淄博市太河水庫灌區渡槽防滲加固設計與施工技術探析

李炳磊 李炳偉 李炳亮

(淄博市太河水庫管理局,山東淄博 255178)

淄博市太河水庫灌區渡槽防滲加固設計與施工技術探析

李炳磊 李炳偉 李炳亮

(淄博市太河水庫管理局,山東淄博 255178)

隨著科學技術的發展,采用新技術、新設備對水利工程設施管理進行現代化改造和智能化建設,是建設生態灌區的必然要求,是歷史發展的必然趨勢。本文從淄博市太河水庫灌區總干渠存在的問題、節水改造防滲處理設計、施工技術等方面闡述了新技術、新材料、新設備在水利工程領域的應用。

灌區 渡槽 伸縮縫 HBPU膠 聚脲彈性體

1 太河水庫灌區總干渠工程概況

太河水庫總干渠于1972年11月動工興建，1976年建成通水，自水庫灌溉放水洞出口起，經淄川區的太河鄉、黑旺鎮，至臨淄區邊河鄉趙莊分水閘止，全長26.3km，設計流量為25.0m3/s。設計灌溉面積40.0萬畝，1985年“三查三定”核定有效灌溉面積為15.70萬畝。近年來實際最大灌溉面積為15.70萬畝(1980年)，多年平均灌溉面積為7.10萬畝?？偢汕赝窘ㄓ幸?、二、三分干渠，工程建成以來，對灌區內工農業生產和社會穩定起到了重要作用并發揮了巨大的經濟效益和社會效益，由于灌區工程配套不完善，灌溉面積一直沒有達到設計指標。

太河水庫總干渠供水渠道是由漿砌石明渠、隧洞和鋼筋砼渡槽等建筑物組成。鋼筋砼渡槽共有8座，其中U型渡槽6座(西峪、趙家溝、黑旺溝、西太平、坡子、趙莊)、箱型渡槽2座(桐古、黑旺)。總干渠渡槽經過三十多年運行，渡槽混凝土內表面經過多年的輸水沖刷局部出現老化疏松和細小裂縫等現象，渡槽伸縮縫原止水帶已老化，漏水嚴重，冬季漏水凝結成大的冰塊，經過凍融破壞，渡槽使用壽命降低，渡槽滲漏不僅影響輸水量，更關系到渡槽自身結構安全。為保證灌區總干渠的安全供水和水利設施的安全運行，淄博市太河水庫管理局委托山東省水利工程建設質量與安全檢測中心站(山東省水利科學研究院)于2009年對太河水庫總干渠及主要渠系建筑物進行了安全檢測及老化病害評估，為工程的除險加固提供科學依據。部分渡槽檢測結果見表1。

2 工程設計

太河水庫灌區總干渠現承擔農業灌溉及向淄川一干渠和張店二干渠間斷供城鎮生活用水、生態用水任務，既要保證工程順利施工，又要保證安全有序供水。設計要求施工方法簡單，施工快速，施工周期短，施工材料安全、無毒，符合飲用水使用標準。根據檢測報告，針對各個鋼筋砼渡槽存在的主要問題，設計分別采取針對性措施進行防滲加固處理。部分砼渡槽的防滲加固措施詳見表1。

本文主要介紹鋼筋砼渡槽伸縮縫全部采用HBPU膠處理及渡槽內槽身全部采用噴涂聚脲彈性體進行防滲加固處理這兩種方案的設計與施工技術。

表1 砼渡槽防滲加固措施一覽表

3 渡槽伸縮縫HBPU瀝青聚氨酯嵌縫密封膠防滲處理

3.1 設計目標

HBPU膠具有耐低溫、高彈性、黏結性好、抗拉強度高、延伸率大、耐老化、無毒、施工工藝簡單、施工操作方便、止水效果好、填縫造價低等優點，在工程實踐中得到廣泛推廣使用，既能保證各種伸縮縫的結構安全，又能達到生活飲用水衛生規范要求。

3.2 渡槽伸縮縫HBPU膠的施工工藝及技術要求

(1)伸縮縫基面清理，將原止水清除，用磨光機打磨出混凝土新鮮面層，然后用高壓清洗機沖洗伸縮縫，若縫不規則，可采用EF325砂漿修復，填縫料最好是泡沫塑料或保溫材料。

(2)待伸縮縫干燥后，若濕度過大，可用噴燈烤干，涂刷配套專用ZP-1底涂料。

(3)將HBPU膠甲乙組分按重量比1：1混合均勻，裝入塑料袋或膠管中，嵌入處理好的縫中刮平。

3.3 渡槽伸縮縫HBPU膠的質量檢驗

(1)清理好后的伸縮縫基面應干燥、潔凈，無塵土、灰漿。

(2)HBPU膠要隨配隨用，每次配制不宜太多，避免與水接觸。

(3)目測HBPU膠表面應平整，沒有流淌，起泡現象，與混凝土粘結牢固。

4 渡槽內槽身噴涂聚脲彈性體

4.1 設計目標

聚脲材料具有以下特點：(1)不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產生流掛現象，5秒鐘凝膠，1分鐘即可達到步行強度；(2)良好的耐高低溫性能，可在-50℃～150℃下長期使用，可承受350℃的短時熱沖擊；(3)物理性能優異，對環境友好。一次施工可達到厚度要求，克服了以往多層施工的弊病；(4)具有很高的抗沖磨能力，抗沖磨強度是C40混凝土的十倍以上；(5)使用成套噴涂、澆筑設備，施工方便，效率高。聚脲彈性體材料選用全聚脲，選用的材料性能應能夠滿足《噴涂聚脲防滲涂料》(GB/T23446-2009)噴涂聚脲防滲涂料要求。設計噴涂厚度2mm，拉伸強度≥10MPa，斷裂伸長率≥300%，撕裂強度≥40kN/m，聚脲與砼基底或砂漿基底的抗拉強度≥2.0MP。

4.2 渡槽噴涂聚脲彈性體的施工工藝和技術要求

(1)噴涂時施工區域環境溫度控制在5-35℃為宜，混凝土表面溫度不低于2℃。相對濕度在10%-90%之間。

(2)噴涂聚脲施工前，對混凝土基面進行處理：一是清除混凝土表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣質混凝土，露出堅固混凝土面，并用修補材料將表面修補平整；二是對建筑物表面有裂縫的，采用化學灌漿法將環氧樹脂灌入縫內將其通道封閉；三是將混凝土表面打磨平整，除去表面粉塵、油污等雜質，用高壓水清洗表面，清洗后的混凝土表面應保持干燥；四是對混凝土表面局部凹陷部位用聚合物砂漿填補找平，找平材料接觸干燥后，涂刷一道專用底層界面劑，在8-24h內進行噴涂聚脲。

(3)噴涂時應按滿足設計指標要求的預先設定的壓力、溫度等參數進行施工，噴涂霧化要均勻。噴涂厚度為2mm，分2-3遍噴完，噴涂厚度要做到均勻，間隔0.5h-2h再噴第二遍，如間隔時間超過3h則刷一道活化劑后再噴。

(4)噴涂聚脲彈性層后24小時內，采用SK手刮聚脲進行封邊。

4.3 渡槽噴涂聚脲彈性體質量檢驗

(1)目視檢查涂層，涂層應均勻連續、無漏涂、無氣泡、無開裂、無剝落、無劃傷等缺陷。

(2)現場噴涂完成12h后進行涂層厚度檢測，每300m2為一個抽查單位，小于300m2按300m2計。每300m2抽查3處。抽查位置由檢驗人員隨機抽取，抽檢位置間距大于2m，3個試樣的平均厚度應滿足設計要求。

(3)聚脲與混凝基底或砂漿基底的抗拉強度≥2.0Mpa。

5 結語

太河水庫灌區總干渠8座鋼筋砼渡槽伸縮縫采用HBPU膠處理后，經過一段時間的運行，沒用發現滲漏，效果非常理想，達到了設計要求。噴涂聚脲彈性體技術在水工建筑物防滲處理中有工效高、防滲效果好等特點，能較好的滿足設計質量要求，達到了砼渡槽防滲加固目的。實踐證明HBPU瀝青聚氨酯嵌縫密封膠及噴涂聚脲是水利工程抗沖磨、防滲及防腐蝕等方面的新材料、新技術、新工藝，為水工建筑物防滲加固提供了寶貴的施工經驗。

李炳磊(1974.8—),男,大學本科,文學學士學位,工程師,工作單位：淄博市太河水庫管理局,從事灌區、水利工程及城鄉供水管理工作。

李炳偉(1974.8—),男,大學本科,助理會計師,工作單位：淄博市太河水庫管理局,從事灌區、水利工程及城鄉供水管理工作。

李炳亮(1971.8—),男,大學本科,工程師,工作單位：淄博市太河水庫管理局,從事機電管理。