張克勤
(上海凱悅建設咨詢監(jiān)理有限公司,上海 210063)
船塢工程滲水漏砂影響船塢的正常使用,長期的滲漏會造成船塢減壓排水系統(tǒng)的破壞,影響塢底的結構強度。更嚴重的是漏砂會造成地坪的局部塌陷,是一項嚴重的安全隱患。為此,必須對船塢底部的滲水漏砂現(xiàn)狀進行處理。筆者結合工程監(jiān)理的實例,就處理船塢工程滲水漏砂問題的合理可行的實施方案,作一技術上的交流。
本船塢工程位于江蘇省江都市沿江開發(fā)區(qū)船舶產(chǎn)業(yè)帶,距江都市約 25 km,沿江而下距長江吳淞口約 198 km。1號船塢為5萬 t 級,長 230 m、寬 54 m;2號船塢為3萬 t 級船塢,長 195 m、寬 48 m。1號和2號船塢的塢室及塢首底標高均為-5.8 m,塢門檻標高為-4.8 m,塢首及塢室頂標高均為+5.8 m。
塢首和塢室均采用分離式結構,底板下采用 PHC 管樁。塢室墻采用預制板樁和PHC 管樁組合成的錨定結構,塢室底板采用格梁上現(xiàn)澆混凝土板,形成相對隔水層。格梁現(xiàn)澆時預埋第三代透水軟管,地下滲水通過透水管排入塢首處集水坑排出;塢室內(nèi)地表水通過明溝排入塢首集水坑。塢室外圍由 22 cm 地連墻圍封形成止水帷幕;塢首四周有 45 cm 地連墻圍封形成止水帷幕。塢室內(nèi)的輸水閥門布置在塢門上,排水泵布置在塢首中墻內(nèi),采用真空自吸泵排除塢室內(nèi)雨水、滲水。
因該工程緊鄰長江且地質(zhì)條件復雜、施工難度大,施工期間采取了各種措施以確保工程質(zhì)量。經(jīng)過 4年運行,船塢整體情況良好。但是,2號船塢東側排水溝局部出現(xiàn)了滲水漏砂現(xiàn)象。
經(jīng)過在現(xiàn)場詳細的考察觀測,船塢存在的滲水漏砂點主要集中在塢墻伸縮縫、廊道下陰角縫以及排水溝底部陰角接頭縫等部位。排水溝的滲水漏砂存在兩種情況:一種情況是塢室底板透水軟管破損導致地下水帶砂流出;另外一種情況是由于排水溝底部混凝土存在局部“爛根”,從而出現(xiàn)滲水漏砂現(xiàn)象。
為了使船塢更好地發(fā)揮使用功能以及考慮船塢結構在后續(xù)使用期間的安全等因素,監(jiān)理提出需對滲漏部分進行堵漏處理。
在治理結構變形縫、接頭縫等滲漏水情況時,若縫隙已停止變形,可采用鋼性材料堵漏;若縫隙還有可能變形,則需要采用柔性材料進行堵漏。
根據(jù)本工程的實際情況,考慮采用鋼柔相結合的帶水帶壓、用嵌縫法和高分子注漿法相結合的方法進行堵漏的技術方案。
高分子化學灌漿料是一種快速高效的防滲堵漏材料,適用于加固砂土地基、壩基帷幕灌漿、地下工程止水堵漏、加固壩基泥化夾層和斷層破碎帶。高分子化學漿材品種較多,有環(huán)氧樹脂類、丙烯酰胺類(丙凝)、聚氨脂類(氰凝)、木質(zhì)素類等。在地基化學灌漿中常用的高分子化學漿材是丙烯酰胺類和聚氨脂類。丙烯酰胺類漿材由主劑丙烯酰胺和各種外加劑組成。漿液的黏度接近于水、可灌性好;漿液凝固后,凝膠不透水,耐久性和穩(wěn)定性好。漿液被廣泛用于巖石細裂縫、中細砂層的防滲灌漿和動水堵漏工程。這類漿材有一定毒性,會污染空氣和地下水。聚氨脂類漿材以多異氰酸脂和聚醚樹脂等為主劑,再摻入各種外加劑配制而成。漿液灌入地層后,遇水反應生成聚氨脂泡沫體,能起加固地基和防滲堵漏作用。聚氨脂漿材分為水溶性和非水溶性兩類。水溶性聚氨脂能與水混溶,并與水反應生成含水膠凝體;非水溶性聚氨脂只能與有機溶劑混溶。聚氨脂漿材的黏度低、可灌性好、結石強度高,安全可靠,不污染環(huán)境,操作簡便,經(jīng)濟效益高。聚氨脂漿材有以下一些特點:具有良好的親水性能,水既是稀釋劑又是固化劑,漿液遇水后先分散乳化進而凝膠固結;可在潮濕或者涌水情況下進行灌漿,對水質(zhì)適應性強,在海水和pH 值為3~13的水中均能固化;固結體經(jīng)急性毒性試驗屬實際無毒類;固結體為彈性,遇水可膨脹,具有彈性止水和以水止水的雙重功能,適用于變形裂縫的防水處理;可以任何比例配制用于不同強度和不同水膨脹倍數(shù)的材料。
(1)仔細摸查現(xiàn)場滲水流砂點,確保掌握現(xiàn)場實際的漏沙情況。
(2)審核堵漏施工方案。
(3)參加技術交底會議;實施堵漏施工過程監(jiān)理旁站。
(4)檢查防水材料的各項技術性能指標是否符合國家規(guī)范要求;現(xiàn)場進行取樣復核驗證,獲得質(zhì)量檢測報告或其他有關材料質(zhì)量的證明文件。
(5)注漿前應對注漿系統(tǒng)進行全面檢查;檢查注漿閥、管及壓力表等器件的接頭部位是否牢固,閥頭是否擰緊。以免引起爆管和串漿事故。
(6)旁站注漿過程,密切注意壓力表、流量、時間等參數(shù);對吃漿量大的部位,監(jiān)理旁站時應關注注漿是否采用間歇方法。
(7)按照施工方案,實施過程控制及驗收。
堵漏工藝:混凝土滲漏部位的表面處理→埋管封閉→預埋注漿嘴→壓水試驗→配料→反壓注漿→封孔。
用專用工具將伸縮縫進行銑縫開槽并做成 U 形槽。一般來說,U 形槽寬為3 cm~5 cm,槽深為4 cm~10 cm;開槽時U 形槽兩側必須打毛,將縫隙內(nèi)所有填充物清理干凈并用水進行沖洗,以便于觀察滲漏點、裂縫大小分布情況、漏水量及水質(zhì)分析等。
對于伸縮縫寬度在 2 cm 內(nèi)的變形縫,經(jīng)表面處理后可直接預埋注漿管;對于伸縮縫寬度在 2 cm 以上的變形縫,則要先用麻絲將伸縮縫進行堵塞。這樣既可減小滲水量,又便于注漿料凝固時起到一定的拉力抗下沉作用。注漿管分兩節(jié),中間用管箍連接,全部埋入伸縮縫混凝土內(nèi),上節(jié)連接閥門長約 5 cm。用兩根耐壓橡膠引水軟管平放在縫隙滲漏部位上,用堵漏王進行嵌縫封閉;堵漏王開始凝固時,抽去引水管;引水管與箍法及注漿嘴之間的連接必須暢通,確保水源從注漿嘴引流出來。
注漿嘴要布置在水源外,根據(jù)縮縫的大小、結構、形狀而定,一般為間距 1.5 m左右。
當堵漏王完全凝固后有足夠的強度時,即用水進行試驗。一般從最下部的注漿嘴或接近水源的注漿嘴進行試壓,直到閥門處有水溢出為止;此時記下吸水量(供配制吸漿量作參考)。在壓水試驗時,要注意觀察封閉層(即嵌縫質(zhì)量)。如發(fā)現(xiàn)有水液從表面層溢出時,必須做好記號,并做好嵌縫加固措施。
將注漿液配置好,根據(jù)縫隙漏水量的大小,確定注漿配料的凝固時間。
注漿機的壓力必須大于漏水點的壓力(壓漿機的壓力在5 MPa 以上)。這樣才將能縫隙內(nèi)的溶水量向后排擠,注漿料直接填入混凝土的毛細孔、縫隙內(nèi)和不密實的部位,與之形成一個整體。高分子注漿料遇水膨脹速凝,達到長期深層止水的效果。擬采用手動注漿機,以便觀察混凝土結構的變化,隨時控制注漿壓力,達到良好的防水效果。
待注漿液凝固并經(jīng)查無滲漏現(xiàn)象后,用堵漏王封閉注漿嘴,并將其與原表面層刮平。
由于本工程的堵漏采用了合理的注漿工藝,外層防水采取縫隙清理后埋入注漿管,再進行嵌縫止水處理;內(nèi)層則待嵌縫材料完全硬化后,用注漿機將配制好的漿液灌入變形縫內(nèi)作為更嚴密的止水,達到堵漏止水的雙重效果。解決了塢底局部排水溝滲水漏砂現(xiàn)象,取得了預期效果。