克拉瑪依引水工程干渠道伸縮縫修補(bǔ)技術(shù)研究

鄧 洪

(新疆克拉瑪依市水務(wù)有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000)

引水工程建設(shè)有利于改善水資源分布不均、短缺的問題[1-2]。由于各種建筑材料存在熱脹冷縮等問題，長距離輸水工程需要修建伸縮縫。部分引水工程在使用過程中，伸縮縫易出現(xiàn)不同程度的損毀，將對渠道輸水效率產(chǎn)生影響，需要進(jìn)行修補(bǔ)[3-4]。結(jié)合克拉瑪依工程，對伸縮縫修補(bǔ)方案進(jìn)行分析，為類似地區(qū)渠道伸縮縫修補(bǔ)提供參考。

1 工程概況

克拉瑪依引水工程屬國家大(2)型工程，其骨干工程-風(fēng)克干渠位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣。干渠穿越高寒干旱區(qū)，極端最高氣溫42.9℃(克拉瑪依氣象站)，極端最低氣溫-42.7℃(福海氣象站)，干旱少雨，風(fēng)沙較大。干渠于2000年建成通水，全長112 km，設(shè)計(jì)流量為23 m3/s，加大流量為28 m3/s。渠道伸縮縫止水材料原設(shè)計(jì)為瀝青砂漿，后因?yàn)r青砂漿老化、剝蝕、脫落較為嚴(yán)重，先后采用了瀝青砂漿、PVC油膏、聚氨酯密封膏、聚硫密封膏等材料進(jìn)行伸縮縫修補(bǔ)工作，效果均不佳。

2 伸縮縫修補(bǔ)工程設(shè)計(jì)

2.1 伸縮縫情況

2.1.1 漿砌條石襯砌伸縮縫情況

渠道邊墻型式為重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，采用條石砌筑，伸縮縫填縫材料大多為瀝青砂漿，與縫體兩側(cè)條石依然具有一定的粘接力；有小部分為雙組份聚硫密封膠(后期修補(bǔ)所采用)。止水材料下部為為高標(biāo)號的細(xì)粒混凝土或苯板，縫體寬度3～6 cm不等，深度3～7 cm不等。兩側(cè)漿砌石面及縫體底部凸凹不平，因受水流影響較小，墻體單薄，墻體相對干燥。

2.1.2 混凝土襯砌伸縮縫情況

混凝土板襯砌伸縮縫有三種類型：

1)梯形邊坡橫縫

2)矩形邊坡橫縫

渠堤砌筑材料漿砌石，迎水面為現(xiàn)澆混凝土，厚度10 cm，伸縮縫原止水材料為瀝青砂漿，完整性尚好。縫體止水材料剔除后，苯板裸露。清理后的縫體尺寸：其寬度4～6 cm不等，深度3～4 cm。縫體相對整齊、干燥。

3)渠道底部橫縫

渠道底部為混凝土板澆筑，縫體尺寸較為規(guī)整一致，寬度3 cm，深度10 cm。原止水材料為瀝青砂漿，現(xiàn)已老化、剝離、沖蝕殆盡，縫體內(nèi)為泥沙混合無，已喪失止水功效。經(jīng)過修補(bǔ)的縫體有聚氨酯密封膠和聚硫密封膠，與兩側(cè)混凝土粘接不良，未能達(dá)到水密性目標(biāo)。縫體清理后，混凝土側(cè)面較濕潤，界面含泥量較高。縫體內(nèi)部處于高含水狀態(tài)。

2.2 伸縮縫修補(bǔ)方案

2.2.1 漿砌條石襯砌邊墻橫縫修補(bǔ)

縫體清理范圍：縫體底部為細(xì)粒混凝土，清理至細(xì)粒混凝土表面為止；底部為苯板，清理縫體深度大于3cm。縫體止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)：見圖1～圖3。

圖1 止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)(一般情況)

圖2 止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)(縫體底部為細(xì)粒混凝土)

圖3 止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)(縫體底部為苯板)

2.2.2 混凝土襯砌梯形邊坡橫縫修補(bǔ)

縫體清理范圍：原瀝青砂漿未剝離，清理縫體深度為3 cm，尤其是水面線以下部分的縫體應(yīng)盡能保留原瀝青砂漿；原瀝青砂漿剝離嚴(yán)重，清理至混凝土板深度(上部8 cm，下部10 cm)。

縫體止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)：見圖4、圖5。

圖4 止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)(利用原瀝青砂漿)

圖5 止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)(全部清理+高壓閉孔板)

2.2.3 混凝土襯砌矩形邊坡橫縫修補(bǔ)

縫體清理范圍：同3.3.1；

縫體止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)：同3.3.1。

2.2.4 混凝土襯砌渠道底部橫縫修補(bǔ)

縫體清理范圍：清理深度10 cm；

縫體止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)：見圖6。

圖6 止水修補(bǔ)設(shè)計(jì)(全部清理+高壓閉孔板)

3 伸縮縫修補(bǔ)工程施工

3.1 一般規(guī)定

聚氨酯密封膠施工的環(huán)境溫度宜為10℃～35℃。當(dāng)環(huán)境溫度低于10℃或高于35℃時(shí)，施工時(shí)應(yīng)采取措施。雨、雪天不應(yīng)進(jìn)行露天施工。增強(qiáng)型聚氨酯密封膠施工前，宜采取專用底涂料。

3.2 縫體清理

縫體清理范圍應(yīng)符合3.3節(jié)的規(guī)定，必須保證縫內(nèi)混凝土、條石或水泥砂漿干凈、干燥。基層表面應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)無油污、無雜物，不應(yīng)有浮漿、起砂、空鼓裂縫等現(xiàn)象。當(dāng)有上述現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采取有效措施處理。縫體始、終端清理尺寸及清理干凈程度要嚴(yán)格達(dá)標(biāo)。縫體清理設(shè)備：錘子、鏨子、切割機(jī)、角磨機(jī)、毛刷、鋼絲刷、吹風(fēng)機(jī)等設(shè)備和機(jī)具。縫體清理宜按下列步驟進(jìn)行。

1)止水材料為瀝青砂漿可用鏨子清理縫體；止水材料為PVC油膏使用鏨子清理困難時(shí)，可用切割機(jī)切割一定厚度的基層。

2)采用毛刷、鋼絲刷清理縫體兩側(cè)基層面，刷除雜物、土、砂等；污染區(qū)域或不平整縫體可用角磨機(jī)去除污染面或磨平。

3)止水材料填筑前，用吹風(fēng)機(jī)清理縫體內(nèi)部，去除雜物、浮灰，并用毛刷將縫體兩側(cè)基材表面進(jìn)行清理。

3.3 密封膠配制

聚氨酯密封膠用于伸縮縫止水修補(bǔ)工程施工前，應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境溫度、施工條件和輔助材料等情況，按生產(chǎn)企業(yè)推薦的配合比或現(xiàn)場設(shè)定的配合比，通過試驗(yàn)確定后，方可開始施工。在施工現(xiàn)場禁止采用手工攪拌，宜采用手提電鉆攪拌器或?qū)Ｓ妹芊饽z攪拌設(shè)備攪拌5 min以上，攪拌的混合物應(yīng)達(dá)到均勻、無色差。配制好的材料應(yīng)在2 h內(nèi)用完，做到隨用隨配。對于陽面和陰面應(yīng)分別配制密封膠。

3.4 密封膠填筑施工

將拌和均勻的混合物用嵌縫機(jī)或油灰刀嵌入接縫。將嵌入的密封膠壓密實(shí)，不得有斷頭或空洞，嵌縫后應(yīng)及時(shí)修整，使其表面光滑。密封膠填筑的必須嚴(yán)密按照操作規(guī)程執(zhí)行，密封膠與兩側(cè)基材的粘接強(qiáng)度是修補(bǔ)工程的“精細(xì)”部分，施工技術(shù)人員要切實(shí)注意。

3.5 特殊施工環(huán)境下的施工

3.5.1 低溫情況下的施工

根據(jù)風(fēng)克干渠生產(chǎn)運(yùn)行的需要，渠道停水期為10月中旬～次年4月初，因此，應(yīng)合理選擇修補(bǔ)工程的時(shí)間和工程量，避免在低溫環(huán)境下的施工。低溫下可采取如下措施。

1)施工室外溫度不應(yīng)低于5℃，密封膠本身的溫度不應(yīng)低于5℃。

2)密封膠配制需根據(jù)低溫環(huán)境調(diào)整配合比和增加固化劑。

3)密封膠施工完7d內(nèi)應(yīng)避免發(fā)生零度以下的氣溫環(huán)境。

4)應(yīng)對提高密封膠與兩側(cè)基材的粘接強(qiáng)度加強(qiáng)措施。

3.5.2 潮濕環(huán)境下的施工

根據(jù)風(fēng)克干渠當(dāng)前運(yùn)行的情況，渠床含水較高，伸縮縫縫體清理后，縫體內(nèi)部往往處于潮濕環(huán)境。因此，對潮濕環(huán)境下的情況做如下規(guī)定：

1) 混凝土襯砌梯形邊坡橫縫修補(bǔ)(潮濕程度低)

(1)盡可能保留原瀝青砂漿；

(2)縫體晾曬：伸縮縫清理后晾曬時(shí)間3 d以上。

2)混凝土襯砌渠道底部橫縫修補(bǔ)(潮濕程度高)

(1)縫體晾曬：伸縮縫清理后晾曬時(shí)間7 d以上或考慮次年4月份實(shí)施密封膠的填筑；

(2)烘烤：汽油噴燈、碘鎢燈進(jìn)行烘烤；

(3)增加密封膠與兩側(cè)混凝土的接觸面積，設(shè)計(jì)見圖3-圖6；

(4)用角磨機(jī)打磨混凝土表面，為混凝土內(nèi)部切割面；

(5)選擇抗潮濕環(huán)境的聚氨酯產(chǎn)品，涂刷底涂料。

3.5.3 寬縫施工

縫寬指縫體寬度大于3 cm，深度大于5 cm以上的縫體，主要為垂直的邊墻橫縫。應(yīng)采取以下措施：

1)調(diào)整密封膠配合比，降低流動性；

2)分次填筑，第一次填筑縫體底部及兩側(cè)，待密封膠有一定強(qiáng)度后第二次填筑，兩次填筑的時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境確定。

4 結(jié)語

(1)風(fēng)克干渠原設(shè)計(jì)采用止水材料為瀝青砂漿現(xiàn)已損毀嚴(yán)重，采用PVC油膏等材料不符合環(huán)保要求且粘結(jié)性能較差，目前干渠滲水情況較為嚴(yán)重。

(2)為了改善風(fēng)克干渠滲水現(xiàn)狀，需修補(bǔ)伸縮縫。針對漿砌石邊墻、混凝土邊墻采用不同的修補(bǔ)方案，以保證修補(bǔ)效果。

(3)針對風(fēng)克干渠所在區(qū)域的自然環(huán)境條件分析了施工方案，施工過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工以保證工程建設(shè)質(zhì)量。