黑河渠道磚廠渡槽伸縮縫滲漏原因分析及治理

傅 柯

(西安市水務(wù)(集團(tuán))有限責(zé)任公司黑河輸水渠道管理有限公司，陜西西安 710061)

1 工程概況

黑河輸水渠道工程自黑峪口藺家灣匯流池起，向東沿秦嶺北麓，經(jīng)周至縣戶縣長安區(qū)雁塔區(qū)到曲江水廠，南郊水廠渠首與渠尾落差49.7 m，采用重力自流供水，渠道全長125 km，最大設(shè)計流量14 m3/s，渠道日供水量最大為110萬m3，該工程為西安建設(shè)國際化大都市提供了有力的保障，是西安市城市供水的“生命線工程”。其中，磚廠渡槽位于西安市戶縣境內(nèi)，全長84 m，樁號在36+709.19～36+793.19之間，原設(shè)計為混凝土渠道，由于附近磚廠繼續(xù)取土生產(chǎn)，使得回填深度越來越大，而且兩端又堆積了很多開挖時的棄土，工程質(zhì)量不能保證，故而改為渡槽。磚廠渡槽分為7跨(6個中墩，2個邊墩)，單跨長12 m，渡槽支撐部分分為墩柱式混凝土結(jié)構(gòu)，上部為封閉式鋼筋混凝土槽箱。槽墩為150號埋石混凝土，最高槽墩10.3 m，槽墩基礎(chǔ)為2∶8灰土墊層。槽箱為200號鋼筋混凝土，壁厚30 cm，過水?dāng)嗝?.1 m×3.8 m，渠底比降1/2 500。槽墩與槽箱之間為40×30×5的橡膠支座，伸縮縫內(nèi)用橡膠止水帶連接，外用瀝青板填平，以適應(yīng)槽身變形和溫度應(yīng)力的要求。磚廠渡槽混凝土于1994年8月開始到1994年11月澆筑完畢，一直肩負(fù)向西安市供水的重任，功能與作用突出。但是，磚廠渡槽歷經(jīng)近20年負(fù)荷運(yùn)行，每跨槽身部位部分伸縮縫間橡膠止水帶老化嚴(yán)重，從而出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，并對渡槽的日常運(yùn)行產(chǎn)生了一定的安全隱患。

2 磚廠渡槽伸縮縫滲漏原因分析

2.1 橡膠止水帶與周圍混凝土之間摩擦咬合力降低

當(dāng)混凝土處于塑性狀態(tài)時，其固定顆粒維持不穩(wěn)定平衡，然而骨料和水泥因各自的比重和顆粒大小不同，在重力的作用下，會產(chǎn)生不同程度的沉降，水被析出時混凝土體積收縮，故水平止水下面的混凝土將不受阻礙的收縮，從而減少與橡膠止水帶的咬合力。這樣很容易在橡膠止水帶下緣出現(xiàn)水膜，這些水膜水蒸發(fā)后便形成了空隙，也就產(chǎn)生了滲水的通路。

2.2 槽身混凝土發(fā)生溶蝕現(xiàn)象

水泥中的硫化碳在水化過程中會產(chǎn)生可溶于水的氫氧化鈣，在水流的作用下，混凝土自身將出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致伸縮縫滲水通路之間擴(kuò)大，加重伸縮縫滲漏的程度。以上化學(xué)變化就可以很好的解釋，為什么在槽身間連接處并沒有發(fā)現(xiàn)任何損壞的情況，卻已經(jīng)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的原因。

2.3 環(huán)境溫差的影響

渡槽緊鄰秦嶺環(huán)山線，伸縮縫之間橡膠止水帶表面易受四季溫度變化、風(fēng)蝕及凍融等因素影響，造成伸縮縫之間混凝土強(qiáng)度降低，在原水的長期沖刷下，橡膠止水帶會出現(xiàn)不同程度的外露，加快了橡膠老化，使兩側(cè)的環(huán)氧基液與混凝土之間拉開，出現(xiàn)橡膠止水帶兩邊滲水。

2.4 高峰供水期間，槽身內(nèi)壁水壓增大，加劇滲漏

渡槽常年肩負(fù)向西安市供水重任，設(shè)計流量14 m3/s，全年滿負(fù)荷運(yùn)行，在高峰供水期間，長期處于高水位運(yùn)行狀態(tài)，槽內(nèi)水壓增大，加劇了伸縮縫的滲漏。

2.5 施工質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，出現(xiàn)伸縮縫滲漏

施工時，由于對原材料(橡膠止水帶)的質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，再加之施工安裝質(zhì)量不合格的因素，使渡槽伸縮縫在短期內(nèi)就被破壞，致使出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

3 磚廠渡槽伸縮縫滲漏治理

3.1 治理方案

針對黑河輸水渠道無法停水檢修的實(shí)際情況，擬采用“外堵”方案，即在槽身伸縮縫部位進(jìn)行化學(xué)灌漿法治理滲漏。采用這種方案有以下幾個優(yōu)點(diǎn):1)施工對渠道日常供水影響較小;2)能夠有效的封堵滲漏通路，增加填充物材料;3)相對于渡槽內(nèi)部施工，外部施工難度減小，符合黑河輸水渠道日常管理工作的實(shí)際。

3.2 主要施工材料介紹

3.2.1 DM-900樹脂水泥防腐防水密封材料

高分子聚合物液料，水泥基粉料，加水?dāng)嚢璩胤磻?yīng)固化。強(qiáng)度高，耐磨，柔韌性好，耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，耐老化，耐高低溫性能好，可耐80℃溫度，短期可達(dá)100℃。適用于混凝土防水使用(見表1)。

表1 DM-900樹脂水泥防腐防水密封材料性能表

3.2.2 DM-500R聚氨酯灌漿料

該材料具有良好的疏水性，化學(xué)穩(wěn)定性高，耐化學(xué)腐蝕性好(見表2)。

表2 DM-500R聚氨酯灌漿料性能表

3.2.3 DM-600純聚氨酯密封膏

該膠具有優(yōu)異的粘結(jié)力，可與水泥、混凝土、木材、金屬等建材粘結(jié)，彈性好，延伸率高，易彎曲，能承受解封移動，密封性較好，耐老化、耐低溫，施工操作簡單(見表3)。

表3 DM-600純聚氨酯密封膏性能表

3.2.4 DM-730穩(wěn)擋水滲透結(jié)晶堵漏材料

單組分灰色粉體，凝結(jié)固化快，小時強(qiáng)度高，可帶水帶壓堵漏(見表4)。

表4 DM-730穩(wěn)擋水滲透結(jié)晶堵漏材料性能表

3.3 施工工藝流程

1)鑿除伸縮縫里原有填充物，深度60 mm;

2)清理、清洗沉降縫中間及縫兩側(cè)，不得有松散物留存;

3)用剛性DM-730堵漏材料進(jìn)行嵌填，深度10 mm;

4)間隔20 mm做二次背襯，兩層之間留空腔;

5)間距為500 mm打注漿孔埋注漿止水針頭，灌注WEP注縫膠，將空腔內(nèi)形成一條柔性的止水帶;

6)去掉針頭，用剛性DM-730穩(wěn)擋水堵漏材料封孔處理;

7)嵌填DM-600純聚氨酯密封膏，厚度定為20 mm，縫內(nèi)再次形成一條柔性的止水帶。

具體流程示意圖如圖1所示。

圖1 工藝流程示意圖

3.4 日常管護(hù)措施

1)加強(qiáng)對渡槽日常的管護(hù)力度，避免人為破壞現(xiàn)象的發(fā)生;同時做好汛期渠道巡查工作。

2)對已發(fā)現(xiàn)漏水的伸縮縫，及時向工程技術(shù)部門匯報，并進(jìn)行處理，避免累計造成一次性費(fèi)用過高，同時避免意外事情發(fā)生。

3)在日常巡查過程中，發(fā)現(xiàn)橡膠止水帶表皮環(huán)氧砂漿或聚氨酯有脫落現(xiàn)象，應(yīng)及時修補(bǔ)，避免橡膠止水帶長時間受陽光和紫外線照射，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，縮短其使用年限。

4 結(jié)語

通過對黑河輸水渠道磚廠渡槽伸縮縫滲漏現(xiàn)象產(chǎn)生原因的分析，提出有針對性的“外堵”方案并實(shí)施，圓滿的解決了磚廠渡槽伸縮縫滲漏問題，并取得了良好的效果，確保了磚廠渡槽安全運(yùn)行，平穩(wěn)供水，為渠道管理單位日常管理工作提供了有力的保障。目前，由于黑河輸水渠道承擔(dān)著70%以上的城市原水輸送任務(wù)，無法停水檢修，故無法進(jìn)行“內(nèi)堵”治理。但是，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，滲漏治理工藝的改革和材料的更新，會有更加先進(jìn)和可行的方案有待我們?nèi)ッ骱蛯?shí)踐。

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