淺析水工構筑物滲漏處理技術

田 磊

（北京市政建設集團有限責任公司， 北京市 100176）

0 引言

近年來，在水廠建設工作中出現問題最多的就是水工構筑物的滲漏現象，不但對水工構筑物的正常生產及安全造成影響，還影響水凈化的處理工作。合格的水工構筑物必須要完成閉水試驗，防止出現滲漏問題。因此，分析其原因，并采取相應的有效措施加以控制與防治。

1 水工構筑物滲漏的原因分析

通過對本市水廠進行調查，發現導致給水工程構筑物產生滲漏的原因有很多，主要原因分析如下。

1.1 設計不合理導致的滲漏

混凝土強度等級過高。在工程施工中，雖然對配合比進行了優化處理，但在工程完工后，尤其出現溫差較大時，水工構筑物的墻體就會出現開裂與滲漏問題。

未加設滑動層和壓縮層。當水廠的給水構筑物貯量較大時，壁底在液體壓力下工作，受地基和樁基的約束，溫度應力的作用下形成結構的開裂與滲漏。

水工構筑物混凝土結構存在不合理性。水工構筑物的鋼筋混凝土結構常常因鋼筋直徑與分布間距較大，使其產生裂縫滲漏現象。此外還包括原材料的質量、混凝土的密實度，在工藝中的缺陷或者施工中存在違規操作，都會導致水工構筑物出現裂縫漏水問題。例如：給水構筑物池壁配備的鋼筋直徑及間距較大，內外兩側配筋不滿足要求，則導致池壁的鋼筋混凝土結構中出現滲漏，必須要解決這一問題，避免為合格的施工質量埋下隱患。[1]

1.2 材料的不安全性能導致的滲漏

在原材料選取時，砂石中含泥量過高，砂石級配不合理，或者水泥用量過多、過少，水灰比不準確，混凝土拌合物出現泌水、離析等現象，都會直接導致混凝土因干縮過大造成開裂與滲漏。其次，混凝土的抗滲等級太低、抗滲混凝土配合比不合理、密實性太差及外加劑用量不當達不到標準等級也會使混凝土結構開裂與滲漏。[2]

1.3 基本構造設置不當導致的滲漏

水工構筑物出現滲漏，與基本構造設置不當有關。當鋼筋混凝土保護層太厚，池壁的抗裂性較差，保護層太薄，則鋼筋易被腐蝕，導致滲漏。此外，設計中的構件計算簡圖與實際受力情況存在偏差，以及環境濕度、溫度、地基和荷載等變化引發的水工構筑物沉降等原因，都會產生滲漏。

1.4 施工工藝技術差導致的滲漏

在水工構筑物的施工過程中，混凝土的攪拌時間太短、運輸時間太長，泵送的混凝土超量，水泥用量過大或水灰比太大，或者欠缺澆筑施工的技術，澆筑模板的拼接存在缺陷，從而造成漏漿的現象發生。另外，如果混凝土振搗不及時，且出現漏振、過振以及混凝土傾落的高度過高，在終凝前受到了干擾，已澆筑的混凝土卻未按規定完成養護，太早的拆卸模板使混凝土穿墻螺栓松動，也會導致混凝土滲漏的發生。

還有一些原因也會造成水工構筑物產生滲漏。例如：混凝土池體的抗拉強度過低，而極限拉應力過小，會出現裂滲；當在施工設計中對承載力、局部構造等做出不合理的處理，也會導致滲漏現象；在水平施工的上下模板處的施工縫位置往往會存在裂滲現象。還有就是出現地基變形或地基不均勻沉降時出現滲漏。在水工構筑物的建設過程中，任意一個環節的失誤都有可能造成構筑物滲漏，給水廠建設帶來不可彌補的損失和危害，因此在建設水工構筑物時，防開裂、防滲漏工作就成為衡量水工構筑物是否達標的重要指標，解決在設計、材料、施工等各環節中存在的問題，提高水工構筑物的滲漏處理技術，防患于未然。

2 水工構筑物防滲漏的技術措施

某自來水公司的水廠在施工過程中采用了相關技術舉措，經過了幾年的生產使用，未出現水工構筑物的滲漏現象。

2.1 設計合理，防止滲漏

水工構筑物在設計時，要嚴格按照《給排水工程構筑物設計規范》的國標要求進行設計，混凝土選用強度等級為C30，抗滲等級P 選用表1 中P6，使混凝土自身具有良好的密實性，從而符合水工構筑物的抗滲要求。

表1 混凝土抗滲等級的規定

利用滑動層施工技術，加設滑動層，防止滲漏。在基礎底板混凝土澆筑之后，倘若基礎底板混凝土發生變形，則底板與基層間會相互移動近而產生作用力，當滑動層作為水工構筑物的建筑構造，可以實現在外力作用下自由移動的功能，減少底板與地基之間的作用力，因而避免出現應力裂縫導致的滲漏現象。在水工構筑物建設中增設滑動層有重要的意義。滑動層設計精巧，施工工藝簡單，僅利用兩層塑料薄膜和夾在中間的一層砂子，便可避免混凝土工程中由收縮應力引發的形變，對水工構筑物的結構起到了良好的防水作用，解決了構筑物滲漏問題，也增加了其耐久性。[3]

2.2 提高材料的性能，優化抗滲混凝土配合比

對于材料的選取，包括混凝土的含量，水泥、石子和砂子要進行合理的選型與配比。在水泥選取時，不要選用高熱早強水泥，可采用收縮性較小、較低水化熱水泥。選取骨料時，應當合理級配，骨料中砂子的含泥量要低于總量的3%，砂子的云母含量要低于總量的1%。如果骨料中含有風化巖石等物質，可通過加入風化巖類，生成石灰石，并與水混合后發生水化反應，體積膨大，在應力的作用下，混凝土會產生裂縫。如果采用堿度較低的砂石骨料，可選用低堿或無堿的外加劑。因此，選擇優質的砂石骨料，采用合理的砂石級配是選材的關鍵。當加入粉煤灰摻合料后，再向水工構筑物中加注一定量的減水劑，則水工構筑物的流動性得到控制，降低水化熱，從而推遲熱峰。在選取外加劑時，其用量應當符合《混凝土外加劑應用技術規范》國標規定的要求，不得隨意增量或減量，影響材料的性能。

由于水工構筑物對抗滲漏功能的要求較高，因此混凝土的配合比不僅要符合《普通混凝土配合比設計規范》的要求，還應當滿足水工構筑物混凝土所要求的抗滲等級、強度以及耐久性實施配合比設計與相關實驗，且還應滿足以下要求:

①采用較小的水灰比(≤0.55)，用水量不宜大于180kg/m'

②在滿足混凝土強度的要求下，降低水泥用量，并不大于350kg/m'。

③在符合工程施工條件下，應當降低砂率，并將砂率控制在35%～40%，混凝土坍落度控制在30～40mm。

2.3 通過滿水試驗，預防滲漏

建設水工構筑物時對滿水試驗有嚴格的要求，利用滿水試驗觀察試件的外觀，不能出現漏水的情況，構筑物的滲水量要按照其面積計算，不得高于2L/（m2·d）。在滿水試驗前，要做好試驗前的準備和檢查工作。例如：清理構筑物雜物、封堵預留孔洞等，檢查構筑物內已清理完畢、已封堵全部預留孔洞等。注水、水位觀測、蒸發量的測定都要嚴格按照滿水試驗的要求進行操作，根據試驗數據進行滲水量計算，當滲水量均小于規范標準，則該構筑物符合設計要求。

盡管構筑物的滲水量滿足規范要求，然而在滿水試驗中，也會出現穿墻孔、管、預埋件滲漏、變形縫滲漏等現象，就需要采取有效的技術措施，預防滲漏。當穿墻孔、管、預埋件發生滲漏，可選用內外壁修補法進行處理。外壁的修補需要在滿水條件下，用鑿子將漏水處鑿出一個深度約為5厘米且里大外小的孔，將補漏速凝劑捏成料團塞進漏水口處，并將其搗實，再用抹子封口，外壁補漏就完成了。內壁修補是在放空水池后進行修補，方法與外壁修補相同。當變形縫出現滲漏時，可采用增加變形縫密封膠的深度與外敷防水材料的方法進行修補。將滲漏位置以外且1 米以內的縫板剔除干凈，用熱風吹干。再使用密封膠將內外縫進行填充密實。如果止水帶的位置砼不密實或者止水帶位置發生偏移，則先將局部剔鑿并修補砼后，再進行內外縫的修補工作。[4]

2.4 提高施工工藝技術

在施工前，要先將混凝土的施工材料進行詳細說明，并上報給參與施工的各個部門，還要詳細地了解當地的氣候狀況，選取適宜的施工時間。為了避免由于溫度應力引發的混凝土破壞，水工構筑物在施工過程應有效控制混凝土的內外溫差，降低入模溫度。所以在施工澆筑時不應選擇溫度較高的午間時段，傍晚時段開始進行混凝土澆筑為最佳時機。

在施工中，順利進行混凝土澆筑的模板可避免滲漏的發生。當第一輛混凝土罐車到達施工現場后，施工負責人必須要做好混凝土配比單的檢驗工作，認真核查檢驗后滿足施工要求的混凝土才可進行澆筑工作。在現場施工過程中，當水工構筑物澆筑時，要確保上料的均勻性，澆筑混凝土的自落高度不得高于1.5 米，若高于1.5 米時應使用串筒或溜管進行下料，防止在下料過程中出現骨料堆積現象。當澆筑較深構件時，可采用水平分層澆筑法來確定澆筑的厚度，確保混凝土構筑物內部不會因厚度增大引起混凝土內部的溫度增加，給澆筑施工造成不必要的麻煩。

混凝土振搗應當實行專人負責制，在混凝土澆筑前先要進行技術交底工作，之后振搗專員使用振搗工具進行振搗操作，振搗時要遵循快插慢拔的原則，不允許撬振鋼筋和模板，在鋼筋分布比較密集的位置和邊角處也要振搗密實。并且要把握好振搗的間距、深度以及持續時間這三個因素。當混凝土經過振搗后，表面露出浮漿，沒有氣泡產生，且不再沉降，此時可停止振搗。混凝土振搗操作一般持續20 至30 秒，插入式振搗器在振搗混凝土過程中，其移動間距不超過振搗器作用半徑的1.5 倍，與模板的間距不超過其作用半徑的0.5 倍。振搗器在振搗上層混凝土時，要插入到下層混凝土約50mm 的位置，防止上下兩層間產生裂縫，引起混凝土滲漏，給水工構筑物的施工帶來損失。

為了確保成型的混凝土在規定齡期內滿足設計要求的強度，避免出現裂逢，水泥的水化作用應處于正常濕度的外在環境中進行，澆筑完成后，進行良好的養護。常溫施工時在12 小時內澆水養護，不低于14 天，澆水次數的多少要看混凝土保持濕潤的狀態。對于天氣炎熱的夏季要增加澆水保濕次數，避免溫度過高導致的過早失水，對于天氣寒冷的冬季，應當注意水化反應的強弱程度，避免由于水化反應強烈而造成嚴重的裂滲。當混凝土池壁出現較大的裂滲，可提高池壁混凝土使用一次澆筑的方法完成，來預防施工中的滲漏現象。

2.5 采用高分子復合材料進行封堵，防止滲漏

水工構筑物漏水一直是水廠建設施工中的一大難題，不僅要求堵漏材料要迅速封堵，還應具有一定的使用年限，實現半永久式封堵的效果。顯然，傳統的五層抹面剛性防水方法施工周期太長，化學灌漿法所需要的設備太過復雜，都存在不足，而高分子復合材料用于水工構筑物防滲漏、封堵的效果能滿足當下的需要。橡膠止水帶遇水膨脹，實現迅速堵漏，且橡膠止水帶膨脹時只會向來水的方向進行膨脹，膨脹后的橡膠止水帶還可與裂縫牢牢貼合。水膨脹橡膠封堵后的滲漏、涌水的堵漏則需要瞬間堵漏劑完成。瞬間堵漏劑可在潮濕環境下與混凝土產生很強的粘接強度。它是采用水膨脹橡膠、瞬間堵漏劑、再與水下環氧粘結劑成型的環氧增強玻璃鋼組成的高分子復合材料相配合，既能快速封堵，作為施工現場的應急措施使用，又有較長的使用年限，用于水工構筑物滲漏、封堵工程具有良好的效果。

3 結束語

隨著科學技術的發展，水工構筑物的防滲漏處理技術也在不斷更新與改進，通過對引起水工構筑物滲漏的原因進行分析，并采取相應的有效措施。在實際的水廠建設工程中，不僅要符合國家設計規定和施工規范，更要結合實際，遵循以混凝土自防滲漏為主，其余方法為輔的原則，嚴格把控好施工中的每一個環節，定能建設出優質的水工構筑物，使水廠建設工程質量達到國家優質工程水平。