拉西瓦灌溉工程渡槽接縫止水處理實(shí)踐

張 軍

(海南藏族自治州貴德拉西瓦灌溉工程建設(shè)局，青海 海南藏族自治州 811700)

拉西瓦灌溉工程位于青海省貴德縣境內(nèi)，地處黃河上游的拉西瓦水庫(kù)大壩和李家峽水庫(kù)庫(kù)尾之間的黃河南岸，為青海省黃河谷地四大灌區(qū)之一，工程任務(wù)為農(nóng)業(yè)灌溉，工程自拉西瓦水電站水庫(kù)取水，新建干渠52.27 km，其中渡槽25座，長(zhǎng)8.33 km，工程為Ⅲ等中型工程，渠道引水設(shè)計(jì)流量9.43 m3/s。

0 引言

項(xiàng)目區(qū)位于青藏高原東北部邊緣，深居內(nèi)陸，具有明顯的高原大陸性氣候特征，冷干時(shí)期較長(zhǎng)，暖濕時(shí)期較短，雨熱同期，日照充足。附近貴德氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫為7.2℃，最高年為7.8℃，最低年為2.4℃，年變幅1.4℃，極端最高氣溫為34.3℃，極端最低氣溫為-23.8℃，平均溫度最低的1月份在-7.7℃～-6.6℃之間，最高的7月份在16.3℃～18.3℃之間，氣溫的日較差較大為15.1℃。多年平均降水量244.1 mm，年最大降水量409.0 mm，年最小降水量121.1 mm，汛期6月～9月份的降水量為183.5 mm，占全年降水量的75.2%；多年平均蒸發(fā)量(E601蒸發(fā)器)為1252.4 mm；年日照時(shí)數(shù)2904 h；太陽(yáng)總輻射量為每年1512 Kcal/cm2。

水工建筑物渡槽伸縮縫止水處理的好壞直接影響到工程運(yùn)行期建筑物的安全及使用壽命，一旦出現(xiàn)漏水，對(duì)建筑物本身的安全帶來(lái)一定的影響，拉西瓦灌溉工程在建設(shè)過(guò)程中為了避免出現(xiàn)建筑物局部滲漏水問(wèn)題，建設(shè)過(guò)程中采取一系列措施進(jìn)行改進(jìn)；本文針對(duì)青藏高原嚴(yán)寒條件下渡槽伸縮縫接縫止水技術(shù)展開(kāi)相關(guān)研究。從混凝土結(jié)構(gòu)的溫度作用入手，因混凝土結(jié)構(gòu)表面的溫度隨外界溫度變化而波動(dòng)，受氣溫變化、水溫、日照及地基溫度等因素的影響最為顯著。工程建設(shè)過(guò)程中，由于冬季氣溫寒冷溫差使混凝土結(jié)構(gòu)體受拉收縮，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)體抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生表面裂縫及拉應(yīng)力作用下的收縮變形，參照《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等，伸縮縫處允許拉伸值一般為20 mm～30 mm，本工程伸縮縫設(shè)計(jì)寬度30 mm。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察實(shí)測(cè)槽身混凝土接縫處的收縮變形情況，12 m段槽身的拉伸或收縮量達(dá)±8.4 mm，均在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。根據(jù)已建成渡槽接縫處的收縮/擠壓變形情況，建設(shè)局牽頭成立渡槽接縫止水技術(shù)攻關(guān)小組專題研究了預(yù)埋式、粘接式及壓板式止水固定方式，結(jié)合建筑物在高海拔嚴(yán)寒地區(qū)下晝夜溫差大等特征，查閱全國(guó)在建水利工程資料，借鑒其他工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)方案對(duì)比分析干渠隧洞、暗渠段采用預(yù)埋式止水、渡槽采用壓板式螺栓固定方式，為了能達(dá)到理想的止水效果，最終選取預(yù)埋不銹鋼帶壓板式螺栓固定雙重可卸止水的型式(見(jiàn)圖1)。

圖1 止水結(jié)構(gòu)大樣圖

干渠所有渡槽的槽身伸縮縫采用了預(yù)埋不銹鋼帶和壓板螺栓固定橡膠止水的型式，雖然施工比較繁瑣，但止水效果容易得到保證，已建成的渡槽在充水試驗(yàn)和通水過(guò)程中均未出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，排架與槽身支撐采用了板式橡膠支座，有利于槽身伸縮和渡槽的安全運(yùn)行。

1 主要施工工序

1)鋼板預(yù)埋。澆筑渡槽槽身混凝土?xí)r，在槽身端頭伸縮縫兩側(cè)環(huán)向預(yù)埋80 mm×8 mm不銹鋼帶和Φ14不銹鋼螺栓，確保基面平整，螺栓間距20 cm。

2)修正基面。打磨鋼帶、除銹、除塵，檢查槽內(nèi)混凝土是否澆筑密實(shí)，如有不密實(shí)需清除松散體灌注鋼膠處理，完成后按焊接的螺栓孔位在止水帶上打孔試裝，保證孔位無(wú)偏差。

3)安裝止水帶。用鋼膠將不銹鋼板和螺栓接縫處灌注密實(shí)，用丙酮或酒精清洗基面，在鋼帶上涂刷粘接劑、止水帶表面涂刷界面劑。

4)壓板固定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行截取寬30 mm，厚5 mm的不銹鋼扁鋼，并在扁鋼上對(duì)應(yīng)部位鉆孔，將止水帶壓緊，并用螺帽固定，旋緊螺栓。并在螺栓頂部壓蓋塑料保護(hù)套，避免螺栓生銹和丙乳砂漿接觸。

5)封閉止水結(jié)構(gòu)。丙乳砂漿性能與混凝土表面能牢固粘接，同時(shí)具有下降彈性模量及提高伸縮力功能，對(duì)抗裂性能有很大改善，抗?jié)B性、抗碳化抗凍性能等均有提高，且施工工藝接近于普通砂漿施工方法。首先從槽底開(kāi)始自下而上逐層澆筑丙乳砂漿，將止水槽回填密實(shí)，做好振搗和養(yǎng)護(hù)工作，然后在迎水面丙乳砂漿條間用聚硫密封膏填縫，背水面安裝聚乙烯嵌縫板，可良好保護(hù)渡槽接縫防止暴露在空氣，避免陽(yáng)光直曬，有效降低止水帶抗老化、風(fēng)化作用。迎水面的聚硫密封膏一方面可以作為一道止水，另一方面還可以保護(hù)接縫，避免雜物在伸縮縫淤積，影響止水帶伸展后的復(fù)原及尖銳物刺傷止水帶。

2 主要材料選型

1)為了便于運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)，橡膠止水帶采用自行設(shè)計(jì)的U型GB復(fù)合橡膠止水，渡槽槽身端頭預(yù)留等寬等深的止水槽，對(duì)該止水的尺寸進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)，跟廠家聯(lián)系統(tǒng)一訂制，施工過(guò)程中嚴(yán)格控制原材料的自檢和平行檢測(cè)，對(duì)止水帶硬度、拉伸強(qiáng)度、折斷伸長(zhǎng)率、壓縮永久變形、撕裂強(qiáng)度等9項(xiàng)物理力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，合格后用于工程。

2)填縫采用聚乙烯嵌縫板、雙組份聚硫密封膏和M40丙乳砂漿相結(jié)合的方式，其中聚乙烯嵌縫板、雙組份聚硫密封膏進(jìn)行市場(chǎng)采購(gòu)，均采用環(huán)保無(wú)毒性的產(chǎn)品，M40丙乳砂漿由建設(shè)局中心試驗(yàn)室進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，詳見(jiàn)配合比參數(shù)表1。

表1 配合比參數(shù)表

施工過(guò)程中嚴(yán)格按配合比設(shè)計(jì)控制，按實(shí)測(cè)含水率調(diào)整施工配合比。

3 填縫處理要求及注意事項(xiàng)

1)安裝固定止水帶時(shí)，要求在已清理的鋼帶表面和止水帶背面涂刷丙乳液一遍，以保證達(dá)到較好的密封和粘接效果。

2)丙乳砂漿性能及施工技術(shù)要求：具有良好的耐候性、耐久性、抗?jié)B性、密實(shí)性和極高的粘結(jié)力以及極強(qiáng)的防水防腐效果。水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，砂采用工程專用料場(chǎng)的天然砂，F(xiàn)M=2.7。拌制丙乳砂漿時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確稱量各種材料用量，嚴(yán)禁采用量取體積的方法取代質(zhì)量稱量，要求采用手工拌制，攪拌時(shí)先將水泥、砂干拌均勻，再加入經(jīng)試拌確定的水及丙乳，充分拌合均勻。每次拌制的砂漿，要求能在45 min內(nèi)使用完成，不宜一次拌合過(guò)多數(shù)量，應(yīng)注意其施工溫度必須保持在5℃以上。

3)丙乳砂漿施工前，先對(duì)槽端止水槽側(cè)面進(jìn)行鑿毛，去除松散顆粒，鑿毛厚度不得低于15 mm。所有處理的基面必須用清水沖洗干凈、濕潤(rùn)，施工前應(yīng)保持混凝土表面處于干飽和狀態(tài)，否則采取導(dǎo)水措施，并用噴燈烘烤或風(fēng)干后，再進(jìn)行施工。涂刷界面劑，涼置15 min～20 min后開(kāi)始涂刷丙乳砂漿。

4)丙乳砂漿略干后，宜用農(nóng)用噴霧器進(jìn)行水噴霧養(yǎng)護(hù)，或用薄膜覆蓋，使砂漿面層保持濕潤(rùn)狀態(tài)；一晝夜后，再灑水養(yǎng)護(hù)7 d，然后自然干燥。在陽(yáng)光下直射或風(fēng)口部位，應(yīng)注意遮陽(yáng)、保濕。

4 實(shí)施效果及評(píng)價(jià)

1)首先干渠所有渡槽的槽身伸縮縫采用了預(yù)埋不銹鋼帶和壓板螺栓固定橡膠止水的型式，雖然施工比較繁瑣，但止水效果容易得到保證，已建成的渡槽在充水試驗(yàn)和通水過(guò)程中均未出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，排架與槽身支撐采用了板式橡膠支座，有利于槽身伸縮和渡槽的安全運(yùn)行。

2)對(duì)倒虹吸壓力鋼管的制作和安裝，從鋼板選型(Q345c，δ=18 mm)、現(xiàn)場(chǎng)卷制、焊接工藝(自動(dòng)埋弧焊、氣保焊)、安裝對(duì)接、探傷檢驗(yàn)、內(nèi)外防腐等各環(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格把控。選用較先進(jìn)的限位式單向軸向型波紋伸縮器，四氟滑塊鑲式支座等方式，保證了倒虹吸的運(yùn)行安全性和可靠性。

3)隧洞和渠道均采用具備抗?jié)B等級(jí)的混凝土，水平施工縫間增加鍍鋅鐵皮止水，環(huán)向伸縮縫間增加651橡膠止水，對(duì)橡膠止水的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)等。運(yùn)行過(guò)程中，各建筑物未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期的效果，徹底解決了水工建筑物結(jié)構(gòu)滲漏問(wèn)題，進(jìn)一步提高了工程運(yùn)行安全。