外貼可卸式止水帶在清水池變形縫中的應用

曹 晶

(山西黃河呼延建設工程有限公司，山西 太原 030023)

隨著太原市人口數量增加，城市需水量大幅度提高，自備水源井持續開采，導致地下水位不斷下降，出現水質污染、地面沉降等一系列環境地質問題[1]。為了滿足城市不斷增加的供水需求，完成市政府《關閉用水單位自備水源井實施方案》，急需加快黃河水源太原市呼延水廠二期工程建設，同時完善其供水管網等配套工程建設，構建太原市的供水安全保障體系，促進社會經濟的可持續發展[2]。

水廠構筑物建設過程中混凝土隨著時間變化，在不同溫度濕度、沉降水平等環境下會發生變形，出現裂縫等問題，其中所設置的變形縫則會隨著構筑物變形出現滲漏問題，滲漏水導致構筑物結構內部氫氧化鈣流失，pH減小，鋼筋酸化腐蝕，結構存在安全隱患，從而減少工程的使用年限和周圍建筑物的地基承載力[3]。針對此類變形縫漏水問題，施工單位在變形縫施工過程中學習各種止水帶防滲漏工藝并成功運用到工程施工中。本文以太原市呼延水廠二期工程為例，總結了傳統變形縫施工工藝的優缺點，最終在三標段清水池變形縫中采用外貼式止水帶施工工藝進行防滲處理，從源頭避免變形縫滲漏，避免后期運行過程中出現滲漏后再修補，消耗大量人力和財力。

1 變形縫防滲工藝

1.1 變形縫滲漏原因

根據以往工程經驗[4-5]，構筑物變形縫出現滲漏的原因可以分為內部原因和外部原因，內部原因是由于變形縫中的止水帶因材料、環境等因素出現裂縫導致漏水；外部原因是由于止水帶與周圍混凝土之間存在間隙變形導致裂縫，具體分析見表1。

表1 變形縫防滲原因

1.2 變形縫止水帶類型

為了防止構筑物的變形縫出現滲漏，止水帶一直是防滲漏工程的研究重點。目前傳統止水帶防滲施工工藝包括了中埋式、外貼式、可拆卸式、遇水膨脹止水帶等，見表2，原理是利用重力作用、機械作用把止水帶材料緊壓在混凝土或預埋鋼板上，或者利用混凝土的重力壓緊止水帶進行防水。研究者們也針對不同的工程特點在此基礎上進行一定的優化設計，將其應用到地下工程、污水處理等防水工程中。

表2 變形縫止水帶類型

2 工程概況

2.1 工程概況

太原市呼延水廠二期工程設計規模40萬m3/d，按照工藝流程分成常規處理凈水車間區、深度處理凈水車間及清水池區，其中清水池總調節容積為6萬m3，用于城市生活飲用水需求。本工程設2座清水池，結構形式為鋼筋混凝土，單座有效調節容積3萬m3，每座清水池平面尺寸78.3m×68.0m，水深6.0m，可容水約31946m3。

2.2 設計思路

針對該項目清水池可能出現的變形縫漏水等問題，需要選擇一種適合的止水帶施工工藝。外貼可卸式止水帶施工是新型的防滲漏施工工藝，具有耐伸縮變形、抗震緩沖，施工簡捷，維修方便的優勢，其應用范圍非常廣泛，適用于各種公共、民用建筑，例如隧道、地鐵、地下室、管道外圍、進出水池等對防滲漏要求高的構筑物。另外該工藝無毒、無害，可以達到生活飲用水標準，因此本項目清水池變形縫采用此新型工藝。

3 質量控制要點

(1)根據該項目工程特點編寫相應的施工方案和質量計劃，質量員確保每道施工工序質量，在過程中及時完成發現問題，確定原因和解決問題的閉環過程，保證工程質量達到驗收標準。

(2)提前編寫與施工相關的材料如橡膠止水帶、圓鋼、扁鋼、螺栓等的采購需求計劃，進場前進行材料復驗，內容包括數量、規格、質量及相應的文件證明，保證產品合格。

(3)預埋不銹扁鋼等工序中涉及到混凝土表面打磨時，當打磨清理完成后應立即進行下一道工序，否則需加蓋防塵布保護直至下一道工序開始。

(4)丁基橡膠、止水帶接頭粘貼時應了解粘結劑的固化時間，等粘結劑全部固化完成后才能進行下一道工序施工。

(5)止水帶和各類緊固件安裝時必須保證位置準確，不可偏移，螺帽安裝擰緊加固，且表面無凹凸不平，施工過程中避免螺桿等尖銳棱角對止水帶造成損傷，如有破損立即按照標準修補。

(6)清水池施工完成后需進行滿水試驗，確保變形縫施工工藝無滲漏現象。

4 施工工藝

變形縫內外貼可卸式止水帶是通過專業加工的止水帶，以及相應加工的配件精確安裝到沉降變形部位，利用彈性伸縮變形的特性起到符合結構變形要求和抗滲作用。具體施工工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

4.1 施工準備

施工人員應經過嚴格培訓后持證上崗；施工現場臨電、交通等保證正常施工；在施工過程中嚴格按照國家地區行業的法律規范以及標準進行施工。準備的施工主要材料見表3，進場前進行材料復驗，保證產品均應符合有關質量驗收標準，并滿足飲用水標準。此外施工工具包括電鉆、鉆頭、導管、力矩扳手、電工鉗、錘子、防塵眼鏡、卷尺等。

表3 施工主要材料

4.2 不銹鋼扁鋼預埋

首先開始清水池的鋼筋綁扎工作，在池底板和池壁鋼筋綁扎完成后預埋不銹鋼扁鋼。根據變形縫位置確定不銹鋼扁鋼的水平和垂直距離，通過電焊技術將扁鋼點焊到鋼筋上進行固定。為了止水帶與混凝土表面的完全接觸，在鋼筋混凝土澆筑后，利用磨光機將預埋扁鋼表層的混凝土進行打磨找平和清理。接著進行測量放線，定位出表面螺栓孔和緊固件打孔位置，施工員利用專用電鉆進行鉆孔，并將孔內清理干凈。

4.3 螺栓安裝及丁基橡膠粘結

清理后的螺栓孔灌滿灌漿料后，及時將不銹鋼螺栓安裝進螺栓孔內，并保證不銹鋼螺桿垂直放置于孔內。為加強止水帶與表層之間的連接效果，在表層的雜質清理干凈，表面平整度誤差小于5mm后[10]，采用專用粘結劑將丁基橡膠粘結在表層上。

4.4 止水帶安裝

本工程每個清水池內在南北向、東西向各一條變形縫，首先對止水帶接頭處進行搭接和粘貼處理，其中搭接長度不小于10cm。當粘結劑及丁基橡膠凝固穩定后確定止水帶位置，定位無誤后開始擺平拉直，進行鋪設止水帶工作，安裝過程如圖2所示。

圖2 止水帶安裝示意圖

4.5 壓板安裝

現場安裝圖如圖3所示，在止水帶兩側根據放線位置及時安裝-12mm×50mm通長不銹鋼扁鋼緊固壓條和φ12mm圓鋼，放置到位后將-16mm×160mm不銹鋼扁鋼緊固件壓板的預留螺孔對準螺桿安裝，保證位置準確性。每一段壓板安裝完畢后，對螺母進行初步緊固固定，最后等全部壓板安裝完成后用力矩扳手檢查每一個螺母的緊固程度，并將未達到緊固程度的重新緊固壓實，保證外貼止水帶的防滲漏效果。

圖3 緊固件安裝現場圖

4.6 滿水試驗

土建工程結束后對2座清水池進行15天的滿水試驗，根據規范要求開始注水和觀測。15天后，通過試驗發現該水池的最大滲透量是1.21L/(m3·d)，小于滿水試驗規范要求的標準值2L/(m3·d)，因此試驗結果是采用外貼止水帶施工工藝的變形縫處無滲漏，止水效果較理想。

5 效益分析

外貼可卸式橡膠止水帶與傳統外貼不銹鋼板相比，施工簡單，操作方便，加工、安裝可節約成本及人工費30%；并且該技術使用年限長，維護次數低。經過計算，市場上維修止水帶成本為每米128元，滿水試驗成本每次每立方米0.6元。在本工程中，清水池2座，每座變形縫實施長度約146m，滿水試驗水量約31946m3。因此后續運行過程中可降低單次維修的成本約：2×(146×128+31946×0.6)=75711.2元。

6 結語

構筑物土建過程中的變形縫防滲漏工藝對于工程結構穩定極為重要。根據工程特點和止水帶類型，太原市呼延水廠二期工程選擇了外貼可卸式橡膠止水帶施工工藝，在實踐中發現該工藝在變形縫處能夠明顯解決滲漏問題，并且減少后期的運維成本，可在水利工程中的地下室、進出水池等構筑物變形縫中推廣。

但是與傳統工藝相比，可卸式止水帶工藝原理仍然是利用外界壓力增加滲水阻力或阻止水的通過或延遲滲水路徑時間。實際上由于混凝土收縮問題，止水帶并不能真正與混凝土形成無縫粘合，因此抵御不住長期持續作用的水滲透壓力。因此未來需要繼續研究新技術徹底解決密封止水問題，實現更有效的長期防水效果。