“雙止水防滲結構”在現澆渡槽伸縮縫中的應用

楊 鵬

(廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞 523710)

1 工程概況

湖北省鄂北地區水資源配置工程2016年第3標段七方(方寨)～七方(王坡)渡槽施工項目共有渡槽134跨，槽身為單孔梁式預應力矩形渡槽結構，槽底縱坡為1∶5 000，跨度為30 m，其中槽身長為29.96 m，兩端各設0.53 m后澆帶，渡槽側視示意見圖1。槽身外輪廓尺寸為8.6 m×7 m(寬×高)，內凈空尺寸為 6.4 m×4.9 m(寬×高)，如圖2所示。

圖1 渡槽側視示意(單位：cm)

圖2 渡槽橫剖面(C-C截面)示意(單位：cm)

考慮混凝土的徐變、施工誤差及墩臺的不均勻沉降，兩跨渡槽后澆帶之間預留4 cm寬伸縮縫。工程實踐表明，渡槽伸縮縫是渡槽滲漏水的主要部位，為保證渡槽伸縮縫具有良好的防滲功能，本工程采用“雙止水防滲結構”進行渡槽伸縮縫防滲施工[1-3]。

2 “雙止水防滲結構”設計

2.1 設計思路

本次采用的“雙止水防滲結構”設計，即在矩型斷面外側設置U型紫銅止水片，內側設置U型GB復合橡膠止水帶[4-5](以下簡稱紫銅止水片、橡膠止水帶，見圖3)。紫銅止水片采用現澆預埋施工，橡膠止水帶采用預埋鋼板、螺栓進行二期壓板安裝施工；填縫材料為聚乙烯閉孔泡沫嵌縫板，過水面采用丙乳砂漿回填止水槽，伸縮縫采用雙組份聚硫密封膠進行封閉(止水結構大樣示意見圖4)。

圖3 槽身伸縮縫止水結構布置示意

圖4 伸縮縫止水結構大樣示意(單位：mm)

2.2 止水材料選材及性能參數

2.2.1U型GB復合橡膠止水帶

本工程所選用的橡膠止水帶厚為8 mm，寬為 320 mm，單側翼板上有2個止水帶肋，且肋高和肋寬不小于止水帶的厚度[6]，大樣示意見圖5，橡膠止水帶的物理力學性能參數見表2。

圖5 橡膠止水帶大樣示意(單位：mm)

表2 U型GB復合橡膠止水帶物理力學性能參數

2.2.2紫銅止水片

本工程選用的紫銅止水片厚為1 mm，寬為 260 mm，單側翼板長為115 mm，止水鼻子開口寬為30 mm，高為75 mm(見圖6)。其抗拉強度應不小于205 MPa，伸長率應不小于20%，其他物理力學性能應滿足《銅及銅合金帶材》(GBT 2059—2017)的相關規定。

2.2.3界面劑

原混凝土面鑿毛并清理干凈后，在澆筑丙乳砂漿之前應涂刷一層界面劑，以利于原混凝土與丙乳砂漿之間的結合，降低結合部位滲水的可能性(本工程所選用界面劑性能見表3)。

圖6 紫銅止水片大樣示意(單位：mm)

表3 界面劑性能

2.2.4粘鋼型結構膠

粘鋼型結構膠粘接力強、抗剪能力強并耐老化，在橡膠止水帶與鋼板接觸的基面均應涂刷一層粘鋼型結構膠，可最大程度地減少滲水通道(本工程所選用的粘鋼型結構膠性能見表4)。

表4 粘鋼型結構膠性能參數

2.2.5雙組份聚硫密封膠

雙組份聚硫密封膠具有耐老化性、耐久性和防水性，與混凝土粘接良好，適用于對長期浸水建筑結構的接縫進行密封作業(本工程所選用的雙組份聚硫密封膠性能見表5[7])。

表5 N型雙組份聚硫密封膠性能參數

2.2.6丙乳砂漿

丙乳砂漿具有粘接能力強、抗裂、防水、耐磨和耐老化等優點，本工程實驗室經過多次試驗，確定了丙乳砂漿的最佳配合比及其力學性能(見表6所示)。

表6 M40預縮丙乳砂漿配合比及力學性能參數

3 “雙止水防滲結構”施工

3.1 紫銅止水片現澆預埋施工

紫銅止水片預埋安裝順序如下：下部嵌縫板→紫銅止水片→上部嵌縫板。首先，根據伸縮縫結構形式和尺寸，裁制下部和上部嵌縫板。由于嵌縫板為質地較軟的聚乙烯閉孔泡沫板，為防止其在安裝紫銅止水片和澆筑混凝土時遭到損壞，可在嵌縫板兩側用鋼筋網片進行固定。

根據伸縮縫周長選擇相應數量的紫銅止水片進行焊接，應選擇表面平整，無浮皮、銹污、油漬、砂眼、釘孔、裂紋的止水片，接頭采用雙面搭接焊，搭接長度大于20 mm。再根據伸縮縫結構形式，將焊接好的紫銅止水片彎折成U型，彎折處需補焊加強。將成型的紫銅止水片鼻子安裝于下部嵌縫板中心線上，并每隔適當距離用短鋼筋的一端支撐紫銅止水片翼板下表面，另一端點焊在后澆帶鋼筋之上，以穩固紫銅止水片(見圖7)。

1—上部嵌縫板2—紫銅止水片

3.2 橡膠止水帶二期壓板安裝施工

橡膠止水帶二期壓板安裝施工工藝流程如下：螺栓、套筒及定位鋼板預埋→修整基面→安裝橡膠止水帶→安裝鋼壓板→封閉止水槽[8-10]。

3.2.1螺栓、套筒及定位鋼板預埋

按照定位鋼板上的螺栓孔間距在止水槽內模上鉆直徑16 mm的孔，孔中心距伸縮縫中心線為115 mm，然后將定位鋼板、套筒與螺栓安裝到止水槽凹槽模板上并固定(如圖8所示)。待模板安裝完成，隨著后澆帶混凝土澆筑，完成螺栓和定位鋼板預埋施工。在鋼模板上鉆孔安裝預埋件這一方法簡單易操作，無需采用定位筋固定定位鋼板，省去了測量定位這一步驟，且混凝土澆筑過程中，預埋件不會因為混凝土的沖擊作用和振搗棒的振搗作用而發生變位，保證了預埋件的施工質量。

圖8 螺栓、定位鋼板安裝示意

3.2.2修整基面

橡膠止水帶安裝前，需對止水槽基面進行修整，具體步驟如下：

1) 需將伸縮縫中的上部嵌縫板挖出一部分以留出止水鼻子的安裝空間；

2) 將定位鋼板基面打磨干凈，混凝土基面鑿毛后用高壓水槍沖洗干凈，晾干后均勻涂刷一層界面劑；

3) 敲擊鋼板和混凝土基面，檢查止水槽范圍內混凝土是否澆筑密實，發現混凝土不密實及時鑿除松散混凝土，然后灌注粘鋼型結構膠，充填密實。

3.2.3安裝橡膠止水帶

首先，根據預埋螺栓孔位確定止水帶上螺栓孔位置，在橡膠止水帶上鉆孔，保證孔距與鋼板基面上螺栓間孔距相同(如圖9所示)。止水帶安裝前，先用丙桐或酒精清洗止水槽基面(含鋼板基面和兩側混凝土)，止水帶與鋼板粘貼的粘貼面進行打磨處理并用丙桐或酒精清洗干凈，然后在止水帶上粘貼面上均勻涂刷粘鋼型結構膠，膠層厚2～3 mm，最后由槽身底部向兩側墻依次安裝止水帶，并逐段壓實至止水帶兩側有結構膠膠溢出，待膠體充分固化后再清理溢出的膠體。需注意，因橡膠止水帶長時間受紫外線照射，拉伸強度及拉斷伸長率都有下降的趨勢[11]，故橡膠止水帶安裝完成之后，應盡快進行后續工序施工。

圖9 橡膠止水帶鉆孔示意

3.2.4安裝鋼壓板

鋼壓板安裝步驟如下：

1) 止水帶壓板采用鍍鋅鋼壓板(寬為5 cm，厚為5 mm)，根據現場實際情況進行分段；

2) 在鋼壓板上按照不銹鋼定位鋼板基面上的螺栓孔距鉆φ16 mm的孔；

3) 在鋼壓板與橡膠止水帶的粘貼面上涂刷粘鋼型結構膠，涂層厚2～3 mm；然后安裝墊片和螺帽，調整位置進行準確定位并擰緊，直至鋼壓板兩側有膠體溢出[12](如圖10所示)；

4) 待膠體凝固后，對止水槽進行局部修整和清理。

圖10 安裝鋼壓板示意

3.2.5封閉止水槽

止水槽封閉之前，止水鼻子需充填瀝青麻絲，并在其上安裝2層厚為5 cm嵌縫板，以預留出伸縮縫位置，然后從槽底部開始自下而上逐層用M40預縮丙乳砂漿將止水槽回填密實，過程中做好砂漿振搗和養護工作。養護時先采用噴霧養護24 h，再噴水養護，待砂漿封閉層達到強度要求后，拆除上層嵌縫板，并用雙組份聚硫密封膠回填[13]，以完成止水槽結構施工。

a 丙乳砂漿回填止水槽

3.3 止水設施施工情況

鄂北地區水資源配置工程全線主體工程于2019年12月底完工，本標段渡槽伸縮縫止水設施施工總體情況見表7。

表7 止水設施施工總體情況記錄

4 運行效果檢查

本工程共有1個單位工程，目前已完成單位工程驗收。為檢查渡槽運行情況，截至目前，已進行了2次試通水試驗。試驗結果表明，本標段渡槽伸縮縫無一滲水，達到了設計與施工的預期效果，試通水總體情況見表8。

表8 渡槽試通水總體情況記錄

5 結語

相比于單一的止水結構容易因混凝土熱脹冷縮和地基不均勻沉降遭到損壞而影響伸縮縫防滲功能[14]，“雙止水防滲結構”，采用2道U型止水結構既緩解了渡槽變位帶來的不利影響，又最大程度地隔斷了滲漏通道，同時，丙乳砂漿和雙組份聚硫密封膠也延緩了橡膠止水帶的老化作用[15]。“雙止水防滲機構”施工工藝簡單，防滲功能良好，可供類似工程借鑒。