BW-II型膨脹止水條在堤防加固涵閘施工中的應(yīng)用

向 明

(湖北騰升工程管理有限責(zé)任公司，武漢 430000)

1 問題的提出

湖北省洞庭湖區(qū)四河堤防加固工程位于湖北中部，是長江流域洪水進(jìn)入洞庭湖的主要通道，該堤防加固工程主要包括堤身加高培厚、堤基防滲處理、堤身錐探灌漿、堤身護(hù)坡、護(hù)岸固腳、堤頂防汛公路、涵閘重建(加固)等。其中涵閘工程包括松滋市躍進(jìn)閘重建、公安縣肖家咀閘重建工程、公安縣法華寺閘加固工程、石首市打井窖閘重建工程等124座涵閘。

涵閘工程中常用的橡皮止水帶和塑料止水帶造價高，而且要將一定設(shè)計(jì)寬度、數(shù)10m長的止水帶材料穿入鋼筋網(wǎng)墻內(nèi)并固定在設(shè)計(jì)位置，操作難度大且施工工藝復(fù)雜，在止水結(jié)構(gòu)方面很難達(dá)到理想效果；而瀝青麻刀填縫及聚氯乙烯膠泥+水泥砂漿壓條等止水措施也很難達(dá)到設(shè)計(jì)止水效果；凸凹形接縫施工縫止水技術(shù)主要通過延長滲水通道以起到防止?jié)B漏的作用，但凸凹形接縫處模板安裝和拆除存在很大困難，采用該技術(shù)后混凝土墻板上口處預(yù)留空隙過小，會降低接縫周圍混凝土密實(shí)度，接縫上槽口內(nèi)的雜物也很難清除。為此，本工程采用BW-II型膨脹止水條進(jìn)行涵閘工程混凝土接縫阻水處理。

2 BW-II型膨脹止水條性能

BW-II型膨脹止水條是混凝土施工縫方面較為理想的止水材料，止水效果優(yōu)良，工程效益顯著。BW系列止水材料于1989年就被國家計(jì)委列入國家級新產(chǎn)品行列。該類型的止水條為遇水膨脹型膠條，其作為無機(jī)材料能夠直接黏貼于混凝土施工縫表面，遇水后因發(fā)生體積膨脹而將施工縫縫隙級毛細(xì)孔全部堵塞，有效解決傳統(tǒng)防滲技術(shù)下因鋼筋混凝土施工縫處箍筋或鋼筋阻礙而無法有效嵌入金屬或橡膠止水片的難題，起到良好的防滲效果。BW系列止水材料分為普通型和緩膨型兩類，其中普通型止水材料適用于施工過程中降水較少的干旱地區(qū)及高寒凍土地區(qū)；而緩膨型止水材料膨脹速度減緩，膨脹后無溶出物，整體性好，適用于各種氣候條件下各類工程止水防滲需要。

BW-II型膨脹止水條屬于緩膨型止水材料，既適用于水利水電工程中的混凝土施工縫及止?jié){縫縫隙止水，也適用于作為結(jié)構(gòu)縫和高水頭工作縫的輔助性填縫材料。該類型止水條自黏彈性良好，遇水后15min左右便會發(fā)生膨脹，且體積膨脹率最大可達(dá)200%-500%，擠密新舊混凝土之間的縫隙，并發(fā)揮以水止水的性能，能實(shí)現(xiàn)對1.5MPa壓力水滲漏的堵塞[1]。該止水條構(gòu)成材料主要為無機(jī)高分子吸水膨脹膠材，可塑性及抗老化性能十分強(qiáng)，可反復(fù)膨脹，即在收縮狀態(tài)下通過其彈性、黏性和延展性確保縫隙嚴(yán)密，在遇水膨脹后滲入混凝土結(jié)構(gòu)縫隙和毛細(xì)孔內(nèi)，增強(qiáng)止水材料和混凝土縫隙黏結(jié)強(qiáng)度的同時，還會在縫隙的制約下產(chǎn)生自壓應(yīng)力，增強(qiáng)材料自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有效止水。

湖北省洞庭湖區(qū)四河堤防加固工程的涵閘工程所使用的BW-II型膨脹止水條規(guī)格為20mm×30mm，(800℃×5h)高溫條件下無流淌，(-200℃×2h)的低溫試驗(yàn)下無脆裂，其主要技術(shù)指標(biāo)詳見表1。

表1 BW-II型膨脹止水條主要技術(shù)指標(biāo)

對于寬度在15mm及以上的寬縫，應(yīng)通過在止水條的迎水面和背水面采取工程措施對止水條因受到水壓后所發(fā)生的變形擠出進(jìn)行限制，以保證其在封閉情況下充分發(fā)生膨脹，將漏水通道徹底堵塞[2]。

3 BW-II型膨脹止水條材料的應(yīng)用

3.1 原混凝土門槽滲漏處理

湖北省洞庭湖區(qū)四河堤防加固工程的涵閘工程中的預(yù)制與現(xiàn)澆混凝土涵閘門槽經(jīng)長期運(yùn)行后所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)縫、伸縮縫等橫向縫存在滲水現(xiàn)象。通過分析滲水原因發(fā)現(xiàn)原止水材料大部分老化而無法發(fā)揮止水效果，且地基因發(fā)生不均勻沉降而導(dǎo)致橫向縫變形。在應(yīng)用BW-II型膨脹止水條進(jìn)行該涵閘工程原混凝土涵閘門槽滲漏阻水處理時，應(yīng)先將原槽身迎水側(cè)縫內(nèi)已經(jīng)失效的止水材料徹底鑿除，并將鑿除后的部位清理成長×寬為20mm×30mm的矩形斷面。清理完成后，將符合設(shè)計(jì)要求的BW-II型膨脹止水條材料按照施工次序壓入槽內(nèi)，并在止水材料表面均勻涂刷一層聚氯乙烯防腐，在水流經(jīng)涵閘門槽后止水條便會發(fā)生膨脹，將原縫隙填塞密實(shí)，起到止水的效果。

3.2 混凝土涵閘門槽橫向縫處理

根據(jù)工程設(shè)計(jì)，湖北省洞庭湖區(qū)四河堤防加固工程的涵閘工程混凝土預(yù)制門槽采用一跨安裝就位后，需要在各跨之間預(yù)留寬度2.0cm的結(jié)構(gòu)縫以發(fā)揮伸縮縫的作用。在進(jìn)行構(gòu)件預(yù)制前，為加強(qiáng)伸縮縫寬度的控制，先將厚度2.0cm的瀝青木板條放在伸縮縫處，并在預(yù)制構(gòu)件安裝時擠緊瀝青木板條，同時應(yīng)將木板條高度控制在低于門槽內(nèi)側(cè)面3.0cm的位置。待預(yù)制構(gòu)件安裝完成后，抽取出瀝青木板條并按照預(yù)留縫隙形狀將BW-II型膨脹止水條材料嵌入縫隙內(nèi)，在其表面均勻涂刷一層聚氯乙烯。

3.3 墻體水平施工縫防水處理

混凝土強(qiáng)澆筑施工前應(yīng)在徹底清理施工縫并露出基底后放置BW-II型膨脹止水條材料，并將止水條材料展開，通過其黏結(jié)性能將其黏貼在施工縫中間，相鄰止水條材料搭接寬度至少為5cm，不得存在斷點(diǎn)，待按設(shè)計(jì)要求安裝好止水條材料后進(jìn)行混凝土澆筑施工。對于立面施工縫，應(yīng)預(yù)留出定位淺槽，并按設(shè)計(jì)要求將BW-II型膨脹止水條鑲嵌在預(yù)留槽內(nèi)，并利用材料自身的黏接性牢固黏貼，并使用隔離紙將止水條材料均勻壓實(shí)。

3.4 混凝土墻和鋼管交接處處理

本涵閘工程混凝土墻和鋼管交接處止水處理是整個工程防水處理的薄弱性環(huán)節(jié)，主要原因在于鋼管材料所具有的溫度膨脹系數(shù)和混凝土結(jié)構(gòu)的溫度膨脹系數(shù)不同，所以兩者交接處必將產(chǎn)生溫度裂縫，形成滲水通道。如何加強(qiáng)混凝土墻和鋼管交接處的防水止水處理是提升本涵閘門槽過水效果和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在進(jìn)行止水施工時，待鋼管就位并校正后，進(jìn)行混凝土墻體支模，并在距離鋼管頂端10cm的位置黏貼一道BW-II型膨脹止水條材料，再進(jìn)行混凝土澆筑。BW-II型膨脹止水條材料在堿性溶液中膨脹率較小，所以在所澆筑完成的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前止水材料不會發(fā)生較大膨脹[3]。待混凝土凝固并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，止水條材料遇水便會發(fā)生膨脹，并緊密填充混凝土墻和鋼管之間的縫隙，取得高效止水的效果。

3.5 固結(jié)灌漿孔堵漏

湖北省洞庭湖區(qū)四河堤防加固工程的涵閘工程施工過程中并未配備機(jī)械封孔設(shè)備，固結(jié)灌漿施工時通過灌漿機(jī)并漿封孔，導(dǎo)致灌漿孔內(nèi)存在滲水、漏水等病害。為進(jìn)行止水處理，先將灌漿孔鑿深8-10cm，再通過干硬性能的水泥砂漿進(jìn)行灌漿孔封堵，如果滲水較為嚴(yán)重，還應(yīng)在水泥砂漿中摻加水玻璃。將BW-II型膨脹止水條材料塞入灌漿孔內(nèi)并用木棍搗實(shí)，使止水材料填充厚度≥3.0cm。再采用干硬性水泥砂漿材料將剩余灌漿孔封堵填平處理，并抹光表面。

3.6 鋼管包封混凝土施工縫處理

本涵閘工程鋼管包封混凝土采用分段跳倉澆筑施工，在進(jìn)行夾倉澆筑時，將BW-II型膨脹止水條材料黏貼在相鄰設(shè)計(jì)面后澆筑混凝土，從而加強(qiáng)鋼管包封混凝土施工縫止水處理。

4 結(jié) 論

BW-II型膨脹止水條材料在湖北省洞庭湖區(qū)四河堤防加固工程涵閘工程施工中的應(yīng)用結(jié)果表明，該止水材料在水利水電工程施工縫止水處理方面應(yīng)用較為廣泛，且該材料防滲機(jī)理獨(dú)特，施工簡便，造價低廉，具有很強(qiáng)的任意成型性。本涵閘工程采用BW-II型膨脹止水條材料進(jìn)行止水處理且工程運(yùn)行已超過2a時間，目前并未出現(xiàn)任何滲漏現(xiàn)象，止水效果十分顯著。