夾馬口節(jié)水改擴建工程渡槽接縫止水設計方案

徐 睿

(山西省運城市水利勘測設計研究院,山西運城044000)

1 工程概況

夾馬口灌區(qū)位于運城市西部的臨猗縣和永濟市境內(nèi),水源站位于黃河小北干流龍門下游64.5 km的吳王渡口附近。夾馬口節(jié)水改擴建工程,主要是解決運城市峨嵋臺垣上農(nóng)田灌溉,受益范圍為臨猗縣耽子、北辛、卓里、閆家莊、北景、三管、臨晉、猗氏、嵋陽9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和萬榮縣皇甫鄉(xiāng)共10個鄉(xiāng)鎮(zhèn),83個行政村,設計提水流量12 m3/s,共安裝機組7臺,總裝機容量為36 750 kW,設計灌溉面積2.71×104hm2。渡槽是節(jié)水改擴建工程主要的跨越性輸水建筑物,渡槽斷面為U形,半徑1.8 m,口寬3.6 m,槽深2.5 m,單跨長度15 m,全長1 800 m,設計過水流量11.6 m3/s。接縫止水直接關系到渡槽運行的安全性和耐久性。本文根據(jù)工程實際介紹了夾馬口節(jié)水改擴建工程渡槽接縫止水結(jié)構(gòu)形式和新型止水材料,為大型渡槽設計提供借鑒。

2 渡槽接縫止水的形式

渡槽槽身接縫止水的形式很多,從止水材料與接縫處混凝土材料的結(jié)合形式來分,可分為搭接型與嵌縫型兩大類[1]。搭接型是止水材料與接縫混凝土材料采用搭接形式結(jié)合在一起,按搭接的施工方法又可分為壓板式、粘合式及埋入式三種;嵌縫對接型則是在接縫中嵌入止水材料。

嵌縫對接止水在縫中嵌入止水材料,初期(10 a～15 a)運行效果較好,但時間長了以后材料發(fā)生老化,易產(chǎn)生漏水,且不好更換。埋入式接縫止水是將紫銅片或塑料止水帶埋入相鄰槽身的接縫中,由于受混凝土澆筑施工的影響止水帶下部混凝土難以振搗密實,容易發(fā)生繞滲,影響止水效果,且損壞后修理或更換極為困難,目前,工程上很少采用。粘合式止水是用膠粘劑將橡膠止水帶或其他材料止水帶粘貼在混凝土上并壓緊,再用回填雙組份聚硫密封膏[2],保護止水表層,具有施工操作簡單、止水粘結(jié)面受力合理、耐久性好、適應變形能力強。

壓板式止水是在伸縮縫兩側(cè)預埋螺栓,通過螺母壓緊扁鋼,將止水帶固定在接縫處,凹槽內(nèi)填瀝青砂漿或水泥砂漿,對止水起輔助作用,并防止橡皮老化。此種形式止水效果受緊固平整度與緊固力大小的制約,如能保證施工質(zhì)量,可以做到不漏水,且適應接縫變形的性能較好,但維修更換止水帶時易發(fā)生螺栓銹蝕問題。

3 渡槽接縫止水的材料[3-4]

渡槽接縫止水材料的選擇與止水結(jié)構(gòu)形式的選擇關系密切。埋入式的止水帶可采用紫銅片、塑料止水帶或橡膠止水帶;粘合式止水帶一般選用橡膠止水帶或白鐵皮與橡膠止水帶;壓板式止水帶采用橡膠止水帶或塑料止水帶。

作為止水片的紫銅片,一般是厚度為0.8～1.2 mm的T2及T3號冷軋軟銅片,其抗拉強度不小于205MPa,延伸率不低于20%。橡膠止水帶由天然或合成橡膠加入硫化劑、防老化劑、促進劑、補強劑等添加劑后經(jīng)成形硫化等工藝擠壓而成,具有良好的彈性、強度、耐腐性和耐酸堿性,變形能力強。用作止水帶的橡膠帶邵爾A硬度60±5度,拉伸強度大于15 MPa,扯斷伸長率大于380%,臭氧老化2級。塑料止水帶是由聚氯乙烯樹脂、增強劑等原料,經(jīng)塑煉、造粒、擠出加工成形而成,它具有耐老化、抗腐蝕、扯斷強度高、耐久性好,其邵爾A硬度70±5度,抗拉強度大于14MPa,扯斷伸長率大于300%。

4 渡槽接縫止水方案設計[1]

4.1 中部埋入式接縫止水

渡槽接縫寬30 mm,橡膠止水帶埋入位置距槽身內(nèi)壁100 mm,止水帶型號為662型350-6,止水帶上部60 mm及底部均采用閉孔泡沫板填縫,臨水側(cè)深40 mm采用雙組份聚硫密封膠填縫。接縫設計詳見圖1。

4.2 粘合式接縫止水[5-6]

在槽身內(nèi)壁伸縮縫兩側(cè)預留170 mm×40 mm(寬×深)止水槽,止水帶異形合成橡膠止水帶,接縫處理從上至下為雙組份聚硫密封膏厚28 mm、橡膠止水帶厚6 mm、環(huán)氧樹脂厚6 mm、聚氯乙烯油膏厚30 mm、聚乙烯閉孔板厚870 mm。接縫設計詳見圖2。

4.3 壓板式接縫止水[7]

在槽身內(nèi)壁伸縮縫兩側(cè)預留200 mm×40 mm(寬×深)止水槽,槽內(nèi)預埋10 mm不銹鋼螺栓,間距100 mm,止水帶采用U形橡膠帶,接縫處理從上至下為瀝青砂漿厚34 mm、橡膠止水帶厚6 mm、聚乙烯閉孔板厚900 mm。接縫設計詳見圖3。

圖1 中部埋入式接縫止水

圖2 粘合式搭接止水

圖3 橡膠壓板式止水

5 渡槽接縫止水方案比較[8-9]

渡槽結(jié)構(gòu)端部鋼筋布置復雜,且多數(shù)高空作業(yè),埋人式橡膠帶施工難度大,特別是橡膠帶底部混凝土難以振搗密實,容易形成滲水通道,一旦損壞難以更換,本次不采用。

粘合式與壓板式接縫止水安裝的主要工序與槽身混凝土澆筑分開,止水施工主要在已完成的槽身上進行,施工方便,施工質(zhì)量容易保證。兩者止水效果、耐久性、適應變形能力均滿足設計要求,但壓板式止水效果受緊固面平整度與緊固力大小的制約,施工時對預埋螺栓預埋精度要求較高,且維修更換止水帶時易發(fā)生螺栓銹蝕。

綜上所述,粘合式止水完全可滿足渡槽接縫止水要求,因此決定采用。

6 結(jié) 語

夾馬口節(jié)水改擴建工程渡槽接縫止水施工時,采用與之配套的膠粘劑將止水帶與混凝土槽身牢固粘結(jié),在止水帶臨水側(cè)采用雙組份聚硫密封膏回填止水槽,在止水帶下部回填30mm深聚氯乙烯油膏,對止水起輸助作用,并防止橡膠止水帶老化,達到不漏水的止水效果。目前,渡槽工程已經(jīng)全部投入運行一年多,止水效果良好。從施工和運行的情況來看,渡槽的粘合式止水結(jié)構(gòu)施工工藝簡單,施工質(zhì)量易于保證,是一種值得推廣的止水形式。

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