混凝土面板堆石坝面板防沉降变形的接缝施工方法与流程

本发明属于水电水利工程水工建筑物技术领域，尤其涉及混凝土面板堆石坝面板防沉降变形的接缝施工方法。

背景技术：

为了保护生态环境，减少一次能源对大气环境的污染，充分利用再生与清洁能源，大力发展水电产业，而水电大坝是必须修建的主要水工建筑物。而混凝土面板堆石坝是充分利用当地材料坝，既经济又快速，特别适合于偏远山区，尤其是中国的西部地区。现代混凝土面板堆石坝的结构中，采用的连续施工混凝土面板，硬化后是一刚性的混凝土面板，由于分期混凝土面板之间是刚性连接，大坝沉降变形易造成混凝土面板与垫层料脱空，而未采取任何措施，容易造成混凝土面板与坝体垫层料的脱空而断裂或者坍塌，对大坝安全运行不利。

发明专利申请公布号CN103590369A公开了一种混凝土面板堆石坝接缝防水构造及其施工工艺，其中防水构造包括位于堆石坝接缝下部的F型铜止水带，所述石坝接缝上部固定设有U型托板，U型托板的外围设有防护装置，该发明防水构造保留原工艺中，铜止水带和填缝材料工艺部分，而对迎水面通过安装U型托板—两侧开槽灌胶粘接两层防水卷材—安装面层保护挡板工艺，把传统的“有缝防水”改为“无缝防水”，优化混凝土面板堆石坝接缝的防水构造，提高接缝防水可靠性和耐久性。该施工工艺包括设置U型托板、在混凝土本体上开槽等工艺，本发明简化了原有的繁琐的施工工艺，节约材料成本和人工成本，大大提高了接缝防水的可靠性。该发明缺点在于是对原混凝土面板堆石坝与趾板周边缝“F型”止水，混凝土面板分块垂直板缝“W型”止水的接缝表层柔性止水片镶嵌的改良，且在混凝土面板边缘开槽削弱了混凝土面板抗挤压有效断面面积，对混凝土面板抗挤压破坏能力不利，不能解决因大坝填筑堆石体的沉降导致混凝土面板水平向断板或者塌陷导致的质量问题。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供混凝土面板堆石坝面板防沉降变形的接缝施工方法，在混凝土面板分期接缝处水平向设置钢铰接，其包括以下步骤，

步骤一施工混凝土面板：

1.1凿断与处理挤压边墙

在沿混凝土面板垂直缝方向将挤压边墙凿断，凿断深度不小于30cm，缝底宽度不小于6cm，缝口宽度不小于10cm；

1.2施工垂直缝砂浆垫层

在混凝土挤压边墙坡面上，确定混凝土面板垂直缝的位置及砂浆垫层的范围，用铁钎在所述范围内凿槽，铺设M20的砂浆垫层，铺设M20的砂浆垫层的平整度要求在2m长的范围内控制在5mm以内，以利于安装止水铜片及侧模；

1.3施工周边缝沥青砂浆块

拆除周边缝处趾板止水片的保护设施，露头拉筋用砂轮机磨平，用铁钎、铁撬凿槽，并修整成型，埋设沥青砂垫块，沥青砂垫块之间的缝隙用热沥青灌实，沥青砂垫块之间平整度控制在10m范围内、起伏度不超过20mm；

1.4整修混凝土挤压边墙坡面

垂直缝砂浆垫层施工完毕后，以其为基准对混凝土挤压边墙面进行超欠整修处理，其偏差控制在+5cm～－8cm，高出部分采用风镐凿除，低洼处采用砂浆填补，为混凝土面板提供一个平整的支承面；

1.5喷涂乳化沥青施工

挤压边墙坡面整修完毕后，沥青喷射机由上至下开始喷涂乳化沥青，首先在坡面上喷射一遍乳化沥青，待干后再喷射第二遍乳化沥青，抛洒砂子，然后喷射第三遍乳化沥青，在坡面上再洒一层砂子，乳化沥青为沥青含量为60％的溶剂稀释乳液；

1.6制作与安装混凝土面板钢筋

现场制作每块混凝土面板钢筋，混凝土面板钢筋的接头采用剥肋滚压直螺纹套筒连接；将钢筋两端头用专用车丝机加工成螺纹型，并用硬质塑料套保护，加工完成的钢筋按要求套丝检查、记录、编号挂牌堆存；

安装钢筋时首先在坡面布置架立筋，架立筋用Φ25mm螺纹钢，按总量的50％布置，其余用板凳筋作架立筋支撑钢筋，并在架立筋上标出钢筋绑扎的设计位置，将坝面上加工钢筋按编号顺序用钢筋台车水平运至临时堆存地点，16～25T吊车将加工好的钢筋吊于坡面施工台车上，用5T卷扬机牵引钢筋台车将其运至安装工作面，每次输送2～3吨钢筋；按照下一步混凝土浇筑要求将架立筋逐步割断，避免混凝土面板与混凝土挤压边墙的相互约束；

1.7制作与安装铜止水片

采用四级铜止水片成型机在坝面施工平台现场压制成型，顺坡面下送至周边缝接头处，长度依每块面板的情况确定，最长连续压制成形140m，铜止水片连接采用双面搭接焊，搭接长度不少于20mm；

1.8制作与安装混凝土面板侧模

1.8.1混凝土面板侧模为钢木组合结构，主要由18轻型槽钢配木模板组成，轻型槽钢标准长为3m-6m，底部渐变段为6cm厚木模板，每副模板长3m；

1.8.2混凝土面板侧模安装在垂直缝底止水安装完成后进行，混凝土面板侧模安装自下往上，在仓面两侧布设坡面小车，用5吨卷扬机牵引运输侧模材料，混凝土面板外侧采用三角支撑架固定，三角支撑架用Φ20mm长50cm钢钎固定于挤压边墙垫层护面上，内侧采用钢筋作支撑；

1.8.3混凝土面板侧模初步安装完成后，用连接螺栓调整垂直度，混凝土面板之间的接缝平整密实，无错台现象；

1.9铺设溜槽

溜槽采用梯形形状，每节长2.0米，端部设连接挂勾，滑模下滑时，在钢筋网上铺设并分段固定，溜槽上部采用柔性材料作盖板，底部铺设塑料布或绒毛毡，与钢筋网隔开，溜槽内每隔20～30m设置塑料软挡板，以防止骨料分离和缓冲混凝土下滑冲力，混凝土面板分缝宽16m时对称布置二道溜槽，8m宽时中间布置一道溜槽；

1.10浇筑混凝土

混凝土用自卸汽车运输至坝面后卸入受料斗内，由受料斗顺坡面溜槽输送入仓，仓内摆动溜槽，按30～50cm分层布料，仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣，靠近侧模和止水片的部位，采用φ70mm软管振捣器振捣，振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下，振捣间距不大于40cm，深度达到新浇混凝土层底部以下5cm；

步骤二水平向的铜止水片下部柔性止水填料铺设，水平向的铜止水片上部安装加固，锚固钢筋与钢垫板安装；

步骤三重复步骤一进行二期混凝土面板浇筑；

步骤四安装钢铰接；

步骤五水平向的铜止水片上部柔性止水填料铺设；

步骤六水平向的铜止水片上部柔性止水填料上覆盖橡胶盖片，固定在混凝土面板上；

步骤七重复步骤一到步骤六，进行三期与四期，四期与五期混凝土面板堆石坝面板防沉降变形的接缝施工，以此类推。

进一步的，所述柔性止水填料是改性沥青填料。

进一步的，所述钢铰接由钢铰座和钢转轴连接而成。

进一步的，橡胶盖片通过膨胀螺栓固定在混凝土面板上。

进一步的，柔性止水填料的厚度为2mm。

进一步的，水平向的铜止水片的厚度为1-1.5mm。

进一步的，架立筋间排距为2.0～2.5m，打入挤压边墙40cm。

进一步的，沥青砂垫块中的沥青与砂重量比为1：10。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明在混凝土面板堆石坝的混凝土面板分期施工接缝处设置水平向钢铰接结构，铰底设一道铜止水，表层设置一道柔性止水，以使得混凝土面板随大坝沉降变形而转动沉降，使得混凝土面板与大坝沉降协调变形，即贴随混凝土面板坡面转动而转动，能够有效的解决因大坝填筑堆石体的沉降导致混凝土面板水平向断板或者塌陷导致的质量问题。

附图说明

图1为本发明所述混凝土面板水平向接缝设置钢铰接结构示意图；

图2为本发明所述钢铰接结构示意图。

图中所示：1-混凝土面板，2-钢铰接，21-钢铰座，22-钢垫板，23-锚固钢筋，24-钢转轴，3-水平向的铜止水片，4-柔性止水填料，5-橡胶盖片，6-膨胀螺栓。

具体实施方式

现结合说明书附图，对本发明所述方法的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本发明提供混凝土面板堆石坝面板防沉降变形的接缝施工方法，防大坝沉降变形的接缝技术，在混凝土面板1接缝处设置钢铰接2，其包括以下步骤：

步骤一施工混凝土面板1：

1.1凿断与处理挤压边墙

在沿混凝土面板垂直缝方向将挤压边墙凿断，凿断深度不小于30cm，缝底宽度不小于6cm，缝口宽度不小于10cm；

1.2施工垂直缝砂浆垫层

在混凝土挤压边墙坡面上，确定混凝土面板垂直缝的位置及砂浆垫层的范围，用铁钎在所述范围内凿槽，铺设M20的砂浆垫层，铺设M20的砂浆垫层的平整度要求在2m长的范围内控制在5mm以内，以利于安装止水铜片及侧模；

1.3施工周边缝沥青砂浆块

拆除周边缝处趾板止水片的保护设施，露头拉筋用砂轮机磨平，用铁钎、铁撬凿槽，并修整成型，埋设沥青砂垫块，沥青砂垫块之间的缝隙用热沥青灌实，沥青砂垫块之间平整度控制在10m范围内、起伏度不超过20mm，沥青砂垫块中的沥青与砂重量比为1：10；

1.4整修混凝土挤压边墙坡面

垂直缝砂浆垫层施工完毕后，以其为基准对混凝土挤压边墙面进行超欠整修处理，其偏差按控制在+5cm～－8cm，高出部分采用风镐凿除，低洼处采用砂浆填补，为混凝土面板提供一个平整的支承面；

1.5喷涂乳化沥青施工

挤压边墙坡面整修完毕后，沥青喷射机由上至下开始喷涂乳化沥青，首先在坡面上喷射一遍乳化沥青，待干后再喷射第二遍乳化沥青，抛洒砂子，然后喷射第三遍乳化沥青，在坡面上再洒一层砂子，乳化沥青为沥青含量为60％的溶剂稀释乳液；

1.6制作与安装混凝土面板钢筋

现场制作每块混凝土面板钢筋，混凝土面板钢筋的接头采用剥肋滚压直螺纹套筒连接；将钢筋两端头用专用车丝机加工成螺纹型，并用硬质塑料套保护，加工完成的钢筋按要求套丝检查、记录、编号挂牌堆存；

安装钢筋时首先在坡面布置架立筋，架立筋用Φ25mm螺纹钢，间排距2.0～2.5m，打入挤压边墙40cm，按总量的50％布置，其余用板凳筋作架立筋支撑钢筋，并在架立筋上标出钢筋绑扎的设计位置，将坝面上加工钢筋按编号顺序用钢筋台车水平运至临时堆存地点，16～25T吊车将加工好的钢筋吊于坡面施工台车上，用5T卷扬机牵引钢筋台车将其运至安装工作面，每次输送2～3吨钢筋；按照下一步混凝土浇筑要求将架立筋逐步割断，避免混凝土面板与混凝土挤压边墙的相互约束；

1.7制作与安装铜止水片

采用四级铜止水片成型机在坝面施工平台现场压制成型，顺坡面下送至周边缝接头处，长度依每块面板的情况确定，最长连续压制成形140m，铜止水片连接采用双面搭接焊，搭接长度不少于20mm；

1.8制作与安装混凝土面板侧模

1.8.1混凝土面板侧模为钢木组合结构，主要由18轻型槽钢配木模板组成，轻型槽钢标准长为3m-6m，底部渐变段为6cm厚木模板，每副模板长3m；

1.8.2混凝土面板侧模安装在垂直缝底止水安装完成后进行，混凝土面板侧模安装自下往上，在仓面两侧布设坡面小车，用5吨卷扬机牵引运输侧模材料，混凝土面板外侧采用三角支撑架固定，三角支撑架用Φ20mm长50cm钢钎固定于挤压边墙垫层护面上，内侧采用钢筋作支撑；

1.8.3混凝土面板侧模初步安装完成后，用连接螺栓调整垂直度，混凝土面板之间的接缝平整密实，无错台现象；

1.9铺设溜槽

溜槽采用梯形形状，每节长2.0米，端部设连接挂勾，滑模下滑时，在钢筋网上铺设并分段固定，溜槽上部采用柔性材料作盖板，底部铺设塑料布或绒毛毡，以与钢筋网隔开，溜槽内每隔20～30m设置塑料软挡板，以防止骨料分离和缓冲混凝土下滑冲力，混凝土面板分缝宽16m时对称布置二道溜槽，8m宽时中间布置一道溜槽；

1.10浇筑混凝土

混凝土用自卸汽车运输至坝面后卸入受料斗内，由受料斗顺坡面溜槽输送入仓，仓内摆动溜槽，按30～50cm分层布料，仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣，靠近侧模和止水片的部位，采用φ70mm软管振捣器振捣，振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下，振捣间距不大于40cm，深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。

步骤二如图2所示，水平向的铜止水片3下部柔性止水填料4铺设，水平向的铜止水片3上部安装加固，锚固钢筋23与钢垫板22安装；

步骤三重复步骤一进行二期混凝土面板1浇筑；

步骤四安装钢铰接2；

步骤五水平向的铜止水片3上部柔性止水填料4铺设；

步骤六水平向的铜止水片3上部柔性止水填料4上覆盖橡胶盖片5，固定在混凝土面板1上；

步骤七重复步骤一到步骤六，进行三期与四期，四期与五期混凝土面板堆石坝面板防沉降变形的接缝施工，以此类推。

所述柔性止水填料4是改性沥青填料。所述钢铰接2由钢铰座21和钢转轴24连接而成。橡胶盖片5通过膨胀螺栓6固定在混凝土面板1上。柔性止水填料4的厚度为2mm。水平向的铜止水片3的厚度为1～1.5mm。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。