熱帶地區混凝土蓄水結構滲漏探析與防治

李征峰

（中鐵二十局集團第二工程有限公司，北京 100142）

1 工程概況

卡賓達省位于剛果河口以北，安哥拉本土西北方，西瀕大西洋，南緯5°線橫穿境內，屬熱帶雨林氣候。每年旱季為5～9月，雨季為10月～次年4月，常年高溫，濕度較大。卡賓達供水項目1標段包含取水泵站、薩薩扎烏水處理廠、卡柏塞拉7 000 m3蓄水池、蘭達納蓄水池（1 000 m3）及配套設施、67 km球墨鑄鐵輸水主管道、弗蒂拉、卡約及錫伯杜入戶管網，薩薩扎烏水處理廠日處理能力為5 萬t。

蓄水結構為：預氧化池、機械攪拌澄清池、濾池、清水池、卡柏塞拉蓄水池及蘭達納蓄水池，所有池體均為蓄水抗滲結構，混凝土強度等級為C30，抗滲等級為S6。

2 池體混凝土滲漏現狀統計

通過對水廠已經澆筑完成的1#、2#機械攪拌澄清池以及V型濾池6～10號池底板的全面檢查，針對存在的問題進行了調查統計，結果如表1所示。

表1 池體混凝土滲漏統計

3 蓄水結構滲漏的主要成因及機理

3.1 溫度原因

卡賓達省位于剛果河口以北，安哥拉本土西北方，西瀕大西洋，南緯5°線橫穿境內，屬熱帶雨林氣候，常年高溫，施工現場紫外線強，氣候溫度過高。因在混凝土硬化過程中光照充足，導致迎光面和背光面的溫度存在差異。由于內外兩邊的水分蒸發速度、溫度冷卻速度不一致，迎光面水分的快速蒸發，使混凝土快速硬化，進而導致體積收縮變小。背光面體積收縮速度低于迎光面收縮速度，導致迎光面混凝土需承受更多的拉力，產生干性縫隙。

3.2 施工原因

（1）吊車配合料斗澆筑，施工速度慢。澆筑速度慢，不能連續澆筑，同時天氣溫度高，混凝土硬化時間縮短，易造成兩層混凝土間的水平貫穿裂縫收縮。（2）拌和機拌和量少、拌和次數多、入倉高度大，易產生混凝土離析，使混凝土黏結力不足，導致拌和的骨料因自身重量逐漸下沉。此時混凝土內部還未徹底硬化，導致塑性收縮的情況出現，如果骨料下沉的過程觸碰鋼筋，會產生與鋼筋方向相同的裂紋。（3）拉桿止水翼環焊接不嚴密、穿墻螺栓在外墻面切割時留頭較長、外部抹砂漿時未能將鋼筋頭蓋嚴，尤其鋼筋頭露在抹灰層外做防水時，穿破防水層，在地下水作用下形成化學腐蝕，并不斷向內墻方向腐蝕造成漏水。（4）混凝土振搗時間不均。對混凝土過振造成混凝土發生離析，引發骨料下沉，造成塑性裂縫，振搗不到位引起孔洞、不密實、蜂窩和麻面等現象，影響混凝土強度，繼而對混凝土和鋼筋之間受力產生影響，成為裂縫的初始點，造成滲漏和結構安全質量隱患。（5）隱蔽部位振搗不到位。混凝土內埋設穿線管、穿墻管等，由于振搗不到位或漏振，造成混凝土不密實、孔洞等現象，沿管壁滲水。（6）袋裝水泥人工上料，導致水灰比不準確。如果加水過多使硬化過程延長，將導致收縮量增加，引發收縮裂縫。（7）振搗順序有誤。振搗下一步底板混凝土時，前一步已振搗完的底板和墻根20～30 cm高混凝土受牽連振動，使已振搗部分混凝土過振引發離析。

3.3 材料原因

（1）砂子含雜質較多，如砂子中的云母超標，將影響骨料與水泥之間的凝結力，使粗集料下沉，細集料上浮，導致貫穿裂縫；砂石中含泥土較多，會增加水的用量，延長凝結時間，導致收縮量增加引發收縮裂縫，影響混凝土強度。

（2）碎石質量不佳。卡賓達當地只有卵石，且密度不均勻，無法保證混凝土的密實度、強度。

（3）模板變形。水廠建筑工藝結構復雜，V型濾池占用大量模板，模板需求量大，使模板的周轉率增加，同時支、拆模板難度大，導致施工中竹膠板損壞嚴重，鋼模強度不足使其在混凝土澆筑施工時變形。當地工作人員技能水平不高、局部安裝不密實、混凝土漏漿嚴重，使結構產生鼓包或裂縫。

3.4 人員原因

（1）施工人員經驗不豐富，處理問題不及時，工作人員操作技能不高，培訓少。

（2）部分工作人員責任心不強，質量意識不夠；職工缺乏敬業精神、責任觀念、質量教育，如未科學計算拌和比，材料檢測、監督等工作流于形式，導致施工現場、材料質量和強度不達標，引發結構裂縫。

4 針對蓄水結構的滲漏防治措施

4.1 溫度因素控制

（1）改善施工環境。注意施工順序，控制施工質量，防止產生蜂窩麻面和裂縫，項目所在地區為熱帶地區，溫度高、濕度大，易導致外界水分侵入和溫度差異對結構產生破壞。

（2）原材料降溫處理。將砂石骨料提前3 d堆入遮陽棚下并灑水，以降低原材料溫度。

（3）保證混凝土溫度。在運送過程中用濕潤的麻袋布覆蓋混凝土，以免混凝土溫度過高。為混凝土施工工作面搭設遮陽棚，以降低環境溫度，澆筑完畢后及時使用濕潤的土工布覆蓋。以保證溫度均衡。

（4）控制養護質量。養護期間始終保持土工布的濕潤，當土工布干燥立即進行下一次養護灑水，夜間的養護工作同樣重要。

4.2 施工質量控制

（1）合理調配機械，加強現場管理。結合現場實際情況，提前考慮混凝土澆筑順序，合理調配人員、機械，混凝土澆筑前機械停放到位，事先標識放料點，由專人負責混凝土放料，保證混凝土澆筑順利、不間斷。要求實驗室優化配合比，延長混凝土初凝時間，避免混凝土冷縫[1]。

（2）檢查防水拉桿，拆模后及時防腐。支模前檢查所有止水拉桿，止水翼環焊接應該滿焊，不得有任何漏焊，焊接完畢后徹底清理焊渣，不得沾染任何油污；拆模后對伸出墻面外的拉桿進行再次切割、打磨，并按照技術要求做好防腐處理，禁止鋼筋頭露在抹灰層外。

（3）按照規范嚴格控制混凝土振搗時間。對工班下發書面技術交底，混凝土搗鼓由中方人員負責，每次插入振搗時間為20～30 s，混凝土自吊斗口下落的自由傾落高度不得超過2 m，澆筑高度如超過3 m須使用串桶或溜管等，振搗器應快插慢拔，插點應均勻排列、逐點移動，不得遺漏，做到均勻振實。

（4）明確施工順序，現場指導。現場指導施工，振搗下部底板混凝土時，禁止將振搗棒插到上部混凝土內及兩處混凝土交界處，應離開一定距離且大于振搗棒振幅距離，避免已振搗完工的底板和墻根混凝土再次振搗。澆筑高墻根混凝土時應在底板混凝土初凝后澆筑，注意振搗棒不插入已初凝的底板混凝土內。

（5）隱蔽部位專人盯控，防止漏振。針對V型濾池工藝復雜、預埋穿墻管較多的現場，每次在濾池混凝土澆筑時，安排專人負責穿墻管周圍混凝土搗鼓，在有套管的部位混凝土澆筑時，從套管兩側下料，振搗時從兩側振至套管底部，待充分搗鼓后方可施工穿墻管上部混凝土。

4.3 材料質量控制

（1）修補模板，支模嚴禁隨意拼湊。修理、打磨變形的鋼模板，修補拉桿孔洞，嚴禁使用損壞嚴重的竹膠板，支模時模板接縫處貼雙面膠，防止接縫過大漏漿，拆模時應輕拿輕放并擺放整齊，禁止從高處扔到地面，安排專人負責模板打磨、修復工作管理，未經修補的模板嚴禁使用，加強支模過程監督，支好的模板由項目部工管部負責驗收，發現問題及時返工。

（2）控制骨料質量。使用前清洗拌和骨料，以免骨料含有較多泥土雜質，嚴格控制粒徑大小，粒徑越小發生收縮裂縫的可能性越大。

（3）拌和水和外加劑。注意拌和用水、外加劑不能含有較多雜質，如在山區施工時，山泉水中堿性較高，直接使用可能引發堿骨料反應。在海邊施工時，海水中的雜質可能引發混凝土的鈣化反應，導致自生收縮。

4.4 人員因素控制

（1）理論學習，現場指導。對抗滲混凝土施工工藝、技術要求進行講解，邀請專家講解供水工藝要求、池體滲漏對工藝和結構的重要性，傳授混凝土防滲漏措施，在施工現場對當地工作進行技術交底，并制定對應的措施。

（2）提高認識，加強質量意識教育。講解質量對工程的重要性、質量控制標準等，按照水廠結構物確定具體負責人，加強施工人員的質量意識、責任意識。

5 池體滲漏處理

經過已完工蓄水結構滲漏的分析，后續施工的池體滲漏現象得到明顯改善，但較大結構仍存在個別滲漏現象，如7 000 m3蓄水池，針對滲漏部位的處理本工程均采用水活性灌漿工藝。

“水活性灌漿”是所有不同低黏度的聚氨酯預聚合物液體的總稱。其遇到水（甚至潮氣）便與水發生化學反應。這種化學反應會產生無害的CO2氣體，灌漿體積膨脹，使灌漿進一步滲透到細縫中。膨脹結束后灌漿凝結成一種穩定、耐久的硬質或柔性的聚氨酯化合物，主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補中，利用壓力設備（壓力0.2～0.4 MPa）將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氯酯等化學材料。

6 結語

本文以安哥拉卡賓達省卡賓達供水項目為背景，主要探討了熱帶地區混凝土蓄水結構裂縫及滲漏的成因，并提出針對性控制措施，最終取得了良好的處治效果，可為相關工程提供參考。