桃曲坡高干渠渡槽滲漏問題及防滲處理施工工藝要點(diǎn)探析

任曉鵬

(陜西省桃曲坡水庫(kù)灌溉中心，陜西 銅川 727031)

跨越山谷、道路、水道的橋梁式水槽，也叫過水橋。是渠系建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一。渡槽在我國(guó)水利行業(yè)中的應(yīng)用是十分廣泛的，經(jīng)過調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前正在運(yùn)行中渡槽普遍存在較嚴(yán)重的滲漏問題，故有“十槽九漏”之稱[1]。而作為輸水工程，伸縮縫(沉降縫)就是一個(gè)非常重要的部位，既要起到伸縮變形作用，還要起到防滲作用。從筆者多年從事渠道工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，各種伸縮縫、沉降縫等接縫止水失效是引起渡槽滲漏的首要原因。尤其在北方寒冷地區(qū)，由于渡槽伸縮縫(沉降縫)漏水，給建筑物的安全運(yùn)行帶來隱患，甚至?xí)?dǎo)致建筑物出現(xiàn)垮塌的情況，嚴(yán)重影響渡槽安全運(yùn)行[2]。為了減少對(duì)渡槽槽身的凍融破壞，避免造成更大的損失。

1 桃曲坡水庫(kù)高干渠渡槽滲漏問題

桃曲坡水庫(kù)高干渠灌溉系統(tǒng)共有7座渡槽，先后于1971年11月開工，1973年5月到11月陸續(xù)完工，設(shè)計(jì)過水流量4.4 m3/s，年輸水量超過3 000萬 m3。渡槽支撐結(jié)構(gòu)為石墩雙曲拱，槽箱采用M10漿砌石，槽箱止水采用橡膠止水帶，兩側(cè)縫隙填充瀝青和麻繩。經(jīng)過三十多年的運(yùn)行，渡槽伸縮縫逐步出現(xiàn)滲漏問題。特別是在在冬季灌溉放水期間，伸縮縫兩側(cè)懸掛的冰淩十分危險(xiǎn)。通過日常對(duì)滲漏情況的觀察，目前渡槽的滲漏點(diǎn)主要集中在渡槽的伸縮縫位置，渡槽槽身的其他位置無滲漏點(diǎn)出現(xiàn)。說明渡槽槽身砌石主體質(zhì)量良好，只是渡槽的伸縮縫(沉降縫)止水出現(xiàn)問題。

2 滲漏成因分析

2.1 施工質(zhì)量控制方面影響

在橡膠止水安裝的過程當(dāng)中，止水橡皮固定不牢固，可能會(huì)造成止水帶扭曲、錯(cuò)位等現(xiàn)象；混凝土振搗施工過程質(zhì)量控制不嚴(yán)，振搗密實(shí)度不夠，隨著渡槽運(yùn)行的時(shí)間增長(zhǎng)，其防滲作用就會(huì)逐漸降低，滲漏的情況自然也就會(huì)出現(xiàn)。

2.2 運(yùn)行時(shí)間因素影響

渡槽已經(jīng)運(yùn)行三十多年，受外部環(huán)境的影響，止水材料的老化問題不能忽視，也會(huì)出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。渡槽伸縮縫間的止水橡皮也可能會(huì)受到周邊溫度變化的影響，從而使得與兩側(cè)混凝土之間的粘接被破壞，也可能出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。

3 渡槽伸縮縫防滲處理方案設(shè)計(jì)

桃曲坡水庫(kù)灌溉管理局計(jì)劃對(duì)高干系統(tǒng)的渡槽滲漏問題進(jìn)行維修處理。

3.1 渡槽接縫止水型式的選擇

渡槽槽身接縫止水按止水材料與接縫混凝土結(jié)合形式來分，可分為搭接型與嵌縫對(duì)接型兩大類。搭接型是止水材料與接縫混凝土材料采用搭接形式結(jié)合在一起形成防滲體；嵌縫對(duì)接型則是在接縫中嵌入止水材料來達(dá)到防滲止水的效果。

原來高干渠的7座渡槽采用的就是嵌縫對(duì)接型止水結(jié)構(gòu)型式，而且渡槽槽箱主體質(zhì)量較好，因此可以繼續(xù)采用嵌縫對(duì)接型止水結(jié)構(gòu)型式。就是通過埋入的橡膠止水帶來實(shí)現(xiàn)止水和起到伸縮變形的作用。

3.2 防滲填充材料的選擇

伸縮縫填充材料種類很多，可供選擇范圍大。目前市場(chǎng)上主要的高檔密封劑主要有三大類：聚硫、聚氨酯、有機(jī)硅類密封劑。高干渠承擔(dān)著銅川新區(qū)的城市供水任務(wù)，防滲材料只能選擇無毒性且便于施工的防滲填充材料。通過對(duì)聚硫、聚氨酯、有機(jī)硅類密封劑幾類密封劑的性能比對(duì)，決定使用近幾年在水利工程中廣泛推廣使用的環(huán)保型PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料。PTN是一種用石油瀝青對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性的雙組份密封膠，被錄入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T 50600-2010)，能夠起到防滲、密封、適應(yīng)變形等作用。是一種可在常溫條件下施工的密封、接縫材料，直接將改性的雙組份密封膠按比例混合，攪拌均勻即可使用。具有很好的力學(xué)性能：密度小，可冷縫施工(可耐-70℃溫度)；耐高溫(可耐120℃的溫度)，能夠抗紫外線老化；粘接強(qiáng)度高，該材料的最大粘結(jié)拉伸強(qiáng)度是1.00 MPa，粘接拉伸斷裂伸長(zhǎng)率大于450%，粘結(jié)拉伸斷裂伸長(zhǎng)率是普通聚酯密封膠的2倍以上，是聚硫密封膠的2倍以上；耐酸堿鹽腐蝕；在水中可長(zhǎng)時(shí)間浸泡，有很好的抗?jié)B性；施工便利的特點(diǎn)。

4 防滲處理施工工藝及控制要點(diǎn)分析

4.1 原渡槽伸縮縫止水材料拆除

原渡槽伸縮縫處兩邊各拆除寬度為25厘米，將伸縮縫內(nèi)填充的瀝青材料進(jìn)行清理。清理過程中，發(fā)現(xiàn)原止水材料(瀝青和麻繩填充)已經(jīng)老化變脆，已經(jīng)失去填充材料的伸縮變形功能，兩側(cè)與混凝土粘接部位已經(jīng)出現(xiàn)滲漏縫隙。橡膠止水帶局部出現(xiàn)老化、脆斷現(xiàn)象，已經(jīng)基本喪失止水功能。

本工序施工重點(diǎn)：拆除老舊止水帶后將兩側(cè)砼建基面徹底清理，用高壓風(fēng)槍或高壓水沖洗，將表層浮塵清凈，松動(dòng)的砂漿或石子刨除干凈，保持建基面的潔凈、完整。減少對(duì)渡槽槽身漿砌石的擾動(dòng)，防止形成新的滲漏通道。

4.2 止水橡皮的安裝

本工程止水橡皮選擇型號(hào)為651型橡膠止水帶(截面尺寸300×8 mm)。現(xiàn)澆止水橡皮一側(cè)的混凝土在進(jìn)行操作之時(shí)，要采用單獨(dú)振搗的方式來對(duì)兩側(cè)混凝土展開澆筑振搗。在一側(cè)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到要求之后才能進(jìn)行另外一側(cè)的澆筑振搗工作。一側(cè)澆筑完畢后，在兩次混凝土之間填充聚苯乙烯泡沫板進(jìn)行分隔，施工過程中嚴(yán)控混凝土振搗質(zhì)量，一次整體澆筑完成。先期澆筑的混凝土振搗要密實(shí)、平整，便于粘接止水橡皮止水帶[3]。伸縮縫縫槽填充寬度控制在3～5 cm之間，縫寬小于2 cm不利于灌縫施工，大于5 cm則浪費(fèi)填充材料不經(jīng)濟(jì)。

本工序的施工要點(diǎn)：混凝土振搗時(shí)，分層填料，注意將混凝土振搗密實(shí)，將止水帶平順的固定在混凝土中間，防止止水帶向一側(cè)偏移。

4.3 渡槽伸縮縫縫填充前基面處理

渡槽伸縮縫縫面(包括底板和側(cè)墻)迎水面止水槽內(nèi)除完整保留橡膠止水帶以外，清理至混凝土面。止水槽兩側(cè)壁必須清理至新鮮混凝土面，全斷面及槽口兩側(cè)均不得殘留各類黏結(jié)和附著泥土、砂漿與混凝土塊、浮渣、污水等雜物。必要時(shí)用角磨機(jī)對(duì)兩側(cè)壁進(jìn)行打磨，使用吹風(fēng)機(jī)壓力風(fēng)清除殘?jiān)退帧Ｉ炜s縫兩側(cè)平面亦清理干凈，清理寬度單側(cè)不少于10 cm，便于施工時(shí)粘貼膠帶。

本工序的施工要點(diǎn):要保證縫口形狀整齊、均勻、密實(shí)、尺寸準(zhǔn)確，接縫處混凝土表面干燥、干凈。

4.4 伸縮縫填縫材料的填充

本工序的施工要點(diǎn)：對(duì)雙組份膠的拌合一定要均勻，拌合不均勻就起不到防滲效果。拌和比例一般按照施工前的拌合實(shí)驗(yàn)來確定(拌合比例結(jié)合施工場(chǎng)地氣溫情況，溫度越高，固化越快)，做到用多少拌多少，隨拌隨用，當(dāng)天拌合當(dāng)天用完。

5 結(jié)語

通過對(duì)渡槽的伸縮縫實(shí)施防滲處理后，從運(yùn)行的效果看，防滲效果良好。為保證渡槽的日常運(yùn)行安全，在長(zhǎng)期運(yùn)行管理過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)渡槽日常的管護(hù)力度，固定專人定期定路線巡查，避免人為破壞現(xiàn)象的發(fā)生，確保渡槽的運(yùn)行安全。尤其在渡槽停水期間，做好渡槽內(nèi)部的檢查養(yǎng)護(hù)工作。重點(diǎn)檢查伸縮縫(沉降縫)及渡槽的兩端與渠道或隧洞的連接段位置，發(fā)現(xiàn)伸縮縫處PTN石油瀝青聚氨酯有翹皮或脫落的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，防止縮短伸縮縫使用年限，避免造成更大的損失。春秋兩季將渡槽周圍的雜草清理并運(yùn)走，不能堆放在渡槽周圍，避免因失火造成渡槽基礎(chǔ)混凝土的損壞，冬季停水后，要對(duì)渡槽當(dāng)中積存的水予以有效處理，確保在伸縮縫(沉降縫)處不會(huì)出現(xiàn)混凝土因積水結(jié)冰而受到凍脹破壞。