淺析水工構(gòu)筑物滲漏處理技術(shù)

田 磊

（北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司， 北京市 100176）

0 引言

近年來，在水廠建設(shè)工作中出現(xiàn)問題最多的就是水工構(gòu)筑物的滲漏現(xiàn)象，不但對水工構(gòu)筑物的正常生產(chǎn)及安全造成影響，還影響水凈化的處理工作。合格的水工構(gòu)筑物必須要完成閉水試驗(yàn)，防止出現(xiàn)滲漏問題。因此，分析其原因，并采取相應(yīng)的有效措施加以控制與防治。

1 水工構(gòu)筑物滲漏的原因分析

通過對本市水廠進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致給水工程構(gòu)筑物產(chǎn)生滲漏的原因有很多，主要原因分析如下。

1.1 設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的滲漏

混凝土強(qiáng)度等級過高。在工程施工中，雖然對配合比進(jìn)行了優(yōu)化處理，但在工程完工后，尤其出現(xiàn)溫差較大時(shí)，水工構(gòu)筑物的墻體就會出現(xiàn)開裂與滲漏問題。

未加設(shè)滑動層和壓縮層。當(dāng)水廠的給水構(gòu)筑物貯量較大時(shí)，壁底在液體壓力下工作，受地基和樁基的約束，溫度應(yīng)力的作用下形成結(jié)構(gòu)的開裂與滲漏。

水工構(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)存在不合理性。水工構(gòu)筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常常因鋼筋直徑與分布間距較大，使其產(chǎn)生裂縫滲漏現(xiàn)象。此外還包括原材料的質(zhì)量、混凝土的密實(shí)度，在工藝中的缺陷或者施工中存在違規(guī)操作，都會導(dǎo)致水工構(gòu)筑物出現(xiàn)裂縫漏水問題。例如：給水構(gòu)筑物池壁配備的鋼筋直徑及間距較大，內(nèi)外兩側(cè)配筋不滿足要求，則導(dǎo)致池壁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)滲漏，必須要解決這一問題，避免為合格的施工質(zhì)量埋下隱患。[1]

1.2 材料的不安全性能導(dǎo)致的滲漏

在原材料選取時(shí)，砂石中含泥量過高，砂石級配不合理，或者水泥用量過多、過少，水灰比不準(zhǔn)確，混凝土拌合物出現(xiàn)泌水、離析等現(xiàn)象，都會直接導(dǎo)致混凝土因干縮過大造成開裂與滲漏。其次，混凝土的抗?jié)B等級太低、抗?jié)B混凝土配合比不合理、密實(shí)性太差及外加劑用量不當(dāng)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)等級也會使混凝土結(jié)構(gòu)開裂與滲漏。[2]

1.3 基本構(gòu)造設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的滲漏

水工構(gòu)筑物出現(xiàn)滲漏，與基本構(gòu)造設(shè)置不當(dāng)有關(guān)。當(dāng)鋼筋混凝土保護(hù)層太厚，池壁的抗裂性較差，保護(hù)層太薄，則鋼筋易被腐蝕，導(dǎo)致滲漏。此外，設(shè)計(jì)中的構(gòu)件計(jì)算簡圖與實(shí)際受力情況存在偏差，以及環(huán)境濕度、溫度、地基和荷載等變化引發(fā)的水工構(gòu)筑物沉降等原因，都會產(chǎn)生滲漏。

1.4 施工工藝技術(shù)差導(dǎo)致的滲漏

在水工構(gòu)筑物的施工過程中，混凝土的攪拌時(shí)間太短、運(yùn)輸時(shí)間太長，泵送的混凝土超量，水泥用量過大或水灰比太大，或者欠缺澆筑施工的技術(shù)，澆筑模板的拼接存在缺陷，從而造成漏漿的現(xiàn)象發(fā)生。另外，如果混凝土振搗不及時(shí)，且出現(xiàn)漏振、過振以及混凝土傾落的高度過高，在終凝前受到了干擾，已澆筑的混凝土卻未按規(guī)定完成養(yǎng)護(hù)，太早的拆卸模板使混凝土穿墻螺栓松動，也會導(dǎo)致混凝土滲漏的發(fā)生。

還有一些原因也會造成水工構(gòu)筑物產(chǎn)生滲漏。例如：混凝土池體的抗拉強(qiáng)度過低，而極限拉應(yīng)力過小，會出現(xiàn)裂滲；當(dāng)在施工設(shè)計(jì)中對承載力、局部構(gòu)造等做出不合理的處理，也會導(dǎo)致滲漏現(xiàn)象；在水平施工的上下模板處的施工縫位置往往會存在裂滲現(xiàn)象。還有就是出現(xiàn)地基變形或地基不均勻沉降時(shí)出現(xiàn)滲漏。在水工構(gòu)筑物的建設(shè)過程中，任意一個環(huán)節(jié)的失誤都有可能造成構(gòu)筑物滲漏，給水廠建設(shè)帶來不可彌補(bǔ)的損失和危害，因此在建設(shè)水工構(gòu)筑物時(shí)，防開裂、防滲漏工作就成為衡量水工構(gòu)筑物是否達(dá)標(biāo)的重要指標(biāo)，解決在設(shè)計(jì)、材料、施工等各環(huán)節(jié)中存在的問題，提高水工構(gòu)筑物的滲漏處理技術(shù)，防患于未然。

2 水工構(gòu)筑物防滲漏的技術(shù)措施

某自來水公司的水廠在施工過程中采用了相關(guān)技術(shù)舉措，經(jīng)過了幾年的生產(chǎn)使用，未出現(xiàn)水工構(gòu)筑物的滲漏現(xiàn)象。

2.1 設(shè)計(jì)合理，防止?jié)B漏

水工構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照《給排水工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》的國標(biāo)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，混凝土選用強(qiáng)度等級為C30，抗?jié)B等級P 選用表1 中P6，使混凝土自身具有良好的密實(shí)性，從而符合水工構(gòu)筑物的抗?jié)B要求。

表1 混凝土抗?jié)B等級的規(guī)定

利用滑動層施工技術(shù)，加設(shè)滑動層，防止?jié)B漏。在基礎(chǔ)底板混凝土澆筑之后，倘若基礎(chǔ)底板混凝土發(fā)生變形，則底板與基層間會相互移動近而產(chǎn)生作用力，當(dāng)滑動層作為水工構(gòu)筑物的建筑構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)在外力作用下自由移動的功能，減少底板與地基之間的作用力，因而避免出現(xiàn)應(yīng)力裂縫導(dǎo)致的滲漏現(xiàn)象。在水工構(gòu)筑物建設(shè)中增設(shè)滑動層有重要的意義?；瑒訉釉O(shè)計(jì)精巧，施工工藝簡單，僅利用兩層塑料薄膜和夾在中間的一層砂子，便可避免混凝土工程中由收縮應(yīng)力引發(fā)的形變，對水工構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)起到了良好的防水作用，解決了構(gòu)筑物滲漏問題，也增加了其耐久性。[3]

2.2 提高材料的性能，優(yōu)化抗?jié)B混凝土配合比

對于材料的選取，包括混凝土的含量，水泥、石子和砂子要進(jìn)行合理的選型與配比。在水泥選取時(shí)，不要選用高熱早強(qiáng)水泥，可采用收縮性較小、較低水化熱水泥。選取骨料時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理級配，骨料中砂子的含泥量要低于總量的3%，砂子的云母含量要低于總量的1%。如果骨料中含有風(fēng)化巖石等物質(zhì)，可通過加入風(fēng)化巖類，生成石灰石，并與水混合后發(fā)生水化反應(yīng)，體積膨大，在應(yīng)力的作用下，混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫。如果采用堿度較低的砂石骨料，可選用低堿或無堿的外加劑。因此，選擇優(yōu)質(zhì)的砂石骨料，采用合理的砂石級配是選材的關(guān)鍵。當(dāng)加入粉煤灰摻合料后，再向水工構(gòu)筑物中加注一定量的減水劑，則水工構(gòu)筑物的流動性得到控制，降低水化熱，從而推遲熱峰。在選取外加劑時(shí)，其用量應(yīng)當(dāng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》國標(biāo)規(guī)定的要求，不得隨意增量或減量，影響材料的性能。

由于水工構(gòu)筑物對抗?jié)B漏功能的要求較高，因此混凝土的配合比不僅要符合《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，還應(yīng)當(dāng)滿足水工構(gòu)筑物混凝土所要求的抗?jié)B等級、強(qiáng)度以及耐久性實(shí)施配合比設(shè)計(jì)與相關(guān)實(shí)驗(yàn)，且還應(yīng)滿足以下要求:

①采用較小的水灰比(≤0.55)，用水量不宜大于180kg/m'

②在滿足混凝土強(qiáng)度的要求下，降低水泥用量，并不大于350kg/m'。

③在符合工程施工條件下，應(yīng)當(dāng)降低砂率，并將砂率控制在35%～40%，混凝土坍落度控制在30～40mm。

2.3 通過滿水試驗(yàn)，預(yù)防滲漏

建設(shè)水工構(gòu)筑物時(shí)對滿水試驗(yàn)有嚴(yán)格的要求，利用滿水試驗(yàn)觀察試件的外觀，不能出現(xiàn)漏水的情況，構(gòu)筑物的滲水量要按照其面積計(jì)算，不得高于2L/（m2·d）。在滿水試驗(yàn)前，要做好試驗(yàn)前的準(zhǔn)備和檢查工作。例如：清理構(gòu)筑物雜物、封堵預(yù)留孔洞等，檢查構(gòu)筑物內(nèi)已清理完畢、已封堵全部預(yù)留孔洞等。注水、水位觀測、蒸發(fā)量的測定都要嚴(yán)格按照滿水試驗(yàn)的要求進(jìn)行操作，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行滲水量計(jì)算，當(dāng)滲水量均小于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，則該構(gòu)筑物符合設(shè)計(jì)要求。

盡管構(gòu)筑物的滲水量滿足規(guī)范要求，然而在滿水試驗(yàn)中，也會出現(xiàn)穿墻孔、管、預(yù)埋件滲漏、變形縫滲漏等現(xiàn)象，就需要采取有效的技術(shù)措施，預(yù)防滲漏。當(dāng)穿墻孔、管、預(yù)埋件發(fā)生滲漏，可選用內(nèi)外壁修補(bǔ)法進(jìn)行處理。外壁的修補(bǔ)需要在滿水條件下，用鑿子將漏水處鑿出一個深度約為5厘米且里大外小的孔，將補(bǔ)漏速凝劑捏成料團(tuán)塞進(jìn)漏水口處，并將其搗實(shí)，再用抹子封口，外壁補(bǔ)漏就完成了。內(nèi)壁修補(bǔ)是在放空水池后進(jìn)行修補(bǔ)，方法與外壁修補(bǔ)相同。當(dāng)變形縫出現(xiàn)滲漏時(shí)，可采用增加變形縫密封膠的深度與外敷防水材料的方法進(jìn)行修補(bǔ)。將滲漏位置以外且1 米以內(nèi)的縫板剔除干凈，用熱風(fēng)吹干。再使用密封膠將內(nèi)外縫進(jìn)行填充密實(shí)。如果止水帶的位置砼不密實(shí)或者止水帶位置發(fā)生偏移，則先將局部剔鑿并修補(bǔ)砼后，再進(jìn)行內(nèi)外縫的修補(bǔ)工作。[4]

2.4 提高施工工藝技術(shù)

在施工前，要先將混凝土的施工材料進(jìn)行詳細(xì)說明，并上報(bào)給參與施工的各個部門，還要詳細(xì)地了解當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r，選取適宜的施工時(shí)間。為了避免由于溫度應(yīng)力引發(fā)的混凝土破壞，水工構(gòu)筑物在施工過程應(yīng)有效控制混凝土的內(nèi)外溫差，降低入模溫度。所以在施工澆筑時(shí)不應(yīng)選擇溫度較高的午間時(shí)段，傍晚時(shí)段開始進(jìn)行混凝土澆筑為最佳時(shí)機(jī)。

在施工中，順利進(jìn)行混凝土澆筑的模板可避免滲漏的發(fā)生。當(dāng)?shù)谝惠v混凝土罐車到達(dá)施工現(xiàn)場后，施工負(fù)責(zé)人必須要做好混凝土配比單的檢驗(yàn)工作，認(rèn)真核查檢驗(yàn)后滿足施工要求的混凝土才可進(jìn)行澆筑工作。在現(xiàn)場施工過程中，當(dāng)水工構(gòu)筑物澆筑時(shí)，要確保上料的均勻性，澆筑混凝土的自落高度不得高于1.5 米，若高于1.5 米時(shí)應(yīng)使用串筒或溜管進(jìn)行下料，防止在下料過程中出現(xiàn)骨料堆積現(xiàn)象。當(dāng)澆筑較深構(gòu)件時(shí)，可采用水平分層澆筑法來確定澆筑的厚度，確?；炷翗?gòu)筑物內(nèi)部不會因厚度增大引起混凝土內(nèi)部的溫度增加，給澆筑施工造成不必要的麻煩。

混凝土振搗應(yīng)當(dāng)實(shí)行專人負(fù)責(zé)制，在混凝土澆筑前先要進(jìn)行技術(shù)交底工作，之后振搗專員使用振搗工具進(jìn)行振搗操作，振搗時(shí)要遵循快插慢拔的原則，不允許撬振鋼筋和模板，在鋼筋分布比較密集的位置和邊角處也要振搗密實(shí)。并且要把握好振搗的間距、深度以及持續(xù)時(shí)間這三個因素。當(dāng)混凝土經(jīng)過振搗后，表面露出浮漿，沒有氣泡產(chǎn)生，且不再沉降，此時(shí)可停止振搗?；炷琳駬v操作一般持續(xù)20 至30 秒，插入式振搗器在振搗混凝土過程中，其移動間距不超過振搗器作用半徑的1.5 倍，與模板的間距不超過其作用半徑的0.5 倍。振搗器在振搗上層混凝土?xí)r，要插入到下層混凝土約50mm 的位置，防止上下兩層間產(chǎn)生裂縫，引起混凝土滲漏，給水工構(gòu)筑物的施工帶來損失。

為了確保成型的混凝土在規(guī)定齡期內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂逢，水泥的水化作用應(yīng)處于正常濕度的外在環(huán)境中進(jìn)行，澆筑完成后，進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)。常溫施工時(shí)在12 小時(shí)內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)，不低于14 天，澆水次數(shù)的多少要看混凝土保持濕潤的狀態(tài)。對于天氣炎熱的夏季要增加澆水保濕次數(shù)，避免溫度過高導(dǎo)致的過早失水，對于天氣寒冷的冬季，應(yīng)當(dāng)注意水化反應(yīng)的強(qiáng)弱程度，避免由于水化反應(yīng)強(qiáng)烈而造成嚴(yán)重的裂滲。當(dāng)混凝土池壁出現(xiàn)較大的裂滲，可提高池壁混凝土使用一次澆筑的方法完成，來預(yù)防施工中的滲漏現(xiàn)象。

2.5 采用高分子復(fù)合材料進(jìn)行封堵，防止?jié)B漏

水工構(gòu)筑物漏水一直是水廠建設(shè)施工中的一大難題，不僅要求堵漏材料要迅速封堵，還應(yīng)具有一定的使用年限，實(shí)現(xiàn)半永久式封堵的效果。顯然，傳統(tǒng)的五層抹面剛性防水方法施工周期太長，化學(xué)灌漿法所需要的設(shè)備太過復(fù)雜，都存在不足，而高分子復(fù)合材料用于水工構(gòu)筑物防滲漏、封堵的效果能滿足當(dāng)下的需要。橡膠止水帶遇水膨脹，實(shí)現(xiàn)迅速堵漏，且橡膠止水帶膨脹時(shí)只會向來水的方向進(jìn)行膨脹，膨脹后的橡膠止水帶還可與裂縫牢牢貼合。水膨脹橡膠封堵后的滲漏、涌水的堵漏則需要瞬間堵漏劑完成。瞬間堵漏劑可在潮濕環(huán)境下與混凝土產(chǎn)生很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度。它是采用水膨脹橡膠、瞬間堵漏劑、再與水下環(huán)氧粘結(jié)劑成型的環(huán)氧增強(qiáng)玻璃鋼組成的高分子復(fù)合材料相配合，既能快速封堵，作為施工現(xiàn)場的應(yīng)急措施使用，又有較長的使用年限，用于水工構(gòu)筑物滲漏、封堵工程具有良好的效果。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水工構(gòu)筑物的防滲漏處理技術(shù)也在不斷更新與改進(jìn)，通過對引起水工構(gòu)筑物滲漏的原因進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的有效措施。在實(shí)際的水廠建設(shè)工程中，不僅要符合國家設(shè)計(jì)規(guī)定和施工規(guī)范，更要結(jié)合實(shí)際，遵循以混凝土自防滲漏為主，其余方法為輔的原則，嚴(yán)格把控好施工中的每一個環(huán)節(jié)，定能建設(shè)出優(yōu)質(zhì)的水工構(gòu)筑物，使水廠建設(shè)工程質(zhì)量達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)工程水平。