滑動(dòng)防水層在臨沂河灣水源補(bǔ)水工程中的應(yīng)用

韓映雪，徐雯雯，朱旺發(fā)

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

臨沂市河灣水源向祊河補(bǔ)水工程（一期）自沂河河灣水源工程上游右岸引水閘取水，通過(guò)新建加壓泵站和鋪設(shè)10.437km輸水管道將水向西輸送，并向沿線河流補(bǔ)水。泵站工程位于河灣水源工程上游沂河右岸，由引水箱涵、前池、泵室等組成，泵室基礎(chǔ)坐落于強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r上，該巖層承載力值為300kPa，滿足建基要求。地下水位低于建基面，不存在基坑涌水問(wèn)題。泵室工程建基面高程為79.2m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)56.5m，寬25.1m，底板厚度為1m，并在長(zhǎng)度方向中間留置寬2m的底板后澆式膨脹加強(qiáng)帶。通過(guò)人為制造的施工縫，雖然能減少應(yīng)力約束，但不能有效的控制混凝土裂縫。為減小巖面與泵房底板之間相互作用力，減小裂縫出現(xiàn)的可能，以及泵房底板因強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r面受地下水侵蝕、溫度變化等外因而變形、開(kāi)裂的影響，需在泵室底板下做滑動(dòng)防水層。

1 滑動(dòng)防水層技術(shù)

1.1 滑動(dòng)防水層原理

為減小泵室底板與基礎(chǔ)面的應(yīng)力約束，在泵室底板下設(shè)置滑動(dòng)防水層。泵室底板澆筑后，由于底板混凝土變形，引起底板與基層之間相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生摩擦力。摩擦力與底板所受的約束相互作用會(huì)對(duì)底板產(chǎn)生不利影響，使預(yù)應(yīng)力受到損失?？赏ㄟ^(guò)減少泵室底板與地基之間的摩擦約束力，降低預(yù)應(yīng)力損失，避免裂縫的產(chǎn)生，使底板混凝土受力變形時(shí)可以產(chǎn)生相對(duì)自由的移動(dòng)。在底板和基層之間設(shè)置一道以干細(xì)砂為主體，輔以防水涂料粘結(jié)層即可形成滑動(dòng)層。但隨著時(shí)間的推移，地下水位的持續(xù)變化可能會(huì)對(duì)滑動(dòng)層產(chǎn)生細(xì)微擾動(dòng)，破壞滑動(dòng)層結(jié)構(gòu)，為防止這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，對(duì)滑動(dòng)層上下兩面增加一層HDEP土工膜，從而形成防水層。

1.2 滑動(dòng)防水層結(jié)構(gòu)

滑動(dòng)防水結(jié)構(gòu)自下而上分別為：地基持力層→100mm厚C15素混凝土墊層→基層處理劑→3+3厚高聚物改性瀝青防水卷材→20m厚1∶2.5水泥砂漿找平層→0.5mm厚HDEP土工膜→20mm厚干細(xì)砂→1mm厚HDEP土工膜→100mm厚C15素混凝土墊層→1000mm厚C30鋼筋混凝上底板。

1）地基持力層。地基持力層是直接承受地基基礎(chǔ)荷載的土層。泵室的地基持力層為強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，承載力值為300kPa，壓縮性低，承載力高，無(wú)軟弱下臥層，工程地質(zhì)條件好，滿足建基要求，且具弱透水性，抗?jié)B穩(wěn)定性較好。

2）C15素混凝土墊層。C15素混凝土墊層是標(biāo)號(hào)為C15，沒(méi)有配置鋼筋的混凝土墊層。墊層是為保護(hù)鋼筋而作的基礎(chǔ)隔離層，具有幫助找平的作用，方便施工放線，改善基礎(chǔ)與地基的接觸面，使基礎(chǔ)坐落在同一標(biāo)高墊層上，基礎(chǔ)的荷載能均勻傳遞給地基，以減少地基變形。

3）基層處理劑。澆筑完C15混凝土墊層，在防水層施工前需涂刷上一層基層處理劑，以增強(qiáng)高聚物改性瀝青防水卷材與墊層之間的粘結(jié)力，減少墊層浮塵的影響，防止因墊層找平層未干燥，含水率高，而導(dǎo)致防水卷材層空鼓。

4）高聚物改性瀝青防水卷材。高聚物改性瀝青防水卷材以合成高分子聚合物改性瀝青為涂蓋層，纖維織物或纖維氈為胎體，粉狀、粒狀、片狀或薄膜材料為覆面材料制成的可卷曲的片狀材料，具有良好防水、防腐、耐化學(xué)品的綜合性能，施工簡(jiǎn)便。采用熱熔法鋪設(shè)高聚物改性瀝青防水卷材，先將卷材按預(yù)定位置放好，施工人員佩戴防火手套和防火口罩等相應(yīng)防護(hù)用具，一邊用噴火燈對(duì)粘結(jié)部位進(jìn)行加熱，一邊進(jìn)行滾鋪，再用手持壓滾進(jìn)行滾壓，已鋪好的卷材要及時(shí)清理雜物和堆放品。

5）HDEP土工膜。HDEP是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂，是以（中）高密度聚乙烯樹(shù)脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型土工合成材料。作為柔性防水材料，HDEP土工膜具有很高的防滲系數(shù)、良好的耐熱性和耐寒性以及較高的剛性和韌性，而且抗老化性、耐腐蝕性、耐環(huán)境應(yīng)力與耐撕裂強(qiáng)度性能好，能長(zhǎng)時(shí)間裸露使用而保持自身的性能。HDEP土工膜經(jīng)驗(yàn)收合格后，工人穿著軟膠底鞋進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)過(guò)程中，不能拉得太緊，以防備局部下沉拉伸。

6）干細(xì)砂。滑動(dòng)層一般采用1道油毛氈為主體，輔以防水涂料粘結(jié)層，該工程中采用20mm厚干細(xì)砂作為滑動(dòng)層代替油毛氈。干細(xì)砂為天然無(wú)機(jī)材料，相比油毛氈更容易獲取。需選擇干凈、無(wú)雜物的干細(xì)砂材料，若砂質(zhì)較差，其中摻雜的雜物，會(huì)造成HDEP土工膜損壞，這樣不僅加大了鋪設(shè)難度同時(shí)還增加了HDEP土工膜的受損率。鋪設(shè)時(shí)通過(guò)噴錨機(jī)將干細(xì)砂噴出，平板振動(dòng)器夯實(shí)，找平儀進(jìn)行找平。

1.3 滑動(dòng)防水層優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

采用20mm厚干細(xì)砂代替油毛氈作為滑動(dòng)層，避免了油毛氈搭接產(chǎn)生裂縫，干細(xì)砂更具有抗老化的功能，噴砂工作效率也更高。設(shè)置大面積滑動(dòng)層，降低對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力約束，再增加上下兩層HDEP土工膜防水層，可以減小地下水位變化對(duì)滑動(dòng)層產(chǎn)生擾動(dòng)及破壞。

滑動(dòng)防水層施工面積大，工序銜接多，工序穿插施工，鋪筑順序容易出錯(cuò)，對(duì)基礎(chǔ)處理工人的熟練度及協(xié)作程度要求高，需要配備技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組織及管理，幫助施工人員了解施工工序。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 清基開(kāi)挖

開(kāi)挖完成后，對(duì)建基面進(jìn)行清理，清除巖面殘留的浮土和浮石，保證無(wú)泥土、積水及雜物，鑿出的新鮮巖面，表面要清洗干凈。

2.2 防水卷材鋪設(shè)

澆筑C15素混凝土墊層要進(jìn)行找平，尤其是斜面坡、坡面混凝土若不進(jìn)行找平，鋪設(shè)防水卷材則難以平整，容易降低整體防水效果。鋪設(shè)高聚物改性瀝青防水卷材，需在干燥地面施工，搭接處要結(jié)合牢固。為保證防水質(zhì)量，還要對(duì)所有熱熔縫進(jìn)行檢查，未鋪牢的卷材用壓鏟掀起重新進(jìn)行熱熔鋪貼，有破損的要使用一塊完好的卷材進(jìn)行補(bǔ)貼，破損嚴(yán)重時(shí)要重新鋪貼。

2.3 HDEP土工膜鋪設(shè)

HDEP土工膜厚度較薄，在進(jìn)行交叉施工時(shí)，容易人為踩壓造成破損。鋪設(shè)時(shí)工人要穿膠底軟鞋，防止帶入石子等硬物對(duì)土工膜造成擠壓破壞。

2.4 干細(xì)砂鋪設(shè)

使用噴錨機(jī)噴出干細(xì)砂，對(duì)于結(jié)合邊坡，更能精準(zhǔn)控制厚度，且操作簡(jiǎn)單、效率高，能夠節(jié)約人工費(fèi)用。

2.5 施工質(zhì)量控制

高聚物改性瀝青防水卷材、HDEP土工膜等原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)會(huì)同監(jiān)理人員對(duì)表觀質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，收集進(jìn)場(chǎng)材料及檢驗(yàn)報(bào)告，并在監(jiān)理人員見(jiàn)證下進(jìn)行取樣，送檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。

混凝土墊層要鋪設(shè)均勻，振搗密實(shí)，無(wú)漏振、超振，振搗后進(jìn)行找平，控制墊層平整度。已澆筑完的混凝土墊層，要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

鋪設(shè)高聚物改性瀝青防水卷材與卷材的搭接縫必須粘結(jié)牢固、平直均勻、封閉嚴(yán)密。不允許有皺褶、缺邊、孔洞、翹邊脫層、滑移或易造成滲漏水的其他外觀缺陷存在。

HDPE土工膜在鋪設(shè)中，要避免產(chǎn)生人為褶皺，縱向搭接長(zhǎng)度大于500mm；鋪裝時(shí)不要拉得太緊，應(yīng)留有余幅，以備局部下沉拉伸扯動(dòng)；拉扯時(shí)盡可能減少接縫受力。

3 結(jié)語(yǔ)

滑動(dòng)防水層作為新的設(shè)計(jì)理念，具有新穎性，通過(guò)干細(xì)砂作為滑動(dòng)層，高聚物改性瀝青防水卷材、HDEP土工膜等作為防水層，具有良好的防水完整性、粘結(jié)性以及抵抗外界破損的能力。在河灣水源向祊河補(bǔ)水工程滑動(dòng)防水層技術(shù)應(yīng)用中，降低了泵室底板與基礎(chǔ)面的應(yīng)力約束，減少了溫度應(yīng)力，降低了因地下水侵蝕而產(chǎn)生的擾動(dòng)，有效進(jìn)行了防水?；瑒?dòng)防水層技術(shù)在河灣水源向祊河補(bǔ)水工程中得到了良好的應(yīng)用，為今后類似工程的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。