LEAC丙烯酸聚合物水泥在北疆供水渠道防滲中的應(yīng)用

趙多明

（新疆額爾齊斯河投資開發(fā)（集團(tuán)）有限公司，烏魯木齊 830000）

1 工程概況

北疆供水工程總干渠位于季節(jié)性凍土地區(qū)，工程沿線分布泥巖、低液限粉土等不良地質(zhì)，具有遇水膨脹、崩解或軟化變形的特征。同時(shí)渠道兼有挖方、填方及半挖半填等多種形式，底下水位賦存條件復(fù)雜，運(yùn)行期渠道防滲層老化導(dǎo)致的滲漏水極易在挖方區(qū)域形成滯水區(qū)，或者在填方區(qū)域形成管涌及流土破壞。因此，對(duì)于長期運(yùn)行條件下渠道防滲層的老化及防滲功能喪失問題，需要進(jìn)行工程修復(fù)。目前，渠道斷面為弧底梯形，弧底半徑8.4 m，弧長6 m，采用現(xiàn)澆混凝土+一布一膜復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，因此，弧底具有較好的防滲能力。然而弧底上接的直線段渠坡為六棱塊預(yù)制襯砌板+一布一膜的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，在預(yù)制板間進(jìn)行砂漿勾縫，長度達(dá)16.7 m。直線段與弧底相接處土工膜采用熱熔膠進(jìn)行黏接，存在一定的施工缺陷，因此，容易形成滲漏點(diǎn)。同時(shí)直線段預(yù)制襯砌間砂漿勾縫長期受沖刷及凍融循環(huán)作用而產(chǎn)生剝蝕，導(dǎo)致土工膜保護(hù)層破壞從而形成滲漏通道[1，2]。為此，工程修復(fù)主要區(qū)域?yàn)橹本€段與弧底相接處土工膜以及直線段預(yù)制襯砌。前期修復(fù)方案選擇全斷面現(xiàn)澆混凝土襯砌來代替預(yù)制襯砌，然而限于施工工期長且渠坡平整度差等原因而難以實(shí)施。

借鑒目前建筑物屋頂綠色防滲涂料的防滲施工方案，本文提出了采用有機(jī)高分子涂料防滲配合無機(jī)水泥強(qiáng)化的方案進(jìn)行渠道防滲層修復(fù)。通過市場調(diào)研，選用了聚脲、瀝青以及丙烯酸聚合物水泥等多種防滲涂料。經(jīng)過現(xiàn)場多次實(shí)踐，最終采用丙烯酸聚合物水泥涂料，并對(duì)該材料的具體工程應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2 材料與設(shè)備

2.1 LEAC雙組分聚合物水泥材料性能

所選抗?jié)B材料為LEAC 雙組分丙烯酸聚合物水泥，通過將該材料涂刷在渠坡迎水面的襯砌表面上，在渠坡外側(cè)形成防水層，既能保護(hù)原混凝土襯砌不受侵蝕介質(zhì)的作用，又達(dá)到了代替原先防滲膜實(shí)現(xiàn)消除渠基滲漏的目的。材料性能特點(diǎn)如下：

1）施工完成后無搭接縫，可根據(jù)各類建筑造型、細(xì)部結(jié)構(gòu)（如穿墻管、管根）的幾何形狀成膜，整體性好。避免了其他各類卷材在此類部位因貼合或搭接不好而造成的滲漏隱患。

2）滿粘材料避免了因躥水給維修造成的困擾。耐候性好，耐凍融能力強(qiáng)，有很好的抗紫外線老化能力。通過耐紫外線老化1 000 h 測試。本產(chǎn)品可在屋面長期裸露使用，防水性能可靠，使用壽命長。

3）有多種低溫柔度材料可選擇，適合全國所有建筑氣候區(qū)。低溫柔度可在-5～-40 ℃范圍內(nèi)選擇，可滿足全國不同建筑氣候的使用環(huán)境。

4）耐水性好，防水涂膜可長期在水中裸露浸泡使用。彈性好，抵抗基體開裂能力強(qiáng)。涂膜架橋能力超過3 mm。

5）良好的黏結(jié)性，與常用建材均有較強(qiáng)的黏接或被黏接性。可在彩鋼板、PVC 管、玻璃、鋁合金、不銹鋼、瓷磚光面、石材拋光面等基面上實(shí)施防水施工，也可在木材、瀝青、橡膠上使用。

為了保證該材料在本工程渠道襯砌表面應(yīng)用的可靠性，根據(jù)渠坡可能產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)變形、水流沖刷及高水位運(yùn)行滲漏等特殊情況，對(duì)材料的抗剪切強(qiáng)度、黏接強(qiáng)度和高水頭抗?jié)B性能進(jìn)行了室內(nèi)檢測，結(jié)果見表1。檢測結(jié)果表明，目前選用的防水抗?jié)B材料本身抗?jié)B性和黏結(jié)性能可以符合目前渠道要求，然而抗剪性能較弱，為此，采用鋪設(shè)加筋布方式提高其應(yīng)對(duì)渠坡不協(xié)調(diào)變形對(duì)材料產(chǎn)生的破壞。

表1 LEAC丙烯酸水泥防水涂料力學(xué)性能

2.2 LEAC丙烯酸聚合物水泥渠道現(xiàn)場施工設(shè)備

LEAC 丙烯酸聚合物水泥防滲材料在建筑物屋頂防滲中應(yīng)用較為廣泛，多采用噴涂方式，具有施工效率高、節(jié)省人工的優(yōu)點(diǎn)，然而在本工程中難以實(shí)施，主要有以下原因：

1）渠道坡面較陡，噴涂料無法有效凝固而產(chǎn)生流動(dòng)，造成材料分布不均勻。

2）現(xiàn)場常為有風(fēng)環(huán)境，噴涂無法保證材料有效著面。

3）現(xiàn)場施工量大，施工時(shí)間長，環(huán)境溫度較低，噴涂設(shè)備常發(fā)生堵塞。鑒于本工程現(xiàn)場施工環(huán)境的特點(diǎn)，現(xiàn)場需要采用涂抹方式進(jìn)行施工，所用材料及相應(yīng)的設(shè)備見表2。

表2 材料設(shè)備一覽表

3 防滲涂層現(xiàn)場施工工藝設(shè)計(jì)

為保障防滲涂料與渠道襯砌層黏結(jié)牢固并且涂抹均勻，達(dá)到防滲的效果，現(xiàn)場設(shè)計(jì)多次涂刷+加筋布的施工方案，工藝流程為：表面除雜→現(xiàn)場施工配合比及現(xiàn)場攪拌→局部加固→底層噴涂→鋪設(shè)加筋布→主防滲層噴涂→表層處理。各流程的操作要點(diǎn)和技術(shù)要求如下：

1）表面除雜：采用濕水滾軸、軟毛旋轉(zhuǎn)清掃機(jī)對(duì)襯砌表面進(jìn)行清理，清楚灰塵與雜質(zhì)，并進(jìn)行自然晾曬使其恢復(fù)干燥。

2）施工配合比及現(xiàn)場攪拌：將丙烯酸聚合物與水泥按質(zhì)量比1∶1 進(jìn)行現(xiàn)場拌和，拌合物由乳白色變化為深青色且無大塊凝聚物時(shí)表明拌和均勻。另外，將丙烯酸聚合物與水按質(zhì)量比1∶2 進(jìn)行稀釋，作為底層噴涂材料。

3）局部加固：對(duì)于滲漏嚴(yán)重的接縫處，表面襯砌破損嚴(yán)重部位或凹凸不平位置，首先用拌合物進(jìn)行局部噴涂，隨即粘貼加筋布，并反復(fù)噴涂使其與周圍表面齊平。

4）底層噴涂：待局部噴涂材料干燥后，整體噴涂稀釋后的丙烯酸聚合物，使其充分浸潤混凝土襯砌及砂漿層，隨后均勻噴涂拌合物作為底層防滲層。

5）鋪設(shè)加筋布，底層噴涂完畢后，趁濕沿渠道橫斷面方向整塊鋪設(shè)加筋布；專用加筋布粘貼時(shí)，應(yīng)攤壓平整，與下層涂料貼合緊密。

6）主防滲層噴涂：加筋布黏結(jié)緊密后，在其上表面垂直加筋布鋪設(shè)方向進(jìn)行第一道噴涂，待干燥后（一般以手摸不粘手為準(zhǔn)），與第一道噴涂方向垂直再進(jìn)行第二道噴涂，干燥后再次垂直前一道噴涂進(jìn)行噴涂，直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

7）表層處理：采用稀釋后的底層噴涂材料對(duì)已干燥的主防滲層表面進(jìn)行噴涂，以達(dá)到表面光潔，保護(hù)主防滲層的目的。

4 質(zhì)量控制

為保證施工質(zhì)量，現(xiàn)場按照GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50208—2011《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50108—2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》、10J301《地下建筑防水構(gòu)造》、17CJ101《丙烯酸水泥防水涂料應(yīng)用構(gòu)造》、JC/T 864—2000《聚合物乳液建筑防水涂料》等標(biāo)準(zhǔn)采取質(zhì)量控制措施。

1）施工時(shí)必須嚴(yán)格按照GB 50208—2011 施工，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)符合JC/T 864—2000。

2）防水層的施工應(yīng)在上道工序完畢后進(jìn)行。

3）實(shí)行技術(shù)交底制，施工前項(xiàng)目部施工員對(duì)操作工人實(shí)行書面交底。操作工人更換必須重新交底。

4）所有操作工人必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，并取得證件，人證相符，無證者不得上崗。

5）施工時(shí)注意坡面施工人員安全保護(hù)，同時(shí)對(duì)防滲施工材料包括聚合物涂料、加筋布妥善放置，提高施工安全及效率。

6）施工現(xiàn)場注意防火，嚴(yán)禁穿戴硬質(zhì)、尖銳鞋底的鞋，盡量穿膠鞋，保護(hù)防滲層。

7）現(xiàn)場嚴(yán)格控制閑雜人員進(jìn)入，避免施工過程中廢水流入未干燥的防滲層表面導(dǎo)致破壞。增強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)防滲層施工過程中的破損部位，一旦破損，應(yīng)進(jìn)行涂料的及時(shí)修補(bǔ)。

5 環(huán)保措施

本工程作為輸水渠道，必須保障水源的安全無污染，為此制定了以下環(huán)保措施：

1）成立施工環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)，施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律和法規(guī)。

2）丙烯酸水泥防水涂料有很好的環(huán)保性，可通過食品衛(wèi)生級(jí)檢測。

3）丙烯酸水泥防水涂料儲(chǔ)運(yùn)施工暴露使用，均可達(dá)到不自燃、不助燃、無安全隱患。

4）丙烯酸水泥防水涂料由專業(yè)工廠生產(chǎn)，不需要現(xiàn)場再加工，有效地降低了施工現(xiàn)場噪聲、粉塵及建筑垃圾的產(chǎn)生，有利于建筑周邊的環(huán)境保護(hù)。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

同SBS 防水卷材施工相比，LEAC 丙烯酸聚合物水泥防水涂料施工工法在同等條件下能有效加快施工進(jìn)度，降低各種管理費(fèi)用成本。

6.2 社會(huì)與環(huán)保效益

LEAC 丙烯酸聚合物水泥防水涂料，提高了施工效率，減少了材料的消耗和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，該防水涂料節(jié)能環(huán)保，可以保證工程質(zhì)量，提高了建筑的防水效果，響應(yīng)了國家環(huán)保節(jié)能的號(hào)召，具有較好的社會(huì)和環(huán)保效益。

7 結(jié)語

通過分析LEAC 丙烯酸聚合物水泥防滲涂料在北疆大型供水渠道上的應(yīng)用實(shí)踐，探索了混凝土襯砌表面涂抹防滲材料進(jìn)行封堵的新型防滲技術(shù)，同時(shí)論證了LEAC 丙烯酸聚合物水泥在此類工程中應(yīng)用的材料和設(shè)備改進(jìn)手段，提出了適用于渠道工程的施工工藝、質(zhì)量控制和環(huán)保措施，為相似工程防滲處理提供了參考。