淺談濕陷性黃土地區防水混凝土池體質量控制措施

張 漢，王毅凡，王嘉璽

（陜西省桃曲坡水庫灌溉中心,陜西 銅川 727031）

隨著社會高速發展,城鄉公共供水設施不斷擴展,儲水池、調節池等防水混凝土得到了更加廣泛的應用。但在工程實際管理及應用過程,由于工程經驗不足、措施不力,往往會發生池體滲漏等現象,增加工程維護和運行成本,造成工程安全隱患和物力財力上的浪費。筆者通過工程實例,總結經驗,系統分析各類池體漏損原因及質量控制措施,以期為類似工程提供借鑒。

1 概況

西北地區某地表凈水廠,主要承擔城市居民生活和周邊工業制水任務。廠內現有供水生產線兩條,日供水能力5 萬m3/d,目前實際日最高供水量4.4 m3/d。處理工藝為：不銹鋼網格反應池→斜管沉淀池→V型濾池→消毒→清水池→城區管網。

該凈水廠生產工藝過程產生廢水總共約900 m3/d（制水總量的2%以下）,主要來自兩部分,一部分為反應池、沉淀池排泥水,一部分為濾池反沖洗排水。由于凈水廠的水源取自上游10 km外的桃曲坡水庫,該水源為《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）中的Ⅲ類以上,所以處理工藝主要去除水中的濁度及病原微生物,以上排泥水主要污染物為懸浮物。為了響應國家建設節約型、綠色、環保供水企業要求,該凈水廠2020 年年底啟動建設生產廢水回用利用工程,近期先建設一座廢水回用調節池,主要把收集的生產廢水在調節池進行預沉淀,然后把上清液通過提升泵進行回收利用,每年可節約水資源32.8 萬m3。遠期建設一座污泥處理車間,主要把沉淀后的污泥進行脫水,泥餅進行無害化處置。本論文圍繞該生產廢水回用利用調節池工程的防水質量控制措施展開。

生產廢水回用工程調節池由濾池反沖洗調節池和沉淀池污泥水調節池兩部分構成。調節池池體設計概況如下：池體采用C30鋼筋混凝土,池體混凝土防滲等級為S6,水灰比不大于0.5。池體尺寸33 m×11 m×5.6 m（見圖1）,有效容積1700 m3,地板厚度0.55 m,池壁厚度0.4 m,池體中間加一道隔墻。為提高防水性能,設計中要求池體混凝土內壁采用多功能高效防水涂料進行噴涂。該工程長期滿水運行,為避免對周邊建筑物及地基造成滲漏塌陷危險,需嚴格控制地基處理質量和混凝土防水質量。

圖1 生產廢水（調節池）平面布置圖

2 水池主要滲漏原因分析

常見給排水水池工程出現滲漏原因,主要歸納為以下幾個方面：

（1）混凝土配合比控制不合適,特別是外加劑配比不當和坍落度控制不當,導致混凝土抗滲性能達不到；

（2）施工縫和止水帶處理不當,造成漏水點或滲水通道；

（3）混凝土澆筑質量控制不好,在澆筑過程出現漏振、欠振或超振,造成混凝土表面蜂窩麻面或裂縫、爛根等現象；

（4）穿墻套管及模板止水螺栓等細節處處理不當造成漏漿滲水等。

常見滲漏工程案例見圖1。

圖2 常見滲漏工程案例示意圖

3 主要防滲施工措施

防滲混凝土配合比不合適時會直接影響池體強度和抗滲性。抗滲混凝土配合比的計算方法和試配步驟除應遵守普通混凝土配合比設計的規定外,還應注意骨料選擇及坍落度控制。

膠凝材料≥320 kg/m3；水泥用量≥260 kg/m3;砂率35%～40%；粗骨料宜采用連續級配,其最大粒徑不宜大于40 mm,含泥量≤1.0%,泥塊含量≤0.5%；細骨料的含泥量≤3.0%,泥塊含量≤1.0%。坍落度120 mm～160 mm,水膠比≤0.5。

本工程選用西安某建筑材料公司生產的高性能纖維膨脹抗裂劑,加量為水泥用量的7.8%。粉煤灰摻用時通常是按照《粉煤灰混凝土應用技術規范》（GBJ 146-90）的規定,本工程采用二級粉煤灰（適用于鋼筋混凝土和無鋼筋混凝土）,摻加量為普通硅酸鹽水泥用量的21%。本工程配合比見表1。

表1 工程配合比

注意,試配抗滲水壓值比設計值提高0.2 MPa；抗滲試塊留置每500 m3留置1組,每單位工程不少于2 組。

（1）施工縫處止水帶的施工質量控制

本工程設計中在混凝土底板和側墻澆筑之間考慮設置水平施工縫,具體位置為底板以上300 mm的側墻高度處。而施工縫處的止水帶質量控制是關鍵環節。

首先是止水帶的選擇,止水帶一般有橡膠止水帶、鋼板止水帶、鋼邊橡膠止水帶、遇水膨脹止水條、迎水面外涂防水涂料等多種形式。橡膠類止水帶容易遇雨水淋濕而造成提前膨脹,或模板加固和振搗過程位移,止水效果降低。本工程采用300×4 止水鋼板。

其次,施工過程需控制好止水鋼板的位置、埋深、加固、搭接等環節。止水鋼板位置應為所在結構部位截面的中間位置,埋深應為止水鋼板寬度的中間值,止水鋼板折邊所形成的凹面應朝向迎水面。止水鋼板規格符合要求,折邊30 mm～50 mm,兩塊止水鋼板的搭接不應少于50 mm～100 mm,搭接處雙面滿焊。在鋼板止水帶下口焊短鋼筋,以支撐鋼板,短鋼筋一般間隔不大于2000 mm,間距過小則增加成本和工作量,間距過大則鋼板止水帶易彎曲,澆筑混凝土時受振動易變形。止水鋼板與鋼筋焊接時嚴禁焊穿鋼板或與鋼板有空隙。

（2）混凝土澆筑過程質量控制

澆筑混凝土前,應清除表面浮漿和雜物,然后鋪設高標號砂漿或涂刷混凝土界面處理劑、水泥基滲透結晶型防水涂料等材料,再鋪30 mm～50 mm厚的1∶1水泥砂漿,并應及時澆筑混凝土。混凝土施工過程應嚴格控制混凝土塌落度在160 mm～180 mm。混凝土澆筑每層厚度應嚴格控制,澆筑層厚度≤振搗棒作用部分長度的1.25 倍。本工程采用50 型振動棒（作用部分長度38.5 cm）,混凝土分層厚度400 mm。現場制作五根混凝土澆筑厚度控制桿（在50 mm×25 mm×2000 mm木條上刷黃油漆,自下而上每400 mm用紅油漆標上刻度,刻度字體要大而醒目）隨時探測、調整混凝土（包括基礎梁、柱、墻、梁混凝土等）澆筑厚度。振搗間距不得大于振搗棒作用半徑的1.5 倍,振搗時應插入下層50 mm。混凝土下落高度超過1.5 m,輸送混凝土時應使用串筒或溜槽。為了防止混凝土后期收縮開裂,應保證混凝土養護時間至少14天。

（3）穿墻管道套管及止水螺栓的選擇注意事項

儲水池一般涉及混凝土側壁進出水管、溢流管穿墻等問題,在這些部位會因結構鋼筋密集、管底人為漏振、套管與管體縫隙防水處理不當等原因造成后期滲水,施工時需加以重視。在制作防水套管時,翼環和套管厚度應符合規范要求,防水套管的翼環兩邊應雙面滿焊,且焊縫飽滿、平整、光滑、無夾渣、無氣泡、無裂紋等現象。焊好后,把焊渣清理干凈,再刷兩遍以上的防銹漆。在安裝時,須嚴格控制安裝位置和標高,套管兩端用鋼筋再用油麻、石棉水泥填充,填充后緊密搗實,施工結束后應進行及時養護。

本工程鋼筋混凝土澆筑時規避了傳統止水螺栓,選用新型三段式止水螺栓,其具有安拆方便、對混凝土擾動小、止水效果良好等特點,整個工程滿水試驗證實在拉桿處未出現滲漏現象。

（4）其它強調

根據工程地勘報告,本工程所處場地屬自重濕陷性場地,濕陷等級為Ⅲ級,此類工程的地基處理設計及地基施工質量也將影響著混凝土池體的防滲安全性。工程設計地基處理類型多采用樁基及灰土墊層復合地基形式,需結合當地經驗慎重確定地基形式,對于選用孔內深層強夯地基時需充分考慮土的含水量對樁間擠密效果的影響。施工過程需嚴格依據《濕陷性黃土地區建筑標準》（GB 50026-2018）和《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）等相關技術規范控制地基施工質量。

為提高防水性能,本工程設計中要求池體混凝土內壁采用多功能高效防水涂料進行噴涂。需要注意的是,涉及用于飲用水回用等涉水池體,如選用防水涂料、防水砂漿、防腐漆時,需核查相應涉水環保檢驗報告等產品安全證明,必要時做生物觀測試驗,確保防滲池體無污染。出現微量部位漏水點,可采用新型聚氨酯堵漏劑進行注射補漏,其遇水膨脹可達到迅速止水補漏效果（見上右下角圖效果）,其具有高膨脹、不收縮、結構補強好的特點。

滿水試驗是檢驗防滲混凝土池體施工的重要環節,應依據《給水排水構筑物施工及驗收規范》（GB 50141-2008）進行池體滲水量測定。

4 結語

綜上所述,對于設計為自身抗滲防水的混凝土施工中,對施工能力提出更高的要求,期間可能會因地基沉降、混凝土配合比不當、施工振搗環節失控、止水帶和螺栓細節處理不到位等原因造成池體滲漏,這些環節均有針對性經驗措施,只要施工過程中重視落實質量管控措施,可以確保整體工程質量,從而實現滿水試驗無滲漏的合格產品目標,這樣不僅利于縮短工程建設周期,且工程質量、安全、經濟等方面均可做到兼顧。相信今后會有更多更好的創新技術應用到此類防滲池體質量控制中去。