渡槽防滲處理技術(shù)淺析

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1、工程概況
    寶雞峽漆水河渡槽位于陜西省乾縣臨平鎮(zhèn)漆水河上，始建于1969年9月，1971年5日竣工。該工程為現(xiàn)澆肋拱、預(yù)制裝配排架和肋形箱板結(jié)構(gòu)形式，全長(zhǎng)208.5m，建筑物最大高度30m，槽箱寬5.5m，高3.15m，設(shè)計(jì)流量40m3/s，承擔(dān)著下游170萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉輸水任務(wù)。
    該渡槽在建設(shè)時(shí)，共設(shè)9條橫向伸縮縫。伸縮縫外各兩條裝配縫，共有27條裝配橫縫，3條裝配縱縫和2條裝配縱向角縫。9條伸縮縫內(nèi)夾止水橡皮，采用二期混凝土澆筑，箱內(nèi)側(cè)粘貼瀝青油氈；裝配縫采用二期高標(biāo)號(hào)水泥砂漿填塞；角縫內(nèi)粘瀝青油氈，外包三角形高標(biāo)號(hào)混凝土，在伸縮縫接茬處灌注瀝青防滲。
    經(jīng)過(guò)對(duì)渡槽的觀測(cè)（歷時(shí)1年，每天早上8點(diǎn)，下午16點(diǎn)觀測(cè)兩次，渡槽最高溫度在60℃以上，最低在-5℃以下）結(jié)果說(shuō)明：渡槽溫度變化的最大處為14#、20#及8#排架的伸縮處，其在8時(shí)和16時(shí)的最大變形量為7~9mm，故角縫開裂，滲漏嚴(yán)重，致使渡槽的排架柱剝蝕，鋼筋外露，危及建筑的安全。
    2、滲漏原因分析
    2.1在建筑工程中，應(yīng)用于渡槽的填縫材料是10#和30#的石油瀝青及瀝青油氈。
    從如下試驗(yàn)可以看出：
    由于黑色的瀝青材料具有吸熱功能，當(dāng)大氣溫度為12℃時(shí)，其表面溫度為25℃，當(dāng)大氣溫度為23℃時(shí)，其表面溫度為63℃。由此可見，在夏秋兩季，石油瀝青油氈防水層表面溫度實(shí)際可達(dá)60℃以上，使其基本處于軟化狀態(tài)，在暴雨或遇水的情況下，溫度驟降使其快速脆裂，產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。
    2.2混凝土和水泥砂漿材料屬于剛性材料，共抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，其在凝固過(guò)程中，若養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，由于水化熱的作用，會(huì)發(fā)生細(xì)微裂縫。同時(shí)，在渡槽早晚溫度變化和一年四季的交替變化中，因裝配縫或伸縮縫中的填縫材料柔性很差，不能適應(yīng)溫度應(yīng)力引起的變形和變化，從而導(dǎo)致槽角縫、裝配縫、伸縮縫的開裂，使渡槽發(fā)生滲漏。
    施工方案：
    本次工程分為兩個(gè)標(biāo)段施工。Ⅰ標(biāo)段主要處理安裝縫、伸縮縫及角縫，Ⅱ標(biāo)段采用聚氨酯防水材料進(jìn)行表面防滲處理。Ⅰ標(biāo)施工程序?yàn)椴鸪?、膠泥→清理表面→刷涂環(huán)氧基液→填塞TP軟木膠泥→刷涂環(huán)氧基液→APP防水油氈封口→鍍鋅鐵皮封口→環(huán)氧砂漿抹縫。Ⅱ標(biāo)在Ⅰ標(biāo)施工基礎(chǔ)上進(jìn)行表面防水處理。施工順序?yàn)椋呵謇砉ぷ髅?rarr;刷涂底液→刷涂一層聚氨酯凈漿（TW-YT-928），然后粘貼聚氨酯玻璃鋼絲布，最后刷涂三層聚氨酯凈漿。
    3、施工工藝及有關(guān)技術(shù)指標(biāo)
    施工程序：防滲工程可以分為以下幾個(gè)步驟：
    清理槽內(nèi)雜物→排除積水→搭設(shè)工作架→裂縫防滲處理→修補(bǔ)處理伸縮縫、安裝縫→養(yǎng)護(hù)→刷涂聚氨酯凈漿→粘貼氨酯玻璃絲布。
    3.1伸縮縫、安裝縫的砼、膠油泥拆除
    安裝縫鑿除成口徑為4×5cm矩形槽，深度5~10cm，用清水及丙酮清洗；伸縮縫鑿成"V"形，對(duì)于7#~8#排架北側(cè)槽面大面積滲漏水，全部用人工鑿除2cm找平，清洗干凈。角縫拆除后將二期砼結(jié)合面鑿毛清洗。
    3.2伸縮縫、安裝縫、角縫防滲處理
    本次防滲工程采用環(huán)氧砂漿防滲處理，它具有強(qiáng)度度高、粘結(jié)力大、收縮率小、化學(xué)穩(wěn)定性好和施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧混合物的材料配比，主要根據(jù)使用目的和施工條件并通過(guò)試驗(yàn)決定。本次工程選擇配比主要考慮了以下幾個(gè)因素：
    3.2.1配方應(yīng)滿足粘結(jié)力大、抗拉性能好、防滲指標(biāo)高這一基本要求；
    3.2.2配方所需材料要易于購(gòu)買，不能因?yàn)椴牧瞎?yīng)不上而影響施工；
    3.2.3由于大部分裂縫在槽壁，涂抹比較困難，為減少拋散掉塊，要求所選配方韌性要好，砂漿本身粘結(jié)力要大，固化時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)還要便于施工，容易批抹；
    3.2.4充分吸取外地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在大面積要進(jìn)行室內(nèi)外不同配方、不同條件、不同構(gòu)件的材料性能試驗(yàn)及不同施工方法的試驗(yàn)。在取得一定科學(xué)數(shù)據(jù)及認(rèn)為施工方法較有把握后再進(jìn)行施工。
    在這次防滲處理中，采取了以下兩種配方：
    施工工藝：在鑿毛處理好的混凝土基面上及伸縮縫、安裝縫槽內(nèi)，先刷一層環(huán)氧基液，然后填充軟木膠泥，盡可能飽滿充實(shí)，最后用環(huán)氧砂漿封口。對(duì)于大面積滲水面，采用環(huán)氧砂漿防滲處理，在處理好的混凝土基面上先刷一層環(huán)氧基液，待0.5~1.5小時(shí)后，抹第一層環(huán)氧砂漿，目的是找平混凝土面。因此砂漿平均厚度不要超過(guò)0.5cm。待初凝后，再刷一層基液同樣等0.5~1.5小時(shí)后，抹第二層環(huán)氧砂漿，其厚度約為1cm。在封口砂漿面上涂一道基液，最后收面養(yǎng)護(hù)7~14天。
    安裝縫處理：將鑿開的槽內(nèi)用清水及丙酮清洗干凈，刷涂一層環(huán)氧基液，然后填充軟木膠泥，用環(huán)氧砂漿封口。
    伸縮縫處理：清洗槽內(nèi)，先刷涂一層環(huán)氧基液，軟木膠泥填充，環(huán)氧基液封口，然后用40cm寬的APP防水油氈粘貼，外用鍍鋅鐵皮錨固，最后用環(huán)氧砂漿封口。
    槽內(nèi)三角體拆除后，將混凝土結(jié)合面鑿毛清洗干凈，順序?yàn)椋悍啪€→貼油氈→灌膠泥→封口澆筑300#混凝土。
    Ⅱ標(biāo)處理使用的材料為TW-YT-928聚氨酯預(yù)聚體。TW-YT-928是缺少羥基（-OH）的水聚氨預(yù)聚體，遇水后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成一氧化碳?xì)怏w和有一定彈性的氨基固化物，并使氨基固化物體積膨脹4~6倍，來(lái)達(dá)到堵塞滲漏的目的?；┕すに嚍椋?br />     （1）用TW-YT-928彈性聚氨酯防腐涂料按甲料：乙料=1:1.5的比例充分混后后，加25%的二甲苯稀釋并混合均勻后在砂漿找平層上涂刷薄薄的結(jié)合層。找平層表面含水量應(yīng)小于9%。
    （2）檢查結(jié)合層，若發(fā)現(xiàn)結(jié)合層有缺陷或者找平層有裂縫，則預(yù)先用TW-YT-928彈性聚氨脂防水腐涂料，按照1:1.5比例調(diào)勻后加滑石粉調(diào)制成膩?zhàn)舆M(jìn)行刮縫及修補(bǔ)處理。
    （3）做二布六涂TW-YT-928防水防腐涂膜。施工中每次調(diào)制涂料配比必須準(zhǔn)確，調(diào)好的涂料必須在20min內(nèi)用完，以免固結(jié)。每涂一層與另一層之間的間隔時(shí)間不少于12h并不大于48h，以保證層間結(jié)合良好。
    （4）作反壓裝置。在渡槽進(jìn)、出口作反壓裝置，以防止水流沖刷造成膜料開裂。
    （5）按照防水工程的有關(guān)施工規(guī)范要求進(jìn)行施工質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。
    4、施工中注意的事項(xiàng)
    4.1涂刷環(huán)氧基液：
    為了使原混凝土（或其它粘結(jié)面）表面被環(huán)氧基液充分潤(rùn)濕，保證結(jié)合良好。在批抹環(huán)氧砂漿前，應(yīng)在粘結(jié)面上先涂一層環(huán)氧基液，然后再批抹環(huán)氧砂漿。
    4.1.1為了降低基液稠度，以便充分溫潤(rùn)粘結(jié)表面，可在基液中摻入5%的丙銅。
    4.1.2涂刷基液時(shí)，力求薄而勻，對(duì)凹凸不平及拐角等難于涂刷的地方，應(yīng)特別注意。
    4.1.3混凝土表面經(jīng)過(guò)處理后，在涂基液時(shí)，表面溫度最好保持在20~25℃，最低不能低于15℃，否則可采用噴燈加溫預(yù)熱。
    4.1.4涂刷基液后需間隔一定時(shí)間，待基液中的氣泡逸出后，再批抹環(huán)氧砂漿。間隔時(shí)間隨氣溫高低不同，一般以半小時(shí)為宜，最長(zhǎng)不超過(guò)1.5小時(shí)。
    4.1.4基液涂刷后，要隨時(shí)注意排除表面氣泡，已涂刷的表面，要注意保護(hù)，嚴(yán)防雜物粘入。
    4.2批抹環(huán)氧砂漿：
    批抹環(huán)氧砂漿的方法與批抹一般水泥砂漿大致相同。由于頂面批抹容易脫落，除注意配方外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    4.2.1原混凝土表面鑿毛要平整，否則應(yīng)增加涂抹層次，先將凹缺較大的地方補(bǔ)平。
    4.2.2底基液涂刷應(yīng)均勻，采用粘度較大的基液，填料宜多一些，這樣減少內(nèi)應(yīng)力，降低收縮率，防止出現(xiàn)裂縫。
    4.2.3涂抹層不宜過(guò)厚，以0.5cm左右為宜，若厚度超過(guò)1.0cm時(shí)，應(yīng)考慮分層涂抹。
    4.2.4批抹時(shí)要用力壓實(shí)，使表面泛出漿，對(duì)發(fā)現(xiàn)有鼓包的地方，在固化前應(yīng)刺破，排出空氣。當(dāng)出現(xiàn)鼓包時(shí)不要勉強(qiáng)硬壓，必須穿破另抹。
    4.3養(yǎng)護(hù)
    環(huán)氧涂料要求在穩(wěn)定的溫度下進(jìn)行固化，初始養(yǎng)護(hù)溫度與溫差的變化對(duì)環(huán)氧材料是否開裂影響較大。因此，必須嚴(yán)格控制初始養(yǎng)護(hù)溫度和溫差的變化。一般要求養(yǎng)護(hù)溫度不低于15℃，溫度變化最好不超過(guò)5~10℃。養(yǎng)護(hù)時(shí)間7~14天。
    5、結(jié)語(yǔ)
    5.1高溫、多沖刷的冷熱沖擊是造成瀝青油氈防水材料滲漏的主要原因。要解決這一問(wèn)題，應(yīng)該淘汰瀝青油氈防水材料，選用彈性好、延伸率大、耐冷熱沖擊強(qiáng)度高、材料對(duì)溫度適應(yīng)能力強(qiáng)、防水可靠、施工方便、與基層附著力強(qiáng)、具有一定抗腐蝕能力的TW-YT-928彈性聚氨酯防水防腐涂料。
    5.2采用TW-YT-928彈性聚氨脂防水防腐材料，要求基層有一定的強(qiáng)度，并干凈、干燥、平整，防水層施工必須保證質(zhì)量，成膜的防水層必須均勻光滑、平整、無(wú)缺陷。
    5.3為延長(zhǎng)防水層的使用時(shí)間和防止防水層被硬物破壞，防水層表面必須按設(shè)計(jì)要求增加保護(hù)層。
    5.4該工程1997年10月~11月份施工，經(jīng)過(guò)7年的使用觀察，未再發(fā)現(xiàn)滲漏。實(shí)踐證明：該工程滲漏防治處理的方案和所用材料合理，施工質(zhì)量較好，克服了因溫度變化造成裂縫滲漏問(wèn)題，達(dá)到了防治滲漏的目的，為同類工程防滲漏處理提供了借鑒。