新型防滲止水型式的設(shè)計(jì)與施工方法

汪亞軍，徐 麗，肖桂雨

(1.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310000；2.江蘇路翔交通工程有限公司，江蘇 南通 226500)

在閘室閘墻施工過程中，考慮結(jié)構(gòu)物混凝土澆筑方量大，易產(chǎn)生溫度裂縫等，常常將軸線較長的閘墻沿其長度方向設(shè)置結(jié)構(gòu)縫分為若干分段。結(jié)構(gòu)縫將構(gòu)筑物分成若干獨(dú)立部分，縫內(nèi)多采用填充聚乙烯閉孔泡沫板以適應(yīng)水平方向的伸縮[1]。同時(shí)在結(jié)構(gòu)縫處往往多設(shè)置止水銅片以解決防滲止水問題[2]。這種單一止水銅片受砼溫度收縮、地基不均勻沉降影響，使得止水銅片易發(fā)生斷裂，直接降低止水銅片在結(jié)構(gòu)縫之間的防滲止水效果[3]。

在屋面防水問題上[4]，工民建筑采用的瀝青防水卷材[5]取得成功，但該措施多用于屋面水平方向的防水，對于防水卷材在水利工程的應(yīng)用，以及豎向防水閘墻應(yīng)用未見報(bào)道。

本文在優(yōu)化傳統(tǒng)止水銅片制作工藝的基礎(chǔ)上，迎水面結(jié)構(gòu)縫位置嵌灌雙組份聚硫密封膠，背水面增設(shè)瀝青做涂層加鋪防水卷材。由雙組份聚硫密封膠、止水銅片、防水卷材筑成多道防滲止水屏障。水利工程蓄水驗(yàn)收，閘室段保水性能優(yōu)越、閘墻墻后防滲止水效果顯著。

1 防滲止水工作機(jī)制

首先，利用雙組份聚硫密封膠與混凝土、聚乙烯閉孔泡沫板粘結(jié)性好，抗腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，有效填補(bǔ)結(jié)構(gòu)縫的同時(shí)，仍發(fā)揮良好的密封效果，形成防滲止水的第一道屏障；其次，止水銅片[6]利用純銅在空氣中發(fā)生氧氣反應(yīng)，Cu2O在銅表面形成保護(hù)膜，表層Cu2O在水中溶解氧的作用下部分氧化成CuO，因此銅表面存在雙層氧化物保護(hù)膜，內(nèi)層Cu2O，外層CuO，兩者均很難跟弱酸弱堿發(fā)生反應(yīng)，止水銅片防腐蝕能力很強(qiáng)。嵌入混凝土的止水銅片延展性強(qiáng)于鐵片，較好的適應(yīng)混凝土形變，有效形成防滲止水的第二道屏障；第三，瀝青涂層可以很好的作為防水卷材與混凝土的粘結(jié)劑[7]，利用防水卷材不脆裂、不透水、抗老化、耐疲勞、韌性強(qiáng)的特點(diǎn)[8]，形成防滲止水的第三道屏障。

2 新型防滲止水設(shè)計(jì)

關(guān)于新型防滲止水設(shè)計(jì)，具體參照新型防滲止水型式結(jié)構(gòu)示意圖(如圖1所示)、閘墻應(yīng)用橫剖面典型示意圖(如圖2所示)，各獨(dú)立段混凝土澆筑塊之間設(shè)置2cm的聚乙烯閉孔泡沫板②，可有效降低大體積混凝土澆筑裂縫的產(chǎn)生，在混凝土內(nèi)表面?zhèn)惹豆嚯p組份聚硫密封膠①，可很好的與混凝土粘接，同時(shí)起到嵌縫止水的作用。泡沫板中部采用U型槽④熱瀝青填實(shí)密實(shí)，U型槽便于瀝青成形，在一定程度上可阻止銅片空腔發(fā)生變形，內(nèi)部填充的柔性瀝青可適應(yīng)一定變形。止水銅片③牢固可靠的固定于結(jié)構(gòu)縫之間，避免移位、變形、撕裂，混凝土振搗時(shí)振動棒不可接觸止水銅片，防止損傷止水銅片。

圖1 新型防滲止水型式結(jié)構(gòu)示意圖(單位：mm)

圖2 閘墻應(yīng)用橫剖面典型示意圖(單位：mm)

防水卷材⑥涂層采用改性瀝青⑤，瀝青攤鋪前應(yīng)保持防水基面干燥、平整、無反砂及尖利物。用液化氣噴槍槍火移動烘烤粘接面，粘接防水卷材⑥時(shí)保持平順，緊貼基面，避免出現(xiàn)褶皺或空鼓，可迅速采用腳推卷粘接，或壓輥壓實(shí)。

3 施工工藝與工程實(shí)例

目前該新型防滲止水施工工藝已應(yīng)用于衢江航運(yùn)安仁鋪水利樞紐工程、塔底船閘工程，同時(shí)已發(fā)表并授權(quán)實(shí)用新型專利1篇，公開號：CN207582517U，在審發(fā)明專利1篇，公開號：CN107653914A。為有效推廣新型防滲止水工藝應(yīng)用，結(jié)合衢江航運(yùn)安仁鋪水利樞紐工程展開施工工藝介紹。

安仁鋪樞紐工程位于衢州市衢江已建的塔底水利樞紐下游約8km，衢江區(qū)境內(nèi)上山溪上游約450m處，是衢江干流六級開發(fā)中的第二級樞紐。工程由船閘、泄洪閘及發(fā)電廠房等建筑物組成，船閘按四級航道通航標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，泄洪閘共設(shè)29孔×14m，電站裝機(jī)容量為16MW，多年平均發(fā)電量為5966萬kW·h。樞紐工程為Ⅲ等工程，主要建筑物等級為3級。

3.1 工藝流程圖

新型防滲止水施工主要工藝流程如下：止水銅片制作(一次沖壓成型)→止水銅片安放、固定→單段混凝土澆筑→聚乙烯閉孔泡沫板固定→相鄰段混凝土澆筑→混凝土拆模→攤鋪防水卷材→嵌灌雙組份聚硫密封膠等。新型防滲止水施工工藝流程圖如圖3所示。

圖3 新型防滲止水施工工藝流程圖

3.2 施工要求

(一)聚乙烯閉孔泡沫板厚度應(yīng)與施工圖紙結(jié)構(gòu)縫一致，施工中保持防水卷材與止水銅片等寬，瀝青基面單側(cè)寬5cm。

(二)為保證新型工藝防滲止水性能，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，及時(shí)提供雙組份聚硫密封膠，聚乙烯閉孔泡沫板，止水銅片，防水卷材等材料檢測報(bào)告，必要時(shí)實(shí)行抽檢、平行檢查。

(三)嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)化流程，規(guī)范相關(guān)要求、設(shè)計(jì)技術(shù)說明指導(dǎo)施工。

(四)編制新型防滲止水施工方案，明確施工要點(diǎn)，組織技術(shù)交底[9]。

3.3 施工方法及質(zhì)量控制方法

3.3.1施工準(zhǔn)備

(1)止水銅片、防水卷材等材料進(jìn)場后，項(xiàng)目部組織技術(shù)人員、質(zhì)檢員及施工負(fù)責(zé)要對材料數(shù)量、質(zhì)量按照設(shè)計(jì)圖紙及施工圖紙?jiān)俅问煜げ⑦M(jìn)行技術(shù)交底工作，并對進(jìn)場施工材料進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，合格后方可使用。同時(shí)加強(qiáng)倉庫保管，施工期嚴(yán)格按照施工圖紙和工藝流程施工。

(2)澆筑模板安裝完畢，及時(shí)組織鋼筋、止水銅片隱蔽驗(yàn)收，確保止水銅片位置準(zhǔn)確，固定牢靠。

(3)測量放線：將閘墻標(biāo)高控制線、迎水面縱軸線控制線等按施工測量要求準(zhǔn)確放樣。

3.3.2施工作業(yè)

大體積混凝土澆筑需將澆筑段分若干獨(dú)立段，各段間設(shè)水平與垂直止水銅片，止水銅片鼻梁與翼緣沖壓裝置尺寸滿足規(guī)范要求，兩者一次沖壓而成，避免鼻梁與翼緣先后沖壓造成止水銅片材料損傷，止水銅片沖壓成型如圖4所示。止水銅片采用搭接焊接，焊接時(shí)應(yīng)采用紫銅焊條焊接。氣焊應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度范圍400～500℃，水平銅片與垂直銅片交接處，搭接長度應(yīng)不小于70mm。確保水平與垂直銅片交接處不滲漏，焊后利用煤油浸潤24h，觀察焊縫的嚴(yán)密性，確保無滲漏，止水銅片焊縫檢驗(yàn)如圖5所示。

圖4 止水銅片沖壓成型

圖5 止水銅片焊縫檢驗(yàn)(煤油做介質(zhì))

止水銅片在混凝土澆筑前，應(yīng)充分檢查其是否牢固可靠，作為隱蔽工程予以驗(yàn)收，止水銅片固定與復(fù)核如圖6所示；止水銅片在混凝土澆筑振搗時(shí)，振搗棒不能觸及止水銅片，保持30cm距離。砼澆筑人員加強(qiáng)止水銅片周邊平倉振搗，防止骨料集中與欠振，U型槽嚴(yán)禁堵塞以免影響瀝青灌入。止水銅片在單段混凝土澆筑完成后，一半澆筑于混凝土，一半暴露于相鄰工作面，需盡快將泡沫板釘牢完成相鄰段混凝土澆筑。墻內(nèi)止水銅片布置如圖7所示，相鄰倉混凝土澆筑示意圖如圖8所示。需要注意的是，混凝土澆筑過程中，應(yīng)安排木工進(jìn)行全過程值班，注意檢查止水銅片變形偏移情況，如有偏移，及時(shí)予以糾正，確保施工質(zhì)量。

圖6 止水銅片固定與復(fù)核

圖7 墻內(nèi)止水銅片布置圖

圖8 相鄰倉混凝土澆筑示意圖

整個(gè)施工段完成后，再對分縫面進(jìn)行防水卷材鋪設(shè)防水卷材鋪設(shè)時(shí)，確保工作面平整、干燥、無反砂及尖利物[10]。瀝青熔融后，立即展開錫紙鋪蓋，以免影響粘接效果，降低防水性能。新型防水型式現(xiàn)場布置圖如圖9所示。

3.3.3拆模與養(yǎng)護(hù)

閘墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.21MPa時(shí)，可以拆除模板。拆模后要避免止水銅片長時(shí)間暴曬、裸露，及時(shí)組織鄰倉混凝土澆筑。混凝土澆筑完成后，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28d。

3.3.4質(zhì)量控制方法

3.3.4.1基本要求

(1)控制進(jìn)場材料質(zhì)量，完成相關(guān)材料報(bào)驗(yàn)。

(2)模板安裝要求：角度方正，必須垂直，位置標(biāo)高正確，止水銅片位置準(zhǔn)確，牢固可靠。

(3)必須保證左右鄰倉接槎順直，不錯(cuò)臺，不漏漿。

(4)澆筑的混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、表面平整度達(dá)標(biāo)。

3.3.4.2質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

(1)止水銅片加工、安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1，物理力學(xué)指標(biāo)見表2。

表1 止水銅片加工、安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

表2 止水銅片物理力學(xué)指標(biāo)

(2)防水卷材材料性能見表3。

表3 防水卷材材料性能

4 結(jié)語

本文主要闡明止水銅片安裝，加鋪防水卷材，嵌灌雙組份聚硫密封膠組合施工工藝，設(shè)計(jì)了新型防滲止水組合型式，歸納新型防水型式施工工藝流程，結(jié)合安仁鋪樞紐工程明確施工要求和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。豐富了船閘、大壩、水閘等水工構(gòu)筑物的閘墻、閘墩、擋墻、壩面等防滲止水措施。進(jìn)一步推廣新型防滲止水工藝在水利工程及相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用。