1 江坪河復(fù)合土工膜方案設(shè)計(jì)
江坪河水電站建設(shè)歷程長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜, 因種種原因, 對(duì)大壩中下部面板增設(shè)復(fù)合土工膜。從大壩停工前的填筑高程375 m、一期面板頂高程360 m、泄洪放空洞底板高程370 m 等施工控制性高程和水庫(kù)放空條件等方面綜合考慮, 確定土工膜頂高程設(shè)在382.0 m 高程。考慮到壩高219 m, 水庫(kù)蓄水后,接縫位移可能較大, 為提高接縫止水的防滲效果,將382.0 m 高程以上的周邊縫及面板垂直縫處復(fù)合土工膜延伸至壩頂。復(fù)合土工膜周邊固定在趾板上。土工膜鋪設(shè)面積約3.1 萬(wàn)m2 。
(1) 分區(qū)分倉(cāng)密封設(shè)計(jì)。借鑒船舶設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),每塊面板土工膜獨(dú)立分區(qū), 在分區(qū)的基礎(chǔ)上, 又對(duì)每塊面板分別在325、362 m 高程處設(shè)置兩道水平分隔密封, 避免一點(diǎn)滲漏全區(qū)貫通。382 m 高程以下趾板, 距周邊縫2.0 m 范圍鋪設(shè)土工膜。
(2) 跨縫設(shè)計(jì)。從彌補(bǔ)面板或接縫止水可能的缺陷, 提高防滲效果, 以及土工膜的穩(wěn)定等因素考慮, 實(shí)現(xiàn)土工膜對(duì)面板和接縫止水的全覆蓋。順面
板坡向, 土工膜密封壓條、螺栓與面板表層止水系統(tǒng)共用。土工膜在周邊縫、垂直縫部位的跨縫設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1、2。
(3) 分期施工設(shè)計(jì)。根據(jù)面板施工分期, 分兩期施工, 一期鋪設(shè)頂高程358.0 m, 在358.0 m 高程處, 土工膜不斷開(kāi), 采取粘貼或其他方式對(duì)端口進(jìn)
行臨時(shí)密封固定, 以免施工過(guò)程中雨水浸入, 同時(shí)應(yīng)做好防風(fēng)破壞等措施。各相鄰條幅土工膜水平分縫不應(yīng)設(shè)在同一高程, 各條幅土工膜水平接縫錯(cuò)距不小于1 m, 以盡量避免十字型焊接接頭。
(4 ) 土工膜頂高程的密封與固定。為確保土工膜密封可靠性, 分別在382、381、380 m 高程各設(shè)一道止水密封。每一道密封均用兩層橡膠墊夾一層光面膜＋扁鋼＋膨脹螺栓止水和固定。為防止從螺栓孔漏水, 在每一道密封的上部, 再焊接一層土工膜,覆蓋膨脹螺栓和扁鋼。
2 復(fù)合土工膜的選用及其性能參數(shù)
江坪河水電站壩高219 m, 水壓力大, 對(duì)土工膜的要求高。綜合考慮水壓力、大壩變形特性、面板接縫位移、土工膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、低溫彎折性能、耐靜水壓力、滲透系數(shù)、熱老化性能、脹破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度等因素, 選用PVC 聚氯乙烯土工膜, 厚度為2.5 mm(500 g／m2 ) 。其主要性能參數(shù)見(jiàn)表1。
3 施工工藝
3.1 土工膜的鋪設(shè)
(1) 施工前, 應(yīng)劃分施工區(qū)域, 精確定位, 按施工區(qū)域和測(cè)量定位有序施工。每塊混凝土面板作為一個(gè)分區(qū)單元。
(2) 下料前, 應(yīng)建立膜塊命令系統(tǒng)。PVC 膜的裁剪應(yīng)選擇在平坦寬闊且不能有損壞PVC 膜的堅(jiān)硬場(chǎng)地進(jìn)行, 裁剪之前, 先丈量相關(guān)鋪設(shè)尺寸, 然后用專(zhuān)用勾刀按實(shí)際尺寸進(jìn)行裁剪, 并逐片編號(hào)作記錄, 以便在今后的鋪設(shè)、檢測(cè)、竣工資料、竣工圖中使用。
(3) 丈量鋪設(shè)尺寸時(shí), 要考慮如下相關(guān)因素,即兩幅土工膜之間的搭接寬度為100 mm, 并應(yīng)保證最小寬度不小于80 mm。為方便施工和保證施工質(zhì)量, PVC 土工膜鋪設(shè)應(yīng)根據(jù)錨固螺栓的間距, 分段從上至下鋪設(shè), 錨固孔至PVC 膜的邊沿必須保證50 mm 的寬度, 條幅寬應(yīng)不小于2 m, 切邊應(yīng)整齊。鋪設(shè)安裝PVC 防滲膜時(shí), 要求平整、松弛, 應(yīng)預(yù)留設(shè)計(jì)要求的變形量。
(4) 土工膜宜人工裝卸, 若采用機(jī)械吊裝時(shí),吊繩宜用尼龍編織帶一類(lèi)柔性繩帶, 不得使用鋼絲繩等一類(lèi)繩索直接吊卸, 絕對(duì)禁止野蠻吊卸。
(5) 土工膜周邊采用不銹鋼壓條及螺栓進(jìn)行固定密封, 各分區(qū)防滲膜的密封固定采用不銹鋼壓條、密封墊、密封膠等進(jìn)行固定。防滲膜安裝的不銹鋼壓條、螺栓與分縫處表層止水防滲蓋片共用。為方便施工, 保證施工質(zhì)量, PVC 土工膜鋪設(shè)應(yīng)根據(jù)錨固螺栓的間距, 協(xié)調(diào)表止水施工進(jìn)度, 分段從上至下鋪設(shè), 分段長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。
(6) 在邊坡鋪設(shè)大塊或整卷PVC 膜時(shí), 不能使用靠重力自由滑落的方式, PVC 膜卷在打開(kāi)時(shí)應(yīng)得到控制, 例如拉動(dòng)、抬起或者卷起。鋪設(shè)方式必須保證PVC 膜和其他任何下層的土工材料不受到損害。
(7) 每塊已安裝的PVC 膜塊, 必須使用不易磨去的墨水粗體清晰注明: 鋪設(shè)順序號(hào)碼, 所在卷號(hào)碼, 鋪設(shè)日期。
(8) 不同幅土工膜的搭接接口應(yīng)鋪設(shè)為T(mén) 型、F接口, 盡量避免十字接口, 土工膜鋪設(shè)流程見(jiàn)圖3。
3.2 土工膜的焊接
(1) 復(fù)合土工膜PVC 膜接縫采用熱熔焊接聯(lián)接,一般焊接溫度為250 ~350 ℃, 速度1 ~2 m／min。
(2) 焊縫搭接寬度不小于50 mm, 焊縫為寬10 mm、縫間距15 mm 的雙焊縫。局部短距離焊接、T 型接頭、F 型接頭和缺陷修補(bǔ)使用電熨斗進(jìn)行擠壓焊接。
(3) 復(fù)合土工膜室外施工宜在氣溫5 ℃以上,風(fēng)力5 級(jí)以下并無(wú)雨雪天氣下進(jìn)行。焊接時(shí), 焊接縫接面必須使用棉布擦拭, 并使用電吹風(fēng)烘干, 粘結(jié)面上不得有油污、灰塵。雨雪天必須施工時(shí), 應(yīng)在雨棚下作業(yè), 以保持粘結(jié)面干燥。
(4) 復(fù)合土工膜焊接強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度。
3.3 土工膜的固定連接
不銹鋼壓條和螺栓密封固定系統(tǒng)具體構(gòu)造措施如下:
(1) 對(duì)安裝密封壓條處的混凝土表面進(jìn)行打磨清洗吹干后, 采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行找平, 找平寬度200 mm。
(3) 在找平區(qū)域涂聚氨酯密封膠, 然后安裝上EPDM橡膠密封條, 在橡膠密封條上再涂一道密封膠。
(4) 將PVC 土工膜穿過(guò)固定螺栓, 安裝在橡膠密封條上, 并鋪設(shè)平整。
(5) 在土工膜上涂一層密封膠后, 安裝上層橡膠密封條, 用不銹鋼壓條壓實(shí), 并擰緊螺栓螺母固定。
3.4 土工膜的缺陷修補(bǔ)
PVC 膜在生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工中, 產(chǎn)生的劃痕、折損、燙損、孔洞、虛焊、漏焊和檢測(cè)針孔等缺陷的修補(bǔ), 采用外貼光面PVC 膜利用擠壓焊機(jī)將上下兩層PVC 膜熱熔粘結(jié)。修補(bǔ)部位用1 cm 寬度鋸條人工適度搓毛, 并保持焊接面清潔干燥。搓毛范圍稍大于用于修補(bǔ)的PVC 膜面積大小。修補(bǔ)完成后須100％ 檢測(cè)其滲透性。
4 質(zhì)量控制
復(fù)合土工膜施工質(zhì)量控制措施如下:
(1) 鋪設(shè)范圍內(nèi)實(shí)行封閉作業(yè)。
(2) 應(yīng)在氣溫5 ℃以上, 膜溫20 ℃以上( 電吹風(fēng)加熱) , 風(fēng)力5 級(jí)以下, 無(wú)雨、無(wú)雪的干燥溫和的天氣時(shí)進(jìn)行符合土工膜的焊接工作。
(3) 焊接操作人員、質(zhì)量檢測(cè)人員、修補(bǔ)人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格, 操作熟練后才允許持證上崗。
(4) 所有與土工膜接觸面必須平整、無(wú)雜物、油污, 復(fù)合土工膜搬運(yùn)過(guò)程中不得撕裂外包裝, 避免受損破壞； 土工膜焊接接觸部位必須干燥、潔凈。
(5) 在焊接過(guò)程中, 隨時(shí)注意焊機(jī)的運(yùn)行情況,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)焊機(jī)行走速度和壓力進(jìn)行微調(diào)；當(dāng)施工環(huán)境不滿(mǎn)足技術(shù)要求或影響焊接質(zhì)量時(shí), 停止復(fù)合土工膜焊接。
(6) 不宜長(zhǎng)時(shí)間暴露, 施工中宜邊鋪、邊焊接。
(7) 接縫邊緣位置校正和剝離檢測(cè)時(shí), 采用多人手鉗細(xì)心拉拽, 避免土工膜集中受力破壞。
(8) 作業(yè)時(shí), 工具要求輕拿輕放, 小型工具采用專(zhuān)用工具箱存放, 工具或工具箱與復(fù)合土工膜接觸部位可采用柔軟的材料加以防護(hù)； 施工電源采用護(hù)套線(xiàn), 并加裝漏電保護(hù)器, 避免電纜短路著火燙傷土工膜。
(9) 上游鋪蓋施工前, 對(duì)土工膜面進(jìn)行全面的檢查驗(yàn)收, 并對(duì)表面褶皺及時(shí)處理。蓄水初期, 保持水位緩慢上升, 避免壩體沉降過(guò)快導(dǎo)致復(fù)合土工膜尤其是周邊縫附近土工膜受到破壞。
(10) 焊接作業(yè)中, 隨時(shí)進(jìn)行安全檢查, 確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。
5 質(zhì)量檢測(cè)
(1) 復(fù)合土工膜材料的檢查。首先對(duì)每批復(fù)合土工膜進(jìn)行外觀檢查, 再對(duì)其物理性能、水力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性能和耐久性能進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。
(2) 施工期質(zhì)量檢查驗(yàn)收。①在復(fù)合土工膜被覆蓋前, 應(yīng)檢查有無(wú)漏接, 接縫是否無(wú)燙損、無(wú)褶皺, 鋪設(shè)是否平整。②拼接縫強(qiáng)度的測(cè)試檢驗(yàn)。每1 000 m2取一個(gè)試樣, 做拉伸強(qiáng)度試驗(yàn), 要求接縫處強(qiáng)度不低于母材, 且試件斷裂不得在接縫處, 否則接縫不合格。③焊縫質(zhì)量檢測(cè)。所有焊縫應(yīng)在焊縫完全冷卻后進(jìn)行檢測(cè), 焊縫質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)遵循相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程。檢測(cè)方法采用充氣法和真空法。充氣檢測(cè)法即用于雙焊縫質(zhì)量檢測(cè), 充氣長(zhǎng)度30 ~60 cm,充氣壓力0.10 ~0.25 MPa, 保持1 ~5 min, 壓力無(wú)明顯下降即為合格。真空檢測(cè)法用于單焊縫、T 型及F 型結(jié)點(diǎn)和修補(bǔ)點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè), 真空壓力不小于0.005 MPa, 保持30 s, 肥皂液不起泡即為合格。監(jiān)督碾壓； 同時(shí), 對(duì)碾壓無(wú)法監(jiān)控的部位或區(qū)域加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)以判斷碾壓是否滿(mǎn)足要求。
3.6 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)
各區(qū)壩料碾壓完成后, 結(jié)合碾壓監(jiān)控成果現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)進(jìn)行碾壓質(zhì)量檢查( 碾壓軌跡、錯(cuò)距等) , 確認(rèn)碾壓滿(mǎn)足要求后及時(shí)進(jìn)行干密度試驗(yàn)檢測(cè), 試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行上面一層填筑施工。
4 質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)
在壩體填筑施工中, 充分發(fā)揮第3 方質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和施工單位實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)督、檢測(cè)作用, 以此促進(jìn)試驗(yàn)檢測(cè)管理工作。根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)成果, 對(duì)工程質(zhì)量實(shí)施動(dòng)態(tài)控制。嚴(yán)格執(zhí)行第3 方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的1票否決權(quán), 只要檢測(cè)有1 組不合格, 監(jiān)理工程師及時(shí)要求施工單位進(jìn)行返工處理, 處理后再進(jìn)行取樣試驗(yàn)檢測(cè)。大壩各分區(qū)填筑碾壓后的試驗(yàn)檢測(cè)成果見(jiàn)表1, 檢測(cè)的干密度、孔隙率、滲透系數(shù)等均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
5 結(jié) 語(yǔ)
江坪河水電站大壩工程合理利用冰漬巖填筑面板堆石壩壩體, 通過(guò)采取有效的工程質(zhì)量控制措施,壩體填筑質(zhì)量得到了可靠保證。試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示,冰漬巖填筑面板堆石壩壩體填筑質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求, 質(zhì)量控制措施在技術(shù)上是可行的、成功的。下閘蓄水后, 大壩原型監(jiān)測(cè)數(shù)值變化較小且趨勢(shì)穩(wěn)定, 混凝土面板未發(fā)現(xiàn)異常, 大壩整體運(yùn)行正常。
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