膨脹水泥砂漿在小型渠道工程伸縮縫中的應用

摘要：文章介紹了膨脹水泥砂漿在小型渠道中的應用，渠道防滲是提高現有水利工程效益的重要途徑，也是現實有效的節水措施。

關鍵詞：膨脹水泥砂漿；渠道防滲；伸縮縫；止水效果

中圖分類號：TV431 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）21-0047-02

我國是一個缺水國家，人均淡水量僅有世界人均占有量的25%，節水對于我國來說意義重大，渠道防滲是提高現有水利工程效益的重要途徑，也是現實有效的節水措施。

伸縮縫是連續地設置在建、構筑物應力比較集中的部位，將建、構筑物分割成兩個或若干個獨立單元，彼此能自由伸縮的豎向或水平縫。渠道防滲中伸縮縫的設置與施工，是整個防滲工程的關鍵。伸縮縫的寬度一般為20~30 mm，縫內應填保溫材料，間距在結構規范中有明確規定。伸縮縫填料是阻止漿砌石或混凝土渠道運行過程中由于伸縮縫變形、老化在伸縮縫處形成滲漏通道而造成水量流失。本文在此背景下進行渠道漿砌石或混凝土防滲伸縮縫的設置及填料工藝探討。

水利水電工程中伸縮縫填縫材料很多，但最常用的有止水橡膠、止水銅片、油麻瀝青、瀝青木板、三油兩氈、膨脹水泥砂漿、焦油塑料膠泥等等。根據不同部位、水頭高低、耐久性、經濟性選用合適的伸縮縫填料，而且填縫材料的適用性、耐久性、經濟性及施工中的可操作性對小型渠道工程中尤為重要。膨脹水泥砂漿作為一種填縫材料，主要用于房屋建筑工程的屋面與廁浴間防水、配筋面板、構件補強、滲漏修補；地下、水工、海工、壩工、隧道等建筑物的回填槽等。

1工程應用

2004年2月在廣西德保縣燕峒鄉通懷河上同時開工建設兩座梯級引水式發電站：云河水電站和通懷三級水電站。第一級為云河水電站，第二級為通懷三級水電站；云河水電站引水渠道長度為834 m，通懷三級水電站引水渠道長度為2 200 m。筆者有幸參加了兩座電站渠道標段的施工建設，由于兩座電站的業主、設計單位、監理單位不同，兩座水電站渠道伸縮縫采用的填縫材料傾向也不相同。渠道砌筑材料均M7.5漿砌石砌筑，屬環山渠道。云河水電站在進行圖紙會審時，關于伸縮縫填縫材料設計方提出的方案采用瀝青木板，施工方提出采用膨脹水泥砂漿填縫，因施工方之前參加了大型灌區——百色市右江灌區的多個標段施工，渠道帖坡混凝土（δ=8 cm）邊坡較陡、振動易產生滑動等原因，帖坡混凝土易產生局部裂縫，以及舊渡槽伸縮漏水時，采用膨脹水泥砂漿進行修補，止水效果很好。由于電站所在地屬典型的喀斯特地形，晝夜溫差較大，以往采用的瀝青伸縮縫老化較快；渠道伸縮縫漏水較嚴重，維修不僅頻繁，而且麻煩；當時主要參加討論設計方和施工方雙方意見分岐較大，爭持不下；為此云河電站的業主方組織參建各方到已建成運行的百色市右江灌區續建配套與節水改造工程2001年項目（№2標段）考查（廣西田陽縣百育鎮九合村），最終云河水電站的設計方同意了施工方提出的方案。而通懷三級水電站的環山渠道伸縮縫止水采用細石混凝土和止水橡膠混合止水方案。其斷面如圖1和圖2所示。

2施工工藝及控制

施工順序：施工準備→清理基面→安裝擋頭模板→注漿→振搗→養護。

水泥砂漿與普通抹面砂漿的操作無特殊要求，砂漿配合比與渠道抹面砂漿相同，膨脹劑作為添加劑應用。本渠道工程采用M10水泥砂漿抹面，水泥采用32.5R水泥，砂子用1.6 mm篩網篩除小于1.6 mm顆粒的砂拌制，水灰比為0.3~0.4，灰砂比為1‥2~1‥2.5，膨脹劑摻量按每盤砂漿水泥用量的10~12%添加，砂漿用機械拌制，攪拌時間≥3 min；投料時嚴格按配合比控制，保證其強度達到設計要求，并調好砂漿的稠度，保證注漿的順利進行。由于伸縮縫同時起到防滲作用，為確保其表面平整，密實、光滑，伸縮縫采用注漿方法填縫，注漿前對墻體表面進行處理，清除墻體表面的漿碴、污垢、泥土和其他雜物，并淋水濕潤。為保證伸縮縫的成型、規整，安裝擋頭模板，模板采用經兩面刨光、不沾漿碴、污垢、泥土和其他雜物的20×200 cm松木板，支撐牢固，然后注入配制好的水泥砂漿，振搗使用Φ50插入式振搗棒，快插慢拔，每次振搗時間不少于20 s，且表面無氣泡或泛起浮漿為止。24 h后脫模，面層用鐵抹子壓光，然后灑水養護，保證在濕潤的條件下養護7 d。

3投資分析

工程建設時，膨脹砂漿單價套用的《廣西壯族自治區水利水電預算定額》（1997）、費用構成的相關規定及計算標準計算，根據業主提供的主要材料預算單價見表1。

①膨脹砂漿單價通過套用相關定額計算結果：每米膨脹砂漿單價為：

0.18 m×0.10 m×1 m×428.42元/m3=7.71元/m

②C20細石砼（含止水膠帶）單價通過套用相關定額計算結果：每米C20細石砼（含止水膠帶）單價為：

0.50 m×0.10 m×1 m×379.08元/m3+32元/m（止水膠帶單價）=50.95元/m。

通過對比可以看出，每米膨脹砂漿單價比每米C20細石砼（含止水膠帶）單價省了42.24元。對于這兩座電站而言，引水渠道在整個項目中所占的比重相對較小，對整個電站的投資影響不大，但如果對于一個大型灌區而言，干渠、支渠密布，幾乎都是小型渠道，渠道公里數一般都是幾十公里，甚至上百公里，其伸縮縫在投資中所占比重也很大，則其效益越明顯。

4結語

兩座電站自2006年5月建成發電至今，渠道沿線未發現渠道伸縮縫漏水現象，采取兩種不同伸縮縫止水效果都很好。相比之下，采用膨脹水泥砂漿作為填縫材料施工工藝簡單、技術上可行、工人容易掌握，在人工成本不斷提高的今天，使用膨脹水泥砂漿對節約工程成本，節約投資方面效果是明顯的；膨脹水泥砂漿伸縮縫每米單價相對低廉，如果在大型灌區小型渠道中伸縮縫推廣應用，則效益更加明顯。

膨脹水泥砂漿解決了水泥砂漿早期的干縮裂縫和中期水化熱引起的溫差收縮裂縫，對于后期天氣變化產生的溫差收縮是難以解決的，只能通過配筋和構造措施加以控制。因此，膨脹水泥砂漿最適用于環境溫差較小的地下，水工、海工、隧道工程壓力較小的部位；如伸縮縫、回填槽、小型裂縫處理。對于溫差較大、水頭較高或對伸縮縫止水有特殊要求的結構，必須采取相應的構造措施或通過專門試驗論證確定是否采用。

參考文獻：

[1] 林鵬飛.公路橋梁施工中的伸縮縫施工技術[J].城市建設理論研究，2013，(17).