合混凝土面板整體抗?jié)B、防沙化的需求，更滿足混凝土面板保護處理的要求。

聚脲類高強度彈性涂料在滿足以上材料性能的基礎上，還具有以下材料性能：一次成膜厚度適中(毫米級)，對混凝土面板整體的改變性不大，成膜后的涂層抗老化抗紫外線能力強，耐水性好，滿足水庫面板長期日照、浸水、干濕循環(huán)的運行環(huán)境。同時，無論是單組份還是雙組份聚脲類彈性涂料，施工相對也比較簡單，基面處理完以后，配置好材料后抹涂、刮涂、滾涂都可以施工。

3.3 比選結(jié)果

從以上比選研究來看，聚脲類高強度彈性涂料從材料本身的性能及相對符合水庫面板的運行環(huán)境適應性而言，對整個防護材料需求的針對適應性來說，是較優(yōu)選項，在水庫大壩面板長期抗?jié)B、防沙化保護、水庫面板保護處理等方面，是滿足工程需求的。

4 施工應用

4.1 施工流程

湯浦水庫主壩(壩型為混凝土面板堆石壩)作為一座運行約30 a的大壩，其面板在自然環(huán)境的高低溫交替中，風化、老化速度加快，呈現(xiàn)裂縫發(fā)展、表面沙化等問題；選用聚脲類高強度彈性涂料作為面板的防護涂料，采用面板表面整體涂刷的施工方式，對水庫主、副壩面板進行防護處理，可以達到面板整體防護的施工目的。

聚脲類高強度彈性涂料無論是單組份還是雙組份的材料運用于大壩混凝土面板施工都比較簡單和方便，主要施工流程為：施工前準備→大壩混凝土基面清理、打磨→底漆涂刷→涂刷第一道涂料→涂刷涂料，直至滿足設計厚度要求。

4.2 施工工藝

(1)基面處理

用磨光機或高壓水射流設備清理大壩面板混凝土基面，除去混凝土表面浮塵；如有大的沙化或者坑洞缺陷，用環(huán)氧砂漿先對面板表面進行坑洞填補、找平處理，保持基面干燥。

(2)底漆涂刷

基面干燥后，開始涂刷專用底漆，要求滿涂，不能出現(xiàn)漏白的情況。

(3)面漆涂刷

用漆刷涂刷或用刮刀刮涂彈性涂料，若有厚度要求，應在表干后繼續(xù)涂刷，直至厚度達到設計要求。

(4)養(yǎng)護

待最后一道彈性涂料實干后，自然養(yǎng)護7 d后進行后續(xù)施工。

5 運行效果分析

湯浦水庫主壩止水系統(tǒng)更新項目于2018年2月開工，2018年12月完工驗收。該項目面板防沙化處理5 937.99 m2(東主壩處理高程主要為27.91～34.25 m,西主壩處理高程主要為28.61～34.25 m)，完工至今，面板涂層狀態(tài)良好，水位干濕循環(huán)區(qū)未出任何問題，面板也未出現(xiàn)新的裂縫等缺陷情況，達到了整體防滲、防沙化的長期面板保護的施工效果，保證了水庫安全有效長期運行。

6 結(jié) 語

湯浦水庫大壩混凝土面板防護處理至今，運行效果良好。實踐證明，選擇聚脲類高強度彈性涂料材料作表面防護處理材料，通過面板整體涂刷的施工方式，形成混凝土面板整體保護層，實現(xiàn)了對混凝土面板的整體保護的效果。