西安黑河輸水箱涵杏樹溝渠道渡槽伸縮縫處理工程施工技術探討

周八軍

(西安水務(集團)黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

1 工程概況

西安黑河輸水箱涵杏樹溝渡槽為西安市黑河引水工程，于1995年建設完成。該渡槽為箱形鋼筋混凝土結構，箱體中為引自黑河金盆水庫、擬凈化的重力自流河水，渡槽頂部為可供行人和非機動車輛通行的橋面。2020年渠道巡查發現杏樹溝渡槽與箱涵連接處嚴重滲漏，因此立即組織搶險，控制險情，做好搶險準備。根據西安城市供水情況，待批準停水后立即開始施工。

2 病害分析

該渡槽出現嚴重滲漏，無法從外部判斷滲漏具體原因，經過現場勘察分析，形成滲漏的原因可能有伸縮縫破壞、混凝土墻體出現侵蝕性坑洞破壞、墻體開裂等三種情況。

(1) 混凝土碳化導致混凝土內部 pH下降，誘發鋼筋銹蝕，鋼筋體積膨脹產生應力導致混凝土開裂、剝落，喪失對鋼筋的保護功能；各種腐蝕介質沿混凝土裂縫或剝落部位侵入混凝土內部，進一步加劇鋼筋銹蝕、混凝土破壞。

(2) 混凝土開裂，內部水滲漏，冬季水結冰膨脹造成混凝土開裂和剝落破壞。

(3) 基礎沉降，箱涵和渡槽連接處產生錯縫，伸縮縫止水帶撕裂，箱涵地板錯位。

3 新材料主要特點

3.1 UR-1410立止水快速堵漏劑

該材料具有遇水后迅速凝結硬化并具有微膨脹性，與混凝土結構形成一體堵住漏洞的特點。該產品不收縮，不氧化，強度高，與被修補混凝土結構成為一體，只要被修補的混凝土結構不受損壞，就不會失效；施工方便，只需用清水進行調和，瞬間就可以完成堵漏工作；與混凝土結構的黏結強度高，確保堵漏效果；使用壽命長，被黏結混凝土結構不發生變動的情況下，可達到長期堵漏效果；無毒無害，環保產品。

3.2 UR-2110高性能頂立面修補砂漿

頂立面修補砂漿經固體聚合物和多種功能助劑改性的高技術產品，專門用于結構混凝土的破損修復，在不需要模板的情況下可快速與結構形成整體，收縮率低，快干，不下垂，大大縮短了維修時間，節省了模板費用。凝結快，40 min即可終凝，進行下道工序施工；極低的收縮率，干縮率僅為0.04%，自然養護不開裂；優異的黏接強度，濕基面黏結強度大于1.6 MPa，與原結構融為一體；優異的施工性能，頂面或立面施工不下垂，不需要使用模板；耐久性好。

3.3 UGD-3110水泥基鋼筋阻銹劑

此為水泥基鋼筋阻銹產品，能夠有效抑制鋼筋銹蝕。該產品具有良好的銹蝕抑制性能，并且特有遷移型銹蝕抑制功能，在無法暴露全部銹蝕鋼筋時，只需將暴露部分的鋼筋完全涂刷，即能保護未涂刷部分不再生銹，可滿足防銹、阻銹要求。此外，該產品具有優良的黏結性能，可提高保護層與結構鋼筋的握裹力；對鋼筋表面要求不高，不需要白金屬狀態，只需將浮銹打掉即可；無毒無害、環保產品，使用方便。

3.4 UW-1130水泥基滲透結晶型防水漿料

UW-1130水泥基滲透結晶型防水漿料是專門針對混凝土結構設計開發的一種可呼吸、水泥基雙組分防水防腐保護材料，工廠預混，現場攪拌成漿料后涂刷于混凝土表面，起到防水防腐作用。該產品無毒無害，是環保產品。材料中含有的活性化學物質與混凝土內部的游離鈣發生水化反應，生成水化硅酸鈣凝膠，阻塞混凝土內部的毛細孔道，提高混凝土本身的防水防腐性能；同時在混凝土表面形成附著力極強的密實、堅硬涂層，進一步起到防水防腐作用。該材料屬于水泥基材料，與混凝土的熱膨脹系數基本相同，涂層不會因為溫度變化而產生脫落，因此可以在潮濕基面施工，不受混凝土內潮氣的影響；與混凝士基面黏接強度高；具有單向可呼吸性能；固化后表面有光澤、憎水效果好。

3.5 PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料

新型PTN接縫材料為雙組分材料，甲組分(預聚體)呈淺黃色，乙組分呈黑色。甲、乙組分按一定比例混合均勻后，常溫下自行流化成橡膠狀黑色彈性體。環保型PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料(密封膠)可用于水利、土木、交通及市政等工程結構縫、施工縫、伸縮縫中，起到適應變形、防滲、防腐、抗凍、防海水腐蝕、防止外物嵌入縫中等作用。PTN接縫材料也可用于渡槽、渠道及壩面裂縫防滲處理等老工程維修和除險加固工程中。在止水帶防滲失效工程的修復加固中，PTN接縫材料是目前國內唯一的徹底堵漏修補材料，可創造渡槽、箱涵伸縮鏠灌注后滴水不漏的完美工程效果，成為除險加固維修工程中不可多得的高性價比伸縮縫和裂縫維修材料。

4 施工措施

4.1 現場準備

認真做好施工現場的準備工作，這是保證工程平穩、有序進行的重要保障。在施工前，需確定工人及現場技術支持人員的食宿地點，該地點不宜距施工現場太遠；確定水源、電源及相關機具，準備好腳手架(吊籃)、刷子、水管(高壓水槍)、角磨機、切割機、鐵錘、鋼釬、鋼絲刷、塑料桶、灰桶、抹刀等施工工具；選擇合適的儲料地點，確保材料在任何情況下均不會受潮或過水。

4.2 質量施工措施

(1) 施工質量必須符合國家、地方有關施工質量驗收、施工的規定標準，服從設計，尊重監理，服務甲方。

(2) 各工序施工要注意成品保護，上道工序施工完成后，下道工序施工確保對上道工序的成品無損壞、污染；如有損壞、污染，按相關規定承擔責任。

(3) 使用過程中如發現材料有結團硬塊，不得再使用，低溫施工時要用溫水調料，加強保溫措施。

4.3 安全施工措施

(1) 施工現場的施工人員要嚴格遵守各項有關安全規定和制度，接受現場安全教育，由項目經理對全體參加施工人員進行安全技術交底。

(2) 施工現場設專職安全員，施工班組要有兼職安全員，全面負責現場安全施工工作。施工中要全天候巡查，發現安全隱患應及時排除，保證安全生產。

(3) 施工區作業面要保持清潔整齊，道路要暢通，施工人員不得隨意離開現場，不得動用其他施工單位的設施、機具。

(4) 施工期間不得飲酒，嚴禁酒后作業。

5 安全生產措施費使用計劃及保障措施

安全施工措施費是為了確保施工安全生產必要投入而單獨設立的專項費用。安全生產措施費用于保障工程項目安全生產，實行?？顚Ｓ茫坏门沧魉谩Σ话匆幎ㄊ褂么胧┵M或安全措施費落實不到位的作業隊，依照有關規章制度給予處分處罰，發生傷亡事故，危害職工身體健康的，應首先追究有關人員的責任。

工程項目主要危險源有；施工用電、交又作業、施工平臺施工安全防護等。施工安全重大危險源的辨識方法如下：

(1) 腳手架(吊籃)、支撐局部結構工程或臨時建筑失穩，造成坍塌等意外；

(2) 高度大于2 m的作業面，因安全防護設施不符合或無防護設施、人員未配系防護繩(帶)等造成人員踏空、滑倒、失穩等意外。

(3) 焊接、金屬切割等施工及各種施工電氣設備的安全保護(如漏電、絕緣、接地保護、一機一閘)不符合，造成人員觸電、局部火災等意外；

(4) 施工用易燃易爆化學物品臨時存放或使用不規范、防護不到位，造成火災或人員中毒意外；工地飲食因衛生不合格，造成集體中毒或疾病。

6 工程施工工藝流程

6.1 伸縮縫處理技術流程

找縫→渡槽表面處理→鉆孔植螺栓→表面干燥處理→粘貼橡膠板→驗收。

6.2 基礎沉降處理技術流程

施工放線→表面打磨→鉆孔植筋→鋼板制作安裝→密封灌膠→檢測。

7 施工技術要點

7.1 輸水箱涵墻體滲漏治理

7.1.1 表面處理

采用高壓水槍、鋼絲刷、鐵錘、鋼釬等工具清理基層混凝土，將基層混凝土的浮灰、污垢、水垢、返堿、附著物、松動的混凝土等完全清理干凈，確?；婊炷燎鍧崍怨?。

7.1.2 鋼筋阻銹處理

盡可能地剔除松動的混凝土，將結構銹蝕鋼筋暴露出來，采用鋼絲刷將銹蝕鋼筋表面的浮銹清理干凈后，涂刷水泥基鋼筋阻銹劑2遍，每遍間隔20 min。

7.1.3 堵坑洞

墻面或伸縮縫有破損滲測坑洞時，使用UR-1410立止水快速堵漏劑填充坑洞。

7.1.4 破損修補

水泥基鋼筋阻銹劑涂刷40 min后，即刮涂UR-2110高性能頂立面修補砂漿以修補混凝土的破損部位，施工厚度不小于2 cm。

7.1.5 PTN 填縫(伸縮縫)

將接縫處原有的材料徹底清除，露出新鮮的混凝土，清除深度不小于5 cm，將 PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料填入接縫中。立面需用模板支護進行灌注。

7.1.6 墻面整體處理

使用立止水在打磨后的滲漏墻面刮涂1 mm 厚，阻止面滲。然后在混凝土墻面整體刮涂5 mm 厚高性能頂立面修補砂漿，施工12小時后，采用瑞派歐專用刷在頂立面修補砂漿表面涂刷UW-1130水泥基滲透結晶型防水防腐保護涂料。涂刷分兩次進行，每次間隔6小時，兩次涂刷呈十字交叉進行，保護涂料施工厚度不小于2.0 mm。

7.2 伸縮縫處理技術

7.2.1 找縫

在停水后，進入杏樹溝渡槽(箱涵)內部檢查伸縮縫質量情況，確定需要粘貼止水橡膠板的伸縮縫。

7.2.2 表面處理

確定需要處理的伸縮縫后，沿伸縮縫兩側各20 cm進行打磨，除掉表面松散、浮漿及表面苔蘚等雜物，將凸出的棱角磨平，對坑洼部位采用JME環氧修補材料修補平整。

7.2.3 鉆孔、植螺栓

(1) 施工準備。將錨固止水橡膠板植筋孔鉆出，標注鉆孔位置，通過風壓將鉆孔內清理干凈。將符合標準要求的植螺栓構件表面清理干凈，直至露出砼結構層。

(2) 施工放線。按照結構施工圖，結合現場實際，準確無誤地放出螺栓孔位置，如遇孔位處有鋼筋(箱涵壁內有鋼筋)，在設計允許范圍內調整孔洞位置。

(3) 鉆孔清孔。根據標出的孔洞位置，用電錘進行鉆孔，鉆孔符合設計標準。用風壓將孔洞內灰塵吹干凈，用硬毛刷旋轉連刷3次，再用棉紗蘸清洗劑清潔孔壁。

(4) 植螺栓處理。將植入混凝土內的螺栓部分打磨除銹，用棉紗蘸丙酮清洗干凈。用植筋膠槍將結構膠注入植筋孔內，孔洞內注膠容量為孔深度的三分之二。單項轉動錨栓緩緩植入孔洞內，直達設計深度，保證植入螺栓與孔壁間的間隙基本均勻。若是水平方向植入螺栓后需將孔洞堵塞。

(5) 固化、檢測。在固化期間不得對螺栓有任何擾動，固化后用結構膠對螺栓孔洞口進行封口修補。并對所植螺栓進行抽樣檢測，檢測結果務必達到設計要求。

7.2.4 粘貼止水橡膠板

根據錨固螺栓的位置，在止水橡膠板(橡膠板寬30 cm)上沖孔，調配WSJ建筑結構膠，將膠液涂抹在橡膠板和粘貼部位的混凝土槽壁上，把橡膠板粘貼于槽壁內，用橡皮錘錘擊使橡膠板密實地粘貼在混凝土槽壁上，并把不銹鋼鋼板壓條壓上擰緊錨固螺栓，待其固化(橡膠板不能任何移動)。

7.2.5 清潔工作面

粘貼完橡膠止水板后，將兩邊溢出的WSJ結構膠用抹刀收邊，密封橡膠板邊緣。

伸縮縫處理如圖1所示。

圖1 伸縮縫處理示意圖

7.3 伸縮縫沉降后錯臺及底板破損處理技術

7.3.1 施工準備

主要采用包鋼灌膠的技術方法進行處理。將WSJ結構膠、φ18不銹鋼螺栓和8 mm不銹鋼板等所需材料準備到位。

7.3.2 施工放線

按照設計要求，在渡槽上將植筋孔位和鋼板粘貼輪廓線放出來，定出植錨固螺栓位置

7.3.3 表面處理

在需要包鋼加固的渡槽輪廓線范圍內干燥后進行打磨，除掉表面松散、浮漿及表面苔蘚等雜物，將凸出的棱角磨平，對坑洼部位采用JME環氧修補材料修補平整。去除劣化層，這是混凝土黏合面處理及鋼板貼合面處理的關鍵。對于混凝土黏合面，先用金剛片打磨除去表面2～3 mm厚的劣化層，露出新的堅實骨料，清除表面灰塵，再用棉紗擦凈；對于鋼板貼合面，需用噴砂處理或用角磨機打磨，直到露出金屬光澤。

7.3.4 鉆孔、植螺栓處理

將錨固止水橡膠板植筋孔鉆出，標注鉆孔位置，通過風壓將鉆孔內清理干凈，將螺栓植入。

7.3.5 鋼板制作安裝

根據植的螺栓孔位在不銹鋼板上鉆孔，再將不銹鋼板分塊安裝在需要包鋼的渡槽內，安上螺帽并擰緊，保證鋼板和砼之間有3 mm左右間隙，鋼板之間及鋼板與螺栓間進行焊接。

7.3.6 密封灌膠

加固鋼板安裝焊接完后，用封堵材料將鋼板四周封堵起來，埋設灌膠管和出氣管，把鋼板邊緣密封好。按WSJ灌注膠使用說明調配材料，灌注入密封好的不銹鋼板與混凝土的空腔內，待其固化。

7.3.7 固化保護

鋼板不能有任何擾動，在安裝好的橡膠止水帶上覆蓋塑料薄膜進行防水保護。

7.3.8 檢測

一般采用非破損檢驗。即用小錘敲擊鋼板檢驗鋼板的有效黏結面積。錨固區有效粘貼面積不小于95%，非錨固區有效粘貼面積不小于85%。

7.3.9 封閉處理

WSJ建筑結構膠固化后，清理包鋼板的邊緣，在鋼板邊緣及渡槽混凝土上涂刷一層WSI界面劑進行封閉處理，進行封邊。

8 文明施工措施

(1) 按照文明工地要求，設置各類公告牌、標志牌，做到內容齊全、式樣規范、位置醒目。

(2) 對混凝土拌和區域，現場材料分類分隔堆放，并做好各種標識。對鋼材、木材等建筑材料還需要設置防雨設施和隔潮設施。

(3) 對于生產過程中產生的建設垃圾要及時清運，保證施工現場整齊、干凈、衛生。

(4) 嚴格按照公安、消防部門的要求設置防火設施，定期對滅火器等防火設施進行檢查，保證防火設施的使用性能。

(5) 施工便道派專人進行養護，保證晴雨通車，經常清掃、灑水，以防止塵土飛揚影響當地群眾正常生活、生產活動。

9 結束語

經過此次處置，此段輸水渡槽運行近3年來，再未發生類似滲漏水事故。事實證明，此次新技術、新材料的應用對類似問題的解決有一定的借鑒和參考意義。