環(huán)保電站垃圾池防滲措施及質(zhì)量控制研究

(1.中電投電力工程有限公司，上海 201100；2.河南省第二建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000)

環(huán)保電站土建工程量占電站總工程量的85%以上，占總投資的95%以上。垃圾池是環(huán)保電站最重要、施工難度較大的建筑物，垃圾池施工工程量大、施工周期長(zhǎng)、危險(xiǎn)性較大，是環(huán)保項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中的關(guān)鍵線路；垃圾池承載著環(huán)保電站垃圾收納、發(fā)酵，滲濾液過(guò)濾、收集的重要功能，防滲要求很高，是設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)、管理等各參建單位關(guān)注的重點(diǎn)。尤其是建設(shè)于二級(jí)水源保護(hù)區(qū)的電站，生態(tài)及水源保護(hù)要求更為嚴(yán)格，是環(huán)保部門(mén)污染監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)。垃圾池一旦滲漏，會(huì)對(duì)地下水源和土壤造成二次污染，后果嚴(yán)重，負(fù)面影響大。目前環(huán)境保護(hù)一票否決制度已全面實(shí)施，垃圾池防滲質(zhì)量將決定環(huán)保電站項(xiàng)目建設(shè)的成敗。

現(xiàn)結(jié)合花溪、仁懷環(huán)保電站項(xiàng)目建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制、缺陷處理等方面對(duì)垃圾池防滲技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并對(duì)影響垃圾池防滲質(zhì)量控制的有關(guān)工序進(jìn)行重點(diǎn)論述。

1 垃圾池的防滲設(shè)計(jì)

為防止垃圾池內(nèi)滲濾液污染環(huán)境及銹蝕池體結(jié)構(gòu)鋼筋，同時(shí)阻止地下水滲入垃圾池內(nèi)，影響池內(nèi)垃圾含水量，設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)對(duì)垃圾池結(jié)構(gòu)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的防滲設(shè)計(jì)。

1.1 止水設(shè)計(jì)

垃圾池壁水平施工縫設(shè)3mm厚不銹鋼板止水，鋼板寬400mm；另設(shè)一道膩?zhàn)有团蛎浿顾畻l。

1.2 防水涂層設(shè)計(jì)

在池內(nèi)側(cè)壁、底板上表面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂層；在池壁外側(cè)、池底板下側(cè)設(shè)置一道高分子橡膠防水卷材聚氨脂防水涂料。

2 垃圾池的防裂設(shè)計(jì)

環(huán)保電站垃圾池縱向長(zhǎng)度,一般都超出相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距，由于垃圾池防滲防水特殊工藝要求，池體結(jié)構(gòu)不允許設(shè)置永久伸縮縫，故需要采取結(jié)構(gòu)措施控制混凝土裂縫，抵抗溫度應(yīng)力。設(shè)計(jì)時(shí)，主要采取以下措施。

2.1 添加外加劑

為解決池體的防水及大體積混凝土收縮問(wèn)題，在池體混凝土中摻入適量的粉煤灰和減水劑等外加劑，以提高混凝土的和易性，減小用水量，增加混凝土的密實(shí)度，提高水泥水化熱及其他原因引起的收縮拉應(yīng)力。

2.2 提高配筋率

適當(dāng)提高垃圾池底板、池壁的縱向配筋率。一般設(shè)計(jì)采用的原則為首先滿足池體的強(qiáng)度要求，采用細(xì)而密的配筋原則。

2.3 增設(shè)水平縱向加強(qiáng)筋

垃圾池與壁柱連接處，由于兩者的配筋率相差較大，貴州項(xiàng)目環(huán)境條件為2b類(lèi)，計(jì)算裂縫寬度限值為0.2mm，柱側(cè)附近池壁成為應(yīng)力較為集中的部位，易出現(xiàn)縱向收縮裂縫。因此，池壁與壁柱交接部分，適當(dāng)增設(shè)附加水平縱向鋼筋，且附加水平鋼筋設(shè)置在受力鋼筋外側(cè)，能有效抵抗應(yīng)力集中引起的破壞變形。

2.4 后澆帶

垃圾池底板、池壁設(shè)2m寬后澆帶，采用C45補(bǔ)償收縮混凝土。要求限制膨脹率不小于0.04%，鋼筋貫通不切斷，兩側(cè)用密孔鋼絲網(wǎng)將加強(qiáng)帶內(nèi)外混凝土分開(kāi)。

2.5 采用膨脹混凝土

在混凝土中摻入一定劑量的混凝土膨脹劑，同時(shí)摻入適量的合成纖維，做到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自防水，提高結(jié)構(gòu)的抗?jié)B等級(jí)。如仁懷項(xiàng)目垃圾池混凝土設(shè)計(jì)要求為膨脹劑試驗(yàn)摻加量控制在30～50kg/m3，限制干縮率不大于0.03%，具體摻加量采用實(shí)際工程經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的材料。池壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,摻加聚丙纖維0.9kg/m3。

3 垃圾池防滲施工工藝措施

3.1 對(duì)拉螺桿的止水設(shè)計(jì)及形式優(yōu)化

傳統(tǒng)池壁對(duì)拉螺桿端頭，需按照相關(guān)規(guī)范將穿墻螺栓端頭迎水面?zhèn)辱彸?0～30mm深混凝土，截去穿墻螺栓頭，鑿出的凹槽用嵌縫材料填實(shí)，并用聚合物水泥砂漿抹平。這種施工方法，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，切割后的對(duì)拉螺桿栓頭作為廢料棄用，造成了材料浪費(fèi)，鑿除螺桿頭也會(huì)對(duì)池壁的混凝土質(zhì)量造成損害，既影響混凝土美觀又浪費(fèi)人工。

基于垃圾池的防滲要求，對(duì)穿墻對(duì)拉螺栓進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)十分必要。首先，對(duì)拉螺桿中間設(shè)置1～2道鋼板止水環(huán)，鋼板止水環(huán)與螺桿應(yīng)焊接飽滿，確保防滲功能。其次，將傳統(tǒng)的一段式對(duì)拉螺桿進(jìn)行優(yōu)化，改為三段式可拆卸型螺桿，端頭兩節(jié)可以自由拆卸，多次重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，錐體拆卸后的凹槽規(guī)則，能夠確保修補(bǔ)質(zhì)量，增加防滲效果，提高池體外觀質(zhì)量。

3.2 混凝土澆筑施工工藝措施

3.2.1 避免澆筑時(shí)出現(xiàn)冷縫

垃圾池防滲要求較高，池體混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土澆筑能力配置要滿足施工需要，每一層混凝土的澆筑時(shí)間和初凝時(shí)間要嚴(yán)格計(jì)算，否則容易出現(xiàn)施工冷縫，導(dǎo)致池體滲漏。避免出現(xiàn)冷縫就必須確?；炷翝仓母黜?xiàng)準(zhǔn)備工作到位，如混凝土的坍落度及和易性是否適度，機(jī)械和人員配置是否合理等。

混凝土澆筑過(guò)程中，振搗要均勻，不能出現(xiàn)漏振現(xiàn)象，振搗工的熟練程度及責(zé)任心是確保池壁混凝土振搗質(zhì)量的重要因素。

3.2.2 重視卸料口池壁混凝土澆筑質(zhì)量

垃圾卸料口下部的斜坡混凝土是質(zhì)量控制的薄弱部位，該處坡度較大，鋼筋較密，混凝土的自流力較小，振搗器插入困難，該部位易出現(xiàn)冷縫、空洞、振搗不密實(shí)等現(xiàn)象，垃圾投料后易出現(xiàn)滲漏點(diǎn)。所以卸料口斜坡池壁部位應(yīng)預(yù)留混凝土下料口和混凝土檢查口等，澆筑時(shí)及時(shí)檢查澆筑振搗情況，保證該部位池壁混凝土施工質(zhì)量。

3.2.3 水平施工縫止水優(yōu)化

垃圾池施工縫止水設(shè)計(jì)中，止水材料有止水鋼板和膨脹止水條兩種。由于垃圾池每一倉(cāng)立模周期需要10～15天，貴州地區(qū)多雨，膨脹止水條遇雨后易膨脹失效，起不到止水作用。驗(yàn)倉(cāng)時(shí)，失效的止水因鋼筋密布也無(wú)法重新置換。

所以，在多雨地區(qū)，膨脹止水條對(duì)垃圾池池壁防滲作用不大，一般應(yīng)取消膩?zhàn)有团蛎浿顾畻l。

3.2.4 垃圾池底板按大體積混凝土要求施工

垃圾池底板一般厚度在1.2～2m，屬于大體積混凝土，混凝土中膠凝材料水化會(huì)引起溫度變化和混凝土收縮，從而導(dǎo)致有害裂縫的產(chǎn)生。

主要防范措施有以下幾種：在底板下部設(shè)SBS防水卷材滑動(dòng)層；混凝土拌和物采用低水化熱水泥、適量摻加粉煤灰外加劑；混凝土倉(cāng)內(nèi)埋設(shè)溫度監(jiān)測(cè)儀器，并定時(shí)測(cè)量；夏季澆筑時(shí)，采用遮陽(yáng)篷，降低原材料溫度；拌和水中加冰，降低混凝土的入倉(cāng)溫度；混凝土澆筑時(shí)，采用階梯式薄層澆筑。

4 垃圾池防滲施工質(zhì)量控制重點(diǎn)

4.1 防水涂料施工質(zhì)量控制

垃圾池內(nèi)外壁及池底板上下面防水涂料是池體防滲的最后一道防線，該層施工對(duì)環(huán)境條件要求較高，須高度重視。實(shí)踐證明，該涂層的黏結(jié)力取決于以下三個(gè)條件。

4.1.1 池體表面的清潔度

防水層施工前，對(duì)池體結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行檢查，將表面的灰塵、雜物徹底清掃，確保池體表面清潔。否則，這些灰塵、泥土將成為池體結(jié)構(gòu)和防水層中間的一層隔離介質(zhì)，使防水層和實(shí)體結(jié)構(gòu)不黏結(jié)，影響工程質(zhì)量及耐久性。

4.1.2 池體表面的干燥度

池體表面務(wù)求干燥，潮濕環(huán)境下施工防水層，質(zhì)量不可靠，耐久性差，易脫落。由于池體表面的水膜隔離了防水層與混凝土體，導(dǎo)致兩種介質(zhì)不能有效黏合。

4.1.3 池體表面的粗糙度

池體防水層黏結(jié)檢驗(yàn)結(jié)果證明，池體表面的粗糙程度和防水層的黏結(jié)力存在正比關(guān)系。池體表面光潔，黏結(jié)力就弱；反之，黏結(jié)力就高。

4.2 后澆帶施工質(zhì)量控制

后澆帶混凝土是質(zhì)量控制的薄弱部位，澆筑前應(yīng)將內(nèi)部浮渣清理干凈，模板封閉嚴(yán)密，下料時(shí)要防止混凝土離析。尤其要加強(qiáng)振搗質(zhì)量，避免流漿、蜂窩、錯(cuò)臺(tái)和脹模等施工缺陷發(fā)生。

4.3 施工縫施工質(zhì)量控制

垃圾池體4m、7m、11m、12m、17m、22.5m等池體水平施工縫是質(zhì)量控制的重點(diǎn)部位。施工縫應(yīng)確保在同一水平面上，不銹鋼板止水埋入下層混凝土內(nèi)50%，基面鑿毛應(yīng)徹底，驗(yàn)倉(cāng)前，將倉(cāng)底全部清理干凈。澆筑前，鋪設(shè)與混凝土同等級(jí)的砂漿。

4.4 確定膨脹劑摻量的注意事項(xiàng)

混凝土中適量添加膨脹劑可以抵抗溫度收縮應(yīng)力，如果摻加過(guò)量，膨脹劑也會(huì)成為混凝土的主要破壞因素。膨脹劑摻量應(yīng)符合《混凝土膨脹劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ 50119—2013)要求或設(shè)計(jì)推薦數(shù)據(jù)，根據(jù)工程選用的膨脹劑種類(lèi)，經(jīng)有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行試配，按照具體膨脹率及設(shè)計(jì)限制收縮率，確定膨脹劑摻量。

實(shí)踐證明，由于摻加膨脹劑過(guò)量，導(dǎo)致混凝土破壞開(kāi)裂，造成質(zhì)量事故的事例并不罕見(jiàn)，這種破壞作用較大，裂縫往往貫穿，缺陷修復(fù)難度大、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，嚴(yán)重影響建筑物的耐久性和使用年限。

4.5 局部滲漏質(zhì)量缺陷處理

垃圾池出現(xiàn)滲漏缺陷后，采用水溶性聚氨酯灌漿材料、專(zhuān)用灌漿針頭及高壓灌漿機(jī)進(jìn)行化學(xué)灌漿處理。由于該材料具有阻水功能和較高強(qiáng)度，是池體滲漏的有效彌補(bǔ)措施。該設(shè)備工作壓力大，可使?jié){液進(jìn)入0.02mm的發(fā)絲裂縫。施工方法簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境條件要求較低。

該灌漿材料被灌入含水的混凝土裂縫中時(shí)，能迅速與水反應(yīng)，生成不溶于水和不透水的凝膠體及二氧化碳?xì)怏w，邊凝固邊膨脹，形成二次滲透擴(kuò)散現(xiàn)象(灌漿壓力形成一次滲透擴(kuò)散)，從而達(dá)到堵水止漏、補(bǔ)強(qiáng)加固的效果。

具體方法為沿池體混凝土裂縫表面150mm左右布設(shè)一個(gè)灌漿孔，插入專(zhuān)用針頭，也可根據(jù)裂縫寬度及滲漏流量大小適當(dāng)調(diào)整孔距。

5 結(jié) 語(yǔ)

垃圾池的防滲、抗裂問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中應(yīng)引起足夠重視，通過(guò)合理的措施避免垃圾池有害裂縫、池底滲漏或腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，防止對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生二次污染。

在垃圾池施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)相關(guān)施工工藝進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，提高綠色施工技術(shù)含量，強(qiáng)化工序過(guò)程質(zhì)量控制，確保垃圾池混凝土質(zhì)量，減少滲漏。

謹(jǐn)慎摻加外加劑，必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室試配，按實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定具體摻量。嚴(yán)禁過(guò)量摻加膨脹劑，防止有害貫穿裂縫產(chǎn)生。

池體出現(xiàn)裂縫或滲漏后，應(yīng)及時(shí)分析原因，采取化學(xué)灌漿等措施及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理。垃圾池投用后，及時(shí)啟用配套環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)滲漏情況及時(shí)監(jiān)測(cè)，查明原因，防止污染地下水，確保環(huán)保電站正常運(yùn)行。

加強(qiáng)環(huán)保電站垃圾池防滲措施及質(zhì)量控制的研究，促進(jìn)新時(shí)期再生能源、循環(huán)經(jīng)濟(jì)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展，對(duì)垃圾的減量化、無(wú)害化、資源化處理產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展有助推作用。