污水處理工程變形縫止水帶施工方法

單 翠 ，高文超，金國建

(1.莆田學院 土木工程學院，福建 莆田 351100；2.中核華辰建筑工程有限公司海西分公司，福建 莆田 351100)

在工程施工過程中，構(gòu)筑物變形縫的滲漏是較為常見的技術問題，同時也是難以從根本上防治的難題。污水處理工程一旦出現(xiàn)滲漏會導致土質(zhì)、空氣、水等環(huán)境污染，長期的滲漏會導致污水處理工程周邊地下水出現(xiàn)病原微生物污染、生態(tài)鏈遭到破壞等生態(tài)環(huán)境問題。據(jù)有關資料數(shù)據(jù)統(tǒng)計，約有60%～70%的變形縫存在不同程度的滲漏水現(xiàn)象[1]，可見變形縫滲漏水已成為影響工程質(zhì)量最重要的因素。因此，有效的變形縫止水帶施工措施顯得格外關鍵，尤其是對地下工程、水處理工程、預制裝配式拼裝有防水要求的工程等。

工程實踐證明，在施工過程中應嚴格遵守“防排結(jié)合、剛?cè)岵⒂谩⒍嗟涝O防、綜合治理”的基本原則，目前變形縫防水常規(guī)設計做法為中埋式止水帶。但中埋式止水帶失效出現(xiàn)滲漏水后，如何在原變形縫上重置新的防水措施，成為新的工程課題，尤其是在建筑工業(yè)化背景下大力推廣裝配式拼接技術的情況下，對變形縫的防滲漏技術要求愈加嚴格。

1 現(xiàn)狀分析

通過中國知網(wǎng)檢索變形縫，止水帶關鍵詞，共檢索到1 326篇文章，數(shù)據(jù)顯示近十年相關科研成果趨于成熟，總體趨勢如下圖1所示，研究文獻部分主題詞分布情況如圖2所示。

圖1 研究文獻發(fā)表年度趨勢圖

圖2 研究文獻部分主題詞分布情況

從圖2主題詞分布情況可知，變形縫、止水帶一直是防水工程研究的重點。

張文欽等[1]從定性分析角度對水工建筑物變形縫滲漏防治問題進行了研究，并提出轉(zhuǎn)變觀念、提高管理水平、規(guī)范施工流程等策略。王勇[2]以地下人行通道工程實例，研究了新舊結(jié)構(gòu)連接位置的變形縫節(jié)點防滲漏施工技術，通過“變形縫+施工縫”、有組織地排水以及墻體根部排水溝設置等技術有效處理變形縫滲漏問題。滲漏問題在水處理工程上也較為常見。吳為義等[3]針對污水處理工程變形縫滲漏進行了詳細分析，設計出變形縫復合防水構(gòu)造體系，并實踐證明了該復合體系的有效性。劉靜[4]以寶雞峽漆水河倒虹改建工程渡槽間伸縮縫U型止水帶施工技術為研究核心，認為傳統(tǒng)預埋件施工方法存在工作量大、精度難保證以及后期滲漏水等問題，同時設計了一種預埋件固定安裝定位裝置，在施工應用過程中大大提高了預埋件施工精度。Liu等[5]、Tan等[6]對橡膠材料在止水方面的性能進行了研究。李家龍等[7]對綜合管廊變形縫橡膠止水帶采用冷接法產(chǎn)生的質(zhì)量問題進行剖析，改進了熱接法施工工藝，并驗證了熱接法在降低成本、縮短工期等方面具有良好的經(jīng)濟效益。

圖3 預制裝配式變形縫可拆卸Ω型止水帶施工工藝流程圖

此外，對裝配式預制拼接工程中的變形縫滲漏防治問題的研究也有一定的成果。如張曉東等[8]對隧道襯砌環(huán)向中埋式止水帶的施工進行了詳細分析，通過采用內(nèi)側(cè)鋼模、外側(cè)木模及鋼筋卡固定中埋式止水帶，防滲漏效果較傳統(tǒng)工藝有所提高。

綜上分析，我國目前對變形縫防滲漏施工有一定的研究并取得了一定實踐成果。本文結(jié)合當前研究成果并進行一定的改良設計，將其應用到污水處理工程變形縫的防滲漏施工中。

2 可拆卸Ω型止水帶施工工藝設計

本施工技術對傳統(tǒng)的可拆卸外貼式止水帶施工方法進行改良升級，用于預制裝配式變形縫滲漏水處理。先對變形縫兩側(cè)的混凝土面層進行切槽打磨，傳統(tǒng)的預埋螺栓改為取孔后置，增加變形縫內(nèi)置防水構(gòu)造做法，安裝止水帶前對混凝土缺陷和鋼板表面進行處理，涂刷粘接劑，安裝完止水帶后進行封閉和保護，以增加止水帶的止水效果和使用壽命。具體施工工藝流程如圖3所示。

3 可拆卸Ω型止水帶施工質(zhì)量控制要點

(1)橡膠止水條帶和止水條進場須對數(shù)量、規(guī)格、外觀質(zhì)量及質(zhì)量證明文件進行復檢，合格的產(chǎn)品才能用于工程實體。

(2)化學膠體進場須有質(zhì)量保證書，并取樣試驗合格后方能使用，使用過程中嚴格按照廠家提供的參數(shù)進行配比，保證攪拌時間和膠體均勻性。

(3)切割打磨的混凝土面層，須徹底清除面層和變形縫內(nèi)所有的雜質(zhì)、灰塵和水分，清除完成后立即加蓋彩料布保護，防止灰塵雜質(zhì)落入造成二次污染。

(4)鋼板、膨脹螺栓均為成品，不得現(xiàn)場加工，不銹鋼板不得有毛刺和銳利棱角，避免對止水帶造成損傷。

(5)止水帶粘貼時應保證粘接膠固化時間，待粘結(jié)膠全部固化后才能進行下一道工序。

4 工程實施

以上海MZ實業(yè)有限公司水處理中心項目為例。該項目包括回用水池、物化系統(tǒng)池、膜膿液系統(tǒng)、蓄水池等防滲漏具有較高要求的工程項目。變形縫采取中埋式止水帶、填塞止水材料、注漿以及在原變形縫上重新施工一條新的中埋式止水帶等方法均未達到防滲漏效果。經(jīng)現(xiàn)場技術人員討論分析，采用了后置可拆卸Ω型止水帶施工技術。

4.1 可拆卸Ω型止水帶施工過程

4.1.1 定位彈線和基面開槽打磨

以變形縫為中心線兩邊270 mm彈墨斗線，延墨斗線開槽，用打磨機磨平。開槽磨光寬度540 mm、深度20 mm，安裝止水條部位打磨寬度20 mm、深度30 mm。打磨后面層局部缺陷部位用環(huán)氧砂漿修補壓光磨平，如圖4、圖5所示。

圖4 變形縫開槽磨平示意圖(單位：mm) 圖5 變形縫開槽磨平現(xiàn)場施工圖

4.1.2 螺栓孔定位取孔

外貼止水帶采用厚8 mm、寬100 mm的不銹鋼鋼板固定，鋼板應提前進行試拼，保證鋼板預留螺栓孔與墻面取孔位置一一對應。鋼板轉(zhuǎn)角部位應做成圓弧狀，圓弧半徑以2個相鄰螺栓頭的距離不影響止水帶鋼板安裝為準。不銹鋼板加工示意圖如圖6所示。

圖6 不銹鋼板加工示意圖(單位：mm)

固定鋼板螺栓為12 mm×150 mm不銹鋼螺栓，間距100 mm，孔深100 mm。池底板和池壁混凝土迎水面根據(jù)鋼板螺栓實際位置采用水鉆打孔，為保證鋼板、止水帶孔、螺栓孔同一部位，現(xiàn)場先放樣畫出打孔點，以保證其位置的準確性。變形縫水鉆取孔示意圖如圖7所示。

圖7 變形縫水鉆取孔示意圖(單位：mm)

4.1.3 變形縫內(nèi)防水構(gòu)造實施及安裝固定止水條

找準變形縫位置，將原變形縫內(nèi)封堵用的聚乙烯泡沫板和聚硫密封膏全部清除并清洗干凈，用噴燈烘干面層和變形縫。變形縫內(nèi)防水構(gòu)造從下到上依次為：40 mm油麻絲+聚硫密封膏+ PZ遇水膨脹止水條30 mm×40 mm(5倍膨脹率)。止水條用木塊沿止水條凹槽用木錘擊打，使其牢固。止水條接頭搭接長度不小于10 cm，采用粘接劑粘接。在池壁變形縫兩側(cè)安裝15 mm×20 mm緩膨型遇水膨脹止水條，止水條兩側(cè)用聚硫密封膏封堵。變形縫止水條安裝示意圖如圖8、圖9所示。

圖8 變形縫止水條安裝示意圖(單位：mm) 圖9 變形縫止水條安裝現(xiàn)場圖

4.1.4 涂刷粘貼膠料

在清潔烘干的混凝土粘結(jié)面上均勻涂刷環(huán)氧樹脂底膠料，不得有漏涂和留墜現(xiàn)象，涂抹厚度為2 mm。螺栓孔處嚴禁環(huán)氧樹脂封堵，需采取措施予以保護。環(huán)氧樹脂涂料面層示意圖如圖10所示。

圖10 環(huán)氧樹脂涂料面層示意圖(單位：mm)

4.1.5 Ω型止水帶安裝

邊刷環(huán)氧樹脂邊安裝橡膠止水帶。在整個安裝過程中，不可太過用力拉拽止水帶。止水帶與不銹鋼板間用軟金屬片襯墊嚴密。為最大程度地提高止水效果，橡膠止水帶按照變形縫總長一次定制成型(長度偏差只允許正偏差)，現(xiàn)場盡可能不再裁剪和搭接。止水帶安裝、固定示意圖如圖11、圖12所示。

圖11 止水帶安裝、固定示意圖(單位：mm) 圖12 止水帶安裝、固定現(xiàn)場圖

4.1.6 封閉與保護

橡膠止水帶施工完成滿水試驗合格后，為保證止水帶在池體注水使用中抗氧化、耐腐蝕等，在橡膠止水帶迎水面涂抹兩遍環(huán)氧樹脂。為避免使用過程中對止水帶的破壞，增加2 m厚折型鋁合金板覆蓋，進行成品保護。止水帶封閉與保護示意圖如圖11、圖12所示

圖13 止水帶封閉與保護示意圖(單位：mm) 圖14 止水帶封閉與保護現(xiàn)場圖

4.2 施工成效分析

4.2.1 滿水試驗分析

本工程按照滿水試驗規(guī)范要求進行注水與觀測記錄，試驗現(xiàn)場情況及數(shù)據(jù)如圖15及表1所示。

圖15 水池滿水試驗現(xiàn)場圖

表1 滿水試驗部分主要數(shù)據(jù)

通過滿水試驗發(fā)現(xiàn)，單個水池最大滲水量為0.73 L /(m2·d)，均小于規(guī)范要求的2 L /(m2·d)，按照次工法施工的變形縫處無滲漏情況發(fā)生，止水效果非常理想。

4.2.2 成本分析

后置可拆卸Ω型止水帶可有效避免二次滲漏，在節(jié)約二次滲漏的人工及成本上有較大優(yōu)勢。經(jīng)測算止水帶一次維修成本約128 元/m，一次滿水試驗費用0.6 元/m3。污水處理項目設計有防滲漏要求的變形縫的單體共5個，實施長度313 m，滿水試驗試水量約33 902 m3。減少維修成本為：313 m×128 128元/m +33 902 m3×0.6元/ m3=60 405.2元。

4.2.3 工藝對比分析

傳統(tǒng)止水帶施工方法與后置可拆卸Ω型止水帶施工工藝的對比分析結(jié)果如表2所示。

表2 兩個施工方法的對比分析

由以上分析可知，后置可拆卸Ω型止水帶節(jié)省成本，且防水效果較好。同時，2019年底該工程投入使用，通過跟蹤回訪發(fā)現(xiàn)，該變形縫的防滲漏效果很好。此外，該施工工藝在上海MZ實業(yè)公司與中核華辰建設有限公司承接的其他工程中推廣與應用，截至目前均實施效果良好，尚未得到二次滲漏的反饋。由此可以確定，后置可拆卸Ω型止水帶施工方法可達到節(jié)約成本、有效避免二次滲漏的效果，可以在較大范圍內(nèi)進行推廣與實施。

5 結(jié) 論

本施工方法操作簡單，止水帶安裝拆卸方便，可有效解決預制裝配式拼接水池和地下結(jié)構(gòu)變形縫滲漏處理的難題，具有良好的社會效益。尤其是對污水廠這類零滲漏要求的特殊工程項目，變形縫出現(xiàn)滲漏或止水措施失效后，利用此工藝建立新型有效的止水體系，可以大大降低人工、材料等成本。通過后置可拆卸Ω型止水帶施工方法，可以有效解決二次滲漏問題。