喷涂聚脲弹性体在李家河水库大坝防渗处理施工中的应用

文章编号：1006—2610 (2017) 05—0050—03

喷涂聚脲弹性体在李家河水库大坝防渗

处理施工中的应用

孙宇飞，乔峰，张勇

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安710065)

摘要：由于碾压混凝土层间结合面的存在以及混凝土本体抗渗性能较常态混凝土差等因素，碾压混凝土大坝可

能会存在着薄弱层面。为提高碾压混凝土大坝的抗渗性能，李家河水库大坝采用喷涂聚脲弹性体，在大坝上游面 设置一道柔性防水层，提高大坝整体的抗渗能力，保证大坝的安全运行，延长大坝的使用寿命。

关键词：聚脲;碾压混凝土；防渗处理

中图分类号:TU532. 1 文献标志码：A

DOI ： 10. 3969/j. issn. 1006-2610. 2017. 05.013

Application of Spray Polyurea Elastomer in Dam Seepage Treatment of Lijiahe Reservoir

SUN Yufei，QIAO Feng，ZHANG Yong

(Northwest Engineering Corporation Limited，Xi'an

710065，China)

Abstract ： RCC dam may be with weak plane because of the RCC layer interface and the weak impervious performance of RCC compared

with that of the normal concrete. To improve the impervious performance of RCC dam，spray polyurea elastomer ( SPUA) is applied in dam construction of LIjiahe reservoir. At upstream surface of the dam，a flexible impervious layer is provided to improve the integrated impervious capacity of the dam， secure the dam safety operation and lengthen the dam service life.

Key words：polyurea； RCC； seepage treatment

1工程概况

李家河水库大坝工程全名西安市辋川河引水李

2碾压混凝土渗流特性

碾压混凝土坝最大的优点是施工快速、造价经

家河水库大坝工程，坝址位于蓝田县境内灞河一级 支流辋川河中游李家河村附近，是解决西安市东部 用水紧张的骨干供水工程之一，工程任务主要是以 西安市城东区城镇供水为主，兼以发电。水利工程 枢纽河坝为碾压混凝土抛物线双曲拱坝，坝身设泄 洪表孔和泄洪底孔，引水（发电）洞布置于左岸，电 站厂房布置于大坝下游约1 km处左岸，下游河段设 拦河闸形成景观水面[1]。大坝坝顶高程884.00 m， 最大坝高98.5 m，坝体上游防渗区采用C20二级配 碾压混凝土，下游采用C20三级配碾压混凝土，上 下游坝面0.5 m范围采用C25变态混凝土[2]。

收稿日期:2017-05-23

作者简介:孙宇飞（1984-),男，工程师，主要从事水工混凝土 的修补与防护研究工作.

济[3]。但大量的室内试验及现场压水试验都表明， 碾压混凝土坝的施工过程中存在着大量的水平施工 缝，并且在运输和施工过程中，骨料容易分离，特别 是在层面附近，分离更为严重，如果处理不当层面还 会成为强透水面[4]。而由于拌和料的离散性、铺筑 厚度及碾压的不均勻性等因素，按目前的施工方法 及工艺水平，几乎不可避免地要出现坝体水平向的 透水能力较垂直向大2个数量级以上的现象[5]。坝 体混凝土薄弱层中易形成渗漏通道，导致局部渗漏 量偏大，大量高压水进人空隙，长期的冲洗作用会造 成混凝土孔隙增大，使得渗水情况进一步发展[6]， 所以针对碾压混凝土大坝的渗流特点，为提高大坝 整体渗透性,保证大坝的安全运行，应在上游面采取 适当的防渗措施。

西北水电• 2017年•第5期51

3聚脲弹性体概述

聚脲弹性体是国外近年来为适应环保需求而研

土表面没有明显的气孔和裂纹，如表面气孔和裂纹 比较多，应根据缝宽和缝深进行分类，并采用表面涂 抹或化学灌浆的方式等进行处理[11]，保证混凝土基 层无渗水，如图2所示。

制开发的一种新型无溶剂、无污染的涂料，是由异氰 酸酯组份(简称A组份)与胺类化合物组份（简称R 组份)反应生成的一种弹性体物质[7]。

聚脲弹性体具有以下主要特点[8]:(1) 不含催化剂，固化时间短，可在任意曲面、 斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象；(2)

在施工过程中对施工的温度、湿度要求较

低，能适应相对严酷的施工环境；

(3) —次喷涂成型的涂层厚度可从数百微米至 数厘米，施工相对简单易行；

(4) 具有超长的耐老化性能，试验表明，聚脲弹 性体材料的寿命在75 a以上；

(5) 弹性体具有优异的不透水性，可以减少甚

至完全消除覆盖面的渗水，有效地提高基体的渗透

性能；

(6)

弹性体近100%固含量，不含任何挥发性

有机物，是一种完全的绿色环保涂料。

本工程采用的聚脲弹性体性能指标如表1所

示。

表1聚脲弹性体性能指标表

凝胶时间表干时间拉伸强度断裂伸长撕裂强度不透粘接强度 /s /s /MPa 率/% /(N.mrT1)水性 /MPa

GB/T 23416-2009

臆120逸16.0逸450逸50 0.4 MPa,

要求臆452h不透水逸2.5

检测结果

17

45

17.5

456

80

0. 4 MP2…h不透系；a,

水

3.14喷涂聚脲弹性体施工工艺

双组份聚脲施工工艺如图1所示。

4.1基层处理

对于聚脲应用于混凝土基础表面 时，要对混凝土表面进行表面处理， 具体要求如下：

(1)

正常情况下要求混凝土的

含水率低于7%[10]；

(2) 混凝土基层，必须坚固、实、平整和干燥；

(3)

如果混凝土表面存在气孔

图1喷涂聚脲

施工流程图

或裂纹，应采用涂抹专用修补胶泥

等形式对表面进行处理，保证混凝

图2混凝土基层处理图

4.2涂布界面剂

双组份聚脲弹性体在混凝土上应用必须使用界

面剂。界面剂的作用主要有:一是封闭混凝土底材

表面毛细孔中的空气和水分，避免聚脲涂层喷涂后

出现鼓泡和针孔现象;二是界面剂可以起到胶粘剂

的作用，提高聚脲涂层与混凝土底材的附着力，提高

防护效果[12]。涂布界面剂的方法主要采用人工滚

涂的方式进行，要求涂布均匀，无漏涂、无堆积，且厚 度应控制在技术指标误差允许范围内。

界面剂施工完毕后进行目测检查，检查均匀程度、无漏涂和明显缺陷。4.3喷涂双组份聚脲

(1) 喷涂前准备

喷涂现场设备、原料应摆放整齐有序。喷涂聚 脲弹性体前，应先分别把A、B两组份搅拌均匀，特 别是B组份，由于B组份中添加有少量无机填料， 容易沉淀。聚脲弹性体喷涂机设定压力17/22

MPa，系统温度60 ~ 75益，原料温度应该保持在10

益以上。如在冬季施工，当气温低于10益时，应对

原料采取保温措施，并在使用前进行适当的加热。(2) 喷涂过程中的技术要求

1)在一次喷涂范围内均匀薄喷1遍（俗称打

底），所喷聚脲材料凝胶时，可依次喷涂所需要的厚 度为1.5或2. 5 mm。聚脲涂层施工时，下一道要覆

密

52孙宇飞，乔峰，张勇.喷涂聚脲弹性体在李家河水库大坝防渗处理施工中的应用

盖上一道50%，俗称“压枪”，只有这样才能保证涂 层均匀。

2)

施工顺序，先喷顶部寅再喷四周寅最后喷底

部。喷四周时，采用从上到下的顺序施工。另对节 点、拐角、异质材连接处进行聚脲涂层加厚处理。

3)

喷涂聚脲涂层整体应平整、无起泡、无脱层。

喷涂施工如图3所示。

图3喷涂聚脲弹性体施工图

4.4喷涂表层防护层

对于本工程中混凝土坝850. 00 m高程以上部 分，由于该部分可能长期受到日光的直射，所以在聚 脲弹性体涂层的表层涂刷脂肪族类表层防护层，以 防止芳香族双组份聚脲弹性体涂层变色老化，提高 防渗层的耐候性[13]。表层防护层为脂肪族聚脲类 防护层，采用人工涂刷，要求不漏涂，不堆积，均匀封 闭双组份聚脲涂层。4. 5

涂层检查

在涂层施工完成后，应仔细对涂层进行检查，保 证聚脲表面平整、无流挂、无针孔、无气泡、无空鼓、 无开裂、无异物混人。

对于涂层出现鼓包的现象，应对鼓包进行及时 处理，小于250 cm2的鼓包，应剔除鼓包后直接用涂 层修补材料修补至设计厚度，对于大于250 cm2的 鼓包，应剔除表面聚脲及防护涂层，重新涂刷底涂， 对原有防水层表面采用搭接专用粘接剂进行处理， 并及时对修补区域外的部分进行防护，然后按设计 要求重新喷涂聚脲涂层与防护层。

喷涂最终效果如图4所示。

图4喷涂最终效果图

5结语

本次施工采用喷涂聚脲弹性体对大坝上游面进

行防渗处理，喷涂后经质量检查，弹性体成膜效果良 好，在大坝上游面形成完整的防渗涂层，涂层厚度达 到设计要求，符合施工标准要求。

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