大體積混凝土結構試驗水池抗滲施工質量控制

楊德慧

中船第九設計研究院工程有限公司 上海 200063

大體積混凝土結構試驗水池施工在船舶系統內的工程中較為常見。大型試驗水池，結構復雜，工程量大，預埋管數量眾多，抗滲性能要求較高，且具有單次澆筑混凝土的體積大、施工時間長、作業人員多等特點。因此施工管理和作業人員必須采取具有針對性的施工質量控制方法，以提高抗滲施工質量[1-4]。

通過對已完工試驗水池滲漏問題的調研分析，明確主因，制訂對策，在新建大體積混凝土結構試驗水池中較好地解決滲漏問題，可大幅度減少后期的維修費用，延長水池自身使用壽命，為建設單位的生產運營創造有利條件。

1 類似工程調研分析

對已澆筑成形的某大型試驗水池進行施工情況調研，通過對比得知被調查水池上部區域與目標水池結構相同，池壁厚度相似，使用環境相近，為同一家設計院設計，有較大參考價值。

該水池竣工后蓄水過程中發現大量滲水點，經后期堵漏處理后仍有部分滲水點無法根治，目前運營期間每天滲水量逾3 m3，對后續使用維護帶來很大不便。對該試驗水池頂口12 m之內的墻體滲水問題進行分類統計，抽查了50 m范圍，其中找出了107處質量缺陷，平均每100 m2滲水點達到7.2個。最易發生水池滲水的部位依次為裂縫、對拉螺栓處和止水鋼板連接點，累計頻率達到93.46%。

2 水池滲漏原因分析

2.1 質量因果分析

圍繞裂縫、對拉螺栓孔、止水鋼板連接點等3個主要癥結及其組合形式滲水問題，結合現場情況，從人、機、料、法、環、測等方面進行因果分析得出如下末端因素：

1）裂縫滲漏：溫度裂縫、應力裂縫、混凝土配合比缺陷、養護不到位、不均勻沉降。

2）對拉螺栓處滲漏：止水片缺陷、混凝土不密實。

3）止水鋼板連接點滲漏：接縫焊接質量差、安裝工藝缺陷、固定不牢。

2.2 主要部位滲漏要因分析

針對裂縫 、對拉螺栓處和止水鋼板連接點3個主要滲漏部位所涉及的10項末端因素進行要因分析，如表1所示。

3 實例驗證

3.1 工程概況

某試驗水池內徑尺寸長度為50 m，寬度為12 m，深度為12 m, 底板頂面標高-3.00 m，水池底板厚度2 m，總容積7 200 m3，混凝土強度等級C30、抗滲等級P8。水池池壁為鋼筋混凝土懸臂式結構，池壁頂部厚度0.70 m，底部厚度1.80 m。施工按照池壁高度，以3 m為一個施工段。

表1 滲漏要因分析

3.2 防滲漏對策實施

普通大體積混凝土抗滲等級低，使用過程中水壓較小。而水池大體積混凝土抗滲等級高，水池側壁作為懸臂結構，施工過程中澆筑難度較大，若不進行工藝改進，水池滲水現狀無法得到解決提升，對本工程而言無疑是致命的缺陷。

由于工程工期較緊，水池部分為整個工程施工進度的關鍵線路，后續試水、檢查、修補、二次試水的難度大、周期長，會直接影響全項目交付時間，對建設單位正常生產計劃造成直接影響，后續損失不可估量。

組織對水池施工圖紙全面梳理，熟悉圖紙，指導施工，整理圖紙會審資料，以及其他會議資料、以往類似工程總結資料等，總結施工可能遇到的難點和重點，針對前述分析的滲漏要因及非要因，制訂并實施了相應對策。

3.2.1 止水鋼板接縫焊接質量差

止水鋼板焊接由對接改為搭接，搭接長度大于100 mm，接口處逐條滿焊，澆筑前對焊縫質量進行專項檢查，確保焊縫飽滿；2道止水鋼板搭接區域錯位放置，每0.5 m設置1道，雙向固定在兩側主筋上和對拉螺桿上；混凝土澆筑過程中，派專人對混凝土澆筑進行旁站監督，保證澆筑振搗過程不破壞焊縫。

3.2.2 止水鋼板安裝工藝缺陷

對豎向施工段施工縫設置止水鋼板時，水平段由原來設置1道止水鋼板對接焊接改為設置2道止水鋼板并進行搭接圍焊；拐角處止水鋼板由原來對接焊接改為選用帶直角彎頭的止水鋼板。

3.2.3 溫度裂縫

大體積混凝土中水泥含量較高，而水泥水化釋放的熱量會導致較大的溫度變化，進而引起混凝土收縮。為此，在征得設計人員同意的前提下，合理降低水泥使用量。在施工時，嚴格控制混凝土入模溫度，對混凝土拌和過程進行監控，要求采用低溫冷水攪拌，控制入模溫度≤25 ℃；澆筑前預埋溫度傳感器，對池壁各階段進行溫度監控，確保入模前后混凝土的升溫值＜50 K，混凝土塊體的里表溫差＜25 K ，混凝土表面與大氣溫差＜20 K，混凝土降溫速率＜4 K/d。待混凝土澆筑完成后表面凝固時，安排技術人員每隔2 h測溫1次，同時做好測溫記錄表，如水化熱溫度超過60 ℃則必須采取降溫措施。

3.2.4 養護不到位

48 h采取整體帶模保溫，豎向模板淋水降溫，混凝土外露上表面灑水蓋膜養護，以薄膜內有凝結水為佳；密切注意天氣情況，如遇大風天氣，用重物壓住薄膜，防止混凝土表面水分散失過快；48 h后采取松動模板在模板間隙灌水養護，7 d后敷棉氈灑水養護；為保證混凝土的水分不流失太快，同時達到養護混凝土的效果，池壁模板拆除時間為混凝土澆筑完成后14 d。

3.2.5 對拉螺桿止水片缺陷

對拉螺栓安裝前注意應將鐵件表面的油污、銹蝕清理干凈，對拉螺桿止水片由1道改為3道并采用雙面滿焊，同時需將焊渣清理干凈，確保止水片與螺桿間無漏水點。

3.2.6 次要因素質量控制

1）現場通過崗位培訓、崗位責任制和獎懲制度及完善技術交底制度對操作班組進行考核，確保工人熟練掌握操作要點。

2）加強原材料控制，根據設計要求，選擇滿足現場施工要求的混凝土原材料及配合比；每次澆筑時，要求預拌混凝土供應商附帶混凝土級配單、混凝土出廠合格證、混凝土拌制各種材料的質量保證書和復試報告。每次澆筑混凝土時，進行現場試驗、取樣，控制混凝土坍落度。

3）澆筑過程中根據對拉螺桿分隔區域進行逐格振搗，保證螺桿處混凝土密實。

4）止水鋼板標高定位準確，保證混凝土完成面在止水鋼板一半位置，上層混凝土澆筑前對鋼板上水泥漿進行全面清理。

5）水池試水前編制專項試水方案，并按規范和方案要求進行試水前的各項準備工作，對水池進行全過程沉降觀測，執行水池分級蓄水計劃，試水時嚴格按照規范要求進行注水、停滯、觀測、再注水、再觀測，直至滿足要求。

3.3 抗滲效果

水池施工前，組織了施工現場提高水池抗滲質量專題會，專題討論施工方案，將上述抗滲措施因地制宜地編入具有較強操作性的施工方案之中，并在施工過程中嚴格監督。施工完成后，對已完成的水池結構進行注水滿載全面檢查，滲漏點數共計28處。

通過以上的檢查可以發現，在采取措施解決了裂縫、對拉螺栓、止水鋼板連接點等主要滲漏因素后，該水池平均每100 m2滲漏點數為1.8個，對比調研水池每100 m2滲漏點數7.2個的數值，該水池的抗滲質量效果明顯增強。

4 結語

隨著造船工業的持續發展，各類新船型不斷涌現，對于大體積混凝土結構試驗水池的需求日益增長。而大體積混凝土結構水池自身的特點使得滲漏現象多發，施工難度較高，對施工過程中的技術措施提出了更高的要求。經過調研分析論證，影響大體積混凝土結構水池滲漏的問題癥結在于裂縫、對拉螺栓 、止水鋼板連接點，對這三方面加強質量控制是提高水池抗滲質量的控制關鍵點，通過改進施工工藝、加強施工質量、控制溫差、把好材料關等措施可以有效改進抗滲質量。后續可繼續從材料特性入手，運用科學化的計算機分析手段，研究更加有效并便于施工的抗滲技術措施，使大體積混凝土結構水池的抗滲性能再上一個臺階。