基于T型水平銅片止水接頭的防滲施工技術研究及應用

姚文軍 儲如花

上海市水利工程集團有限公司 上海 201600

1 前言

隨著泵閘類水利工程建設的廣泛發展，為減少相鄰結構發生滲透破壞，結構間往往設有止水結構，進而形成連續封閉止水體系。作為最理想的防滲漏材料，銅片止水也隨之得到了大面積應用。然而，止水的焊接及安裝質量是保證止水效果的關鍵。

在實際施工中，現場作業多采取“割補法”連續成“T”型或者是“十”字型接頭[1]。但該方法受接頭部位作業面狹窄條件的限制，焊縫質量難易保證，易產生滲漏通道，而且焊接成型后因檢測不便，難以發現。況且，止水接頭是在砼澆筑過程中全部或部分澆筑在砼中，止水接頭夾持在上下模板之間，埋入混凝土一側翼板采用鋼筋焊接固定牢固，而另一側翼板暴露在結構外側，待相鄰結構澆筑時再錨入。由于常規側模加固方式為方木配合鋼管對暴露在結構外側的翼板進行加固固定，但加固預留寬度往往只有100mm，與止水翼板為150mm的寬度不匹配，導致加固固定不牢固，致使銅片止水破損、變形或者止水鼻子發生偏位，進而影響銅片止水效果。一旦該處發生滲漏，處理難度極大，無法達到根治效果，進而影響泵閘類工程的使用功能及使用壽命。

針對傳統銅片止水存在的問題，公司技術人員研發出一種T型水平銅片止水接頭安裝施工技術，并獲得了相應專利證書（專利號：ZL 2022 2 0010348.9）。并就該技術在吳淞江工程（上海段）新川沙河段泵閘樞紐工程、南新涇泵閘工程、青浦區白鶴鎮2019年低洼圩區治理工程、等項目防滲施工中獲得的技術成果進行研究總結，以便更好地指導與服務今后類似項目防滲工程施工。

2 工程概況

吳淞江工程（上海段）新川沙河段泵閘樞紐工程位于寶山區川沙鎮，合同總造價為772922826元，合同工期為1172日歷天。其主要任務是通過進一步溝通水系，加強水資源調度，提高區域防洪（潮）防澇能力，進一步改善區域水生態環境。

本工程主要建設內容包括新建新川沙泵閘樞紐一座及其附屬配套工程、閘前段河道整治、支河橋梁工程、環保工程、拆除老閘等。

本工程在岸墻趾板與閘室底板銜接部位設置了水平銅片止水，常規工藝需在現場焊接，焊接質量要求高、對現場環境存在污染，施工過程混凝土結構與水平銅片的接觸面易存在縫隙。

本工程采取定型化的T型水平銅片止水接頭，并對其安裝工藝進行優化，在岸墻趾板與底板銜接部位成功構建一個連續封閉止水體系，確保止水效果。

南新涇泵閘工程、青浦區白鶴鎮2019年低洼圩區治理工程等泵閘類項目也存在同樣止水難點，也采取了相同的止水接頭技術[2]。

3 工藝原理

T型水平銅片止水接頭安裝施工技術應用在泵閘類工程岸墻趾板與底板銜接部位的止水結構防滲施工上是對原有技術進行改良，具體作法是：T型水平銅片止水接頭的止水鼻子平穩放置在安裝槽上，混凝土澆筑過程中，由于T型水平銅片止水接頭受到混凝土水平向側壓力擠壓作用，T型水平銅片止水接頭緊貼在安裝槽內，安裝槽的側壁對T型水平銅片止水接頭又起到水平向反作用力，從而維持受力平衡。由于安裝槽側壁支撐面較大，且與T型水平銅片止水接頭緊密貼合，因此能有效避免T型水平銅片止水接頭跑偏情況發生，進而提高了T型水平銅片止水接頭安裝的精度?；炷翑D壓T型水平銅片止水接頭，T型水平銅片止水接頭與模板之間越擠越牢，進而保證了T型水平銅片止水接頭安裝位置的精準度和牢固性。

圖1 結構示意圖

圖2 橫斷面結構示意圖

圖3 縱斷面結構示意圖

4 主要施工方案及步驟

4.1 施工工藝流程

圖4 施工工藝流程圖

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

在T型水平銅片止水接頭安裝施工前，岸墻趾板與底板結構下部的墊層均已施工完成，且混凝土強度滿足設計要求，岸墻趾板的鋼筋工程亦按設計圖紙要求制作綁扎完成。同時，對T型水平銅片止水接頭加工及安裝的一線作業人員進行了技術交底，明確了T型水平銅片止水接頭安裝的具體位置及走向。另外，T型水平銅片止水接頭安裝所需要的建筑材料及其他構配件應準備充足。

4.2.2 模板加工

按照岸墻趾板與底板銜接部位的結構尺寸要求，對上、下模板和L型擋板進行加工制作，模板和L型擋板厚度及型號規格應滿足混凝土抗側壓強度要求。L型擋板預留出用于放置止水鼻子的兩個安裝槽呈垂直交叉布置，擋板底部寬度應與下模板的寬度保持一致。安裝槽的寬度、高度和止水鼻子的寬度、高度保持一致。

4.2.3 下模板安裝、校正

根據岸墻趾板與底板銜接部位的結構尺寸要求確定下模板的邊線位置，對下模板通過方木和鋼管配合對拉螺栓固定牢固，然后再安裝固定其他下模板。最后對下模板的安裝精度、穩定度及相鄰模板的間隙進行校正，確保符合驗收規范要求[3]。

4.2.4 L型擋板安裝、校正

在下模板的頂部固定一塊L型的擋板。若是鋼模施工，將擋板焊接固定在下模板的頂部；若是木模施工，則通過螺釘將擋板固定在下模板的頂部。擋板上內側和垂直下模板安裝走向位置分別預留出用于放置止水鼻子的沿下模板安裝走向槽和垂直下模板安裝走向槽。對安裝槽的底面和側面進行打磨，使其光滑，去掉安裝槽表面尖銳的毛刺，避免安裝時毛刺對止水鼻子造成的損壞。對安裝槽底面和側面的夾角進行倒圓角處理，使圓角形成的弧面可與止水鼻子的底部緊密切合。

4.2.5 T型水平銅片止水接頭加工制作、驗收及安裝

委托第三方具有相應資質的廠家定制T型水平銅片止水接頭，預制的T型水平銅片止水接頭在各方向的延伸長度均不得小于50cm。在進場前，質量驗收人員對定制的T型水平銅片止水接頭進行規格型號、幾何尺寸、焊縫質量、外觀質量等檢查項目進行檢驗驗收，驗收合格后方可安裝。

安裝T型水平銅片止水接頭時，應將止水鼻子平穩放置在擋板上的安裝槽內，T型水平銅片止水接頭安裝位置應與安裝槽走向保持一致。埋入混凝土一側翼板采用鋼筋焊接固定牢固，而另一側翼板暴露在結構外側，待相鄰結構澆筑時再錨入[4]。

待T型水平銅片止水接頭安裝完成后，還應對其安裝位置進行校正，使得T型水平銅片止水接頭的翼板和擋板的頂面貼合，止水鼻子和安裝槽的側壁緊密貼合，止水鼻子保持豎直狀態。

4.2.6 銅片止水鼻子空腔填充、冷卻及密封

在止水鼻子的空腔內填充64#瀝青或其他塑性填充材料并壓實冷卻，然后用膠帶對止水鼻子開口進行密封。通過填充64#瀝青或其他塑性填充材料，可以增強止水鼻子的抗變形能力。注膠時需一個方向施工，確保膠層致密，規避氣泡和缺膠的情況。注膠前，止水鼻子空腔表面必須干燥、清潔、無油污和粉塵，注膠時要注意從一個方向進行，并保證膠層密實。注膠后的填充物應飽滿，顏色均勻一致，填充物表面平整光滑，無裂縫、氣泡、脫膠、漏膠等現象。

4.2.7 上模板安裝、校正

上模板的底端安裝在擋板的頂部，壓實T型水平銅片止水接頭的翼板，將其中一塊上模板的端部用方木和鋼管配合對拉螺栓固定牢固，然后再安裝固定其他上模板。

4.2.8 上、下模板加固

對下模板、上模板采用方木和鋼管進行加固，確保其安裝位置準確，上、下模板安裝的穩固性、垂直度、相鄰模板表面的平整度、安裝標高、軸線位置均滿足設計及施工規范要求。

4.2.9 模板、T型水平銅片止水接頭安裝固定情況檢測、驗收

對下模板、上模板、T型水平銅片止水接頭安裝固定情況進行檢測、驗收，確保上、下模板之間連接緊密，止水鼻子外側面與下模板的內光滑面保持齊平，模板內表面光潔、無雜物，T型水平銅片止水接頭安裝固定牢固、安裝位置準確，無松動現象[5]。

4.2.10 混凝土澆筑施工

混凝土澆筑工藝不僅包含岸墻趾板結構混凝土澆筑，而且還包括底板結構混凝土澆筑工藝。

1）混凝土通常采用商品預拌混凝土，且應確?；炷翉姸?、抗滲和抗凍等指標符合設計要求。

2）混凝土澆筑施工前，應對暴露在結構外側的T型水平銅片止水翼板采用無紡土工布進行包裹保護，并臨時固定牢固，防止混凝土澆筑過程中產生的漿液或其他雜質對其造成污染。

3）混凝土澆搗應均勻分層，分層高度200～300mm為宜，保證混凝土表面不初凝，并要求澆筑工人在靠近水平銅片止水接頭翼板及止水鼻子部位和模板前進行人工平倉，以避免擾動已安裝固定好的水平銅片止水接頭和模板。

4）混凝土澆筑上層砼的同時應對下層砼進行再次振搗，通過再次振搗去除混凝土內因泌水在粗骨料間與水平筋下部存在的水分及空隙，提高混凝土與鋼筋、止水環片、水平銅片止水間的握裹力，防止因混凝土自沉而在鋼筋、水平銅片止水接觸部位產生裂縫，進而對岸墻趾板與底板銜接部位止水效果產生不利影響。

5）混凝土的二次振搗必須在混凝土初凝前完成，混凝土初凝后不得進行二次振搗，以免破壞混凝土內部結構以及混凝土與水平銅片止水間的握裹應力分布。

6）振搗棒應盡量垂直插入，快插、慢拔，插點應均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，做到振搗密實。振搗上一層時應插入下層5cm，以清除兩層間的接縫。

7）混凝土澆筑完成后應及時收面，收面要求密實、平整、壓光，不得存在起皮、起砂、龜裂等其他質量缺陷。

4.2.11 拆模及養護

拆模及養護工藝不僅包含岸墻趾板結構混凝土，而且還包括底板結構混凝土。

1 拆模

1）側模板應在混凝土強度等級達到2.5MPa以上并保證其表面及棱角不因拆模板而受損壞時方能拆除。

2）對外露的立模螺栓，采取鑿除表面混凝土，割除螺栓（到混凝土內2cm以上），在鋼筋頭上涂防腐劑后用同強度等級砂漿抹平。

3）拆除模板時應確保T型水平銅片止水翼板及止水鼻子不發生變形和損壞。

4）待拆模后將刀具將包裹在T型水平銅片止水翼板處的無紡土工布裁剪掉。

2 混凝土養護

混凝土在澆筑完成、初凝后應及時鋪蓋草袋或養護專用布，以利于混凝土隔熱、保溫、保濕，并在72h內灑水養護。

4.2.12 伸縮縫處理

在岸墻趾板結構混凝土拆模及養護結束后，底板結構混凝土施工前對伸縮縫部位進行處理。伸縮縫表面要保持平整、清潔、干燥，無油漬、浮皮和污垢。經驗收合格后采用與伸縮縫縫寬一致的聚乙烯低法泡填縫板進行填充。填充時，聚乙烯低發泡填縫板應拼接緊密、平整，無破損現象。待底板結構混凝土拆模及養護結束，距離底板上表面2cm處采用單組份聚氨酯密封膠進行密封[6]。

4.2.13 施工注意事項

（1）商品混凝土，必須嚴格按設計級配拌制，采購過程和施工中嚴格控制，技術人員全程跟進。

（2）混凝土澆筑前對鋼筋、已安裝的T型水平銅片止水接頭、對拉螺栓等部位進行復查，確保安裝位置準確、牢固，T型水平銅片止水接頭的翼板和擋板的頂面切合，止水鼻子底部和安裝槽的側壁圓形弧面緊密切合。

（3）混凝土澆筑前，對暴露在結構外側的T型水平銅片止水翼板采用無紡土工布進行包裹保護，并臨時固定牢固，防止混凝土澆筑過程中產生的漿液或其他雜質對其造成污染。

（4）上、下模板安裝的穩固性、垂直度、相鄰模板表面的平整度、安裝高度、軸線位置均應滿足設計及施工規范要求。

（5）混凝土澆搗應均勻分層，分層高度200～300mm為宜，保證混凝土表面不初凝，并要求澆筑工人在靠近水平銅片止水接頭翼板及止水鼻子部位和模板前進行人工平倉，以避免擾動已安裝固定好的水平銅片止水接頭和模板。

（6）定制的T型水平銅片止水接頭及其它構配件的規格型號、幾何尺寸、焊縫質量及外觀質量必須符合設計圖紙及施工規范要求，且在各方向的延伸長度均不得小于50cm。

（7）止水鼻子空腔表面必須干燥、清潔、無油污和粉塵，注膠時要注意從一個方向進行，并保證膠層密實。填充后的膠體應飽滿，顏色均勻一致，膠層表面平整光滑，無裂縫、氣泡、脫膠、漏膠等現象。

（8）拆除模板時應確保T型水平銅片止水翼板及止水鼻子不發生變形和損壞。

（9）混凝土養護過程中應注意防止養護用水污染混凝土表面。

（10）伸縮縫表面要保持平整、清潔、干燥，無油漬、浮皮和污垢，填充時，聚乙烯低發泡填縫板應拼接緊密、平整，無破損現象。

5 結果分析

圖5 T型銅片止水安裝示意圖

與傳統銅片止水安裝工藝相比，該技術通過工廠化加工定制T型水平銅片止水接頭，并對其安裝工藝進行優化設計，可在岸墻趾板與底板銜接部位成功構建一個連續封閉止水體系，即通過與填充在T型水平銅片止水鼻子空腔部位的塑性填充材料相互作用產生的塑性變形，可明顯抵消外部結構變形對封閉止水體系造成的應力破壞，并在平衡外部結構變形時自我調節能力更強，同時，還進一步優化了混凝土結構與水平銅片止水結構翼板間的握裹應力分布，避免了混凝土結構與水平銅片止水接觸部位裂隙產生。

由于T型水平銅片止水接頭為工廠化加工定制，還能大大減少現場焊接環節以及現場焊接無法保證質量引發的多次重復焊接，避免了對施工現場環境造成的不必要污染，減少了后期人工維修的頻次和期限。長期運行還可降低不必要的運維費用。因此，該項技術具有自變形能力大、止水效果和經濟效果顯著等優點。作為一名施工技術管理人員，我建議該項技術在今后泵閘類水利工程翼墻趾板與底板銜接部位止水結構施工中得到更廣闊的應用。