PVC 土工膜和PT 膠泥在襄屯灌區(qū)渡槽止水的應(yīng)用實踐

任瑞君

(長治市襄屯灌區(qū)管理局)

1 基本情況

長治襄屯灌區(qū)擴建工程中，設(shè)計采用砼U 型薄殼結(jié)構(gòu)的渡槽共7 座。渡槽本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計，國內(nèi)已有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗，且有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計可資利用。但是，由于此類渡槽為預(yù)制拼裝法施工，須留有一定寬度的施工縫，同時兼作伸縮縫，因而成了建筑物中的滲漏點。渡槽止水的質(zhì)量，往往成了渡槽運行成功與否的關(guān)鍵。長治市在以往修建的渡槽，始終沒有找到一種十分理想的止水處理辦法。

綜觀長治市渡槽的運行情況，大都存在著不同程度的漏水，不僅損失了大量的輸水，同時也使建筑物遭到不同程度的破壞。特別是進(jìn)行冬澆和春灌的渠道，過水后由于漏水凍脹，許多排架表層砼脫落，鋼筋外露，影響了結(jié)構(gòu)安全;漏水侵濕基礎(chǔ)，造成不均勻沉降，排架歪斜，嚴(yán)重影響建筑物的安全。襄屯灌區(qū)原有的南河口、付北2 座渡槽，由于接頭止水漏水，地基下沉，80%以上的排架發(fā)生偏移，有的中心線偏移達(dá)10 cm 以上，許多鋼筋裸露，已不能繼續(xù)使用。在本次工程擴建設(shè)計中，不得不推到重建。

此次灌區(qū)擴建，我們帶著“止水”這個問題，與設(shè)計者協(xié)商，并到外地參觀、學(xué)習(xí)和考察，從改進(jìn)渡槽的形式和材料上尋找突破，最后采用了PVC 土工膜加PT 膠泥的防滲形式，取得了理想的效果，為今后類似的工程設(shè)計和施工創(chuàng)造了成功經(jīng)驗。

2 止水設(shè)計的效果比較

2.1 橡膠板防滲止水

以往的渡槽止水，大多采用橡膠板防滲，原灌區(qū)的4 座渡槽就采用這種形式。這種止水存在的問題主要為:①由于砼面不平整，橡膠板壓不緊，止水不嚴(yán);②U 型槽曲線部位，鋼制止水壓板加工困難，增加了施工難度，易漏水;③固定止水壓板和橡膠板的預(yù)埋螺栓不易固定。

渡槽橡膠板防滲止水運行幾年后，銹蝕嚴(yán)重，不易更換。有些止水失效后，就干脆采用瀝青澆灌止水縫，但瀝青強度低，低溫易脆裂，高溫易流淌，每次過水前修復(fù)一次，越漏越堵，越堵越漏，惡性循環(huán)，浪費了大量人力物力，且給管理工作帶來了許多不便。

2.2 PVC 土工膜與PT 防滲膠止水

渡槽止水施工采用方案見圖1 所示。圖1 中:①為PVC 土工膜;②為PT 防滲膠;③為麻袋卷沾膠泥;④為錨筋;⑤為水泥砂漿;⑥為兩氈三油。

圖1 渡槽止水施工方案

實踐證明，這種止水型式，效果理想，已建成的7 座渡槽經(jīng)多年放水運行基本上一滴不漏，且適應(yīng)性和抗老化性都很好，在工程驗收中受到省市水利專家好評。

3 止水材料及特性分析

3.1 隔水材料PVC 土工膜

PVC 土工膜是近幾十年來發(fā)展起來的新型土工建筑材料，近年來廣泛應(yīng)用于水利工程的地下防水、淺層鋪蓋等。由于其用途廣泛、施工方便、抗老化、造價低，國外許多工程早已廣泛應(yīng)用。

3.1.1 PVC 土工膜的力學(xué)特性

PVC 土工膜的力學(xué)特性主要表現(xiàn)為梯形撕破強度、窄條拉斷強度、窄條拉斷延伸長度和圓球頂破強度等特性值方面。我們選用了濟南塑料三廠生產(chǎn)的FJN-5 型土工膜，1 m2重600 g，為幅寬2 m、長100 m 的整卷包裝。其力學(xué)性能見表1。

表1 土工膜產(chǎn)品物理性能

3.1.2 PVC 土工膜的防滲特性

土工膜本身具有很強的抗?jié)B透性，以致用常規(guī)的滲透試驗測定其滲透性能需要很高的水頭和較長的時間，因此資料介紹一般采用水蒸氣代替水來測定其滲透性。按資料介紹，我們選用的FJN -5 型土工膜的滲透系數(shù)達(dá)到了K=1 ×10-11cm/s。

3.1.3 PVC 土工膜的耐久性

PVC 土工膜系聚氯乙烯中加入其他化工材料壓結(jié)而成，具有較強的抗化學(xué)及生物侵蝕能力，一般水利工程中要求的抗侵蝕性能均能滿足要求。大家最關(guān)心的是老化問題。產(chǎn)生老化的原因是由于高分子聚合物是一種具有鏈結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，在外界因素影響下產(chǎn)生降解反應(yīng)使高分子聚合物變?yōu)榈头肿泳酆衔?，原有的性能被破壞。其外界因素有化學(xué)的、生物的及工業(yè)有害氣體等，其中最主要的是太陽光中紫外線輻射的影響。因此，只要能盡量避開太陽直接照射，就可以基本解決老化問題。埋在土中的土工膜老化速度比在大氣下的老化速度要慢的多。據(jù)國外資料介紹，在有保護(hù)的情況下，使用土工膜老化時間可達(dá)50 -100年。因國內(nèi)使用土工膜的時間較晚，一般認(rèn)為使用期限在30年以上是沒有問題的。這就是說，土工膜的抗老化問題是可以解決的，用土工膜做止水的隔水層是理想的選擇。

3.2 黏結(jié)材料PT 型防滲膠泥

我們選擇用山東萊蕪水利化工廠生產(chǎn)線的PT型防滲膠泥，這種材料具有良好的防水性、彈塑性、耐腐性、耐酸性、耐堿性和抗老化性，在溫度-30℃下不脆硬，在溫度80℃下不流淌，凍融23 次無脫落，老化實驗500 h 基本無變化，與砼和其他材料黏結(jié)性能良好，是一種理想的黏結(jié)材料。其基本性能指標(biāo)見表2。

表2 PT 型防滲膠泥主要性能指標(biāo)

3.3 過渡粘結(jié)材料

過渡粘結(jié)材料采用石家莊生產(chǎn)的陽離子氯丁膠乳瀝青，廠家稱為“一滴不漏”。其作用是填充土工膜的無紡布面，使其與PT 膠泥結(jié)合緊密。陽離子氯丁膠乳瀝青是由氯丁橡膠和優(yōu)質(zhì)石油瀝青加工而成的透明液體，具有防水、抗?jié)B、耐腐、抗老化和良好的溫度適應(yīng)性，是理想的膠結(jié)材料。

3.4 其他輔料

包括底子油(PT 膠廠家生產(chǎn))、普通水泥、中砂、廢麻袋及瀝青油氈等。其中，底子油在冬季施工時，先涂一遍可不用人工加溫即能很好粘結(jié)，一般平時可不用。

4 止水縫施工步驟與工藝

4.1 清理止水槽

要求砼面清潔、平整，不能有較明顯的突出或凹坑，不合要求時要用高標(biāo)號砂漿補平抹光，并養(yǎng)護(hù)好，待有一定強度后方可進(jìn)行下一道工序。在施工舊渡槽止水縫時，有的縫寬很不規(guī)則，甚至縫寬達(dá)到10 cm 以上，這樣就可以先在縫面上用高標(biāo)號細(xì)石砼進(jìn)行修補，使縫寬控制在2 -3 cm 為宜。

4.2 予埋錨筋

為了防止充填水泥砂漿脫落，按設(shè)計要求在U型槽止水邊緣用電鉆打孔，予埋Φ8 鋼筋，直立段埋筋距離以30 -50 cm 為宜，底部適當(dāng)稀些，也可用膨脹螺栓代替錨筋。施工中，打埋錨筋對施工影響較大，占去了用工的一大半。后來我們?nèi)∠诉@一步驟，施工進(jìn)度大大加快，也未發(fā)現(xiàn)有脫落現(xiàn)象，不過還得等待時間的考驗。

4.3 粘貼PVC 土工膜

前兩道工序完成好后，就可以粘貼土工膜了。此道工序是整個止水工程的關(guān)鍵工序，須十分認(rèn)真進(jìn)行，最好選擇溫度較高的晴天進(jìn)行。

4.3.1 裁剪土工膜

將土工膜裁剪成合適的寬度，如槽寬20 cm 就剪成20 cm 寬，也可稍窄。在土工膜的無紡面(白色面)用毛刷抹陽離子氯丁膠，晾干待用，不要暴曬。

4.3.2 加熱PT 防滲膠泥

將膠泥切塊放入鐵鍋內(nèi)，用木材加熱，溫火加至120℃化開。溫度不可過高，以防止燒焦。

4.3.3 特殊工況輔助作業(yè)

如粘貼砼面濕或氣溫太低時，可用噴燈加熱砼面，也可涂抹底子油。

4.3.4 麻袋卷制作

把麻袋片剪成條，扎制成2 -3 cm 麻袋卷，在加熱的PT 膠中浸泡，沿縫塞緊(要低于縫頂平面1 cm，見圖1)。麻袋卷的作用主要是使PVC 土工膜與大氣隔絕，以防老化。

4.3.5 貼土工膜

將加熱好的PT 膠泥熔液裝在帶嘴的壺內(nèi)，在砼粘貼面邊倒膠泥邊用力貼土工膜，同時用木板壓緊。如有間隔，膠泥一硬皮，可用噴燈烤化再貼。粘貼土工膜時，還要用小木棍在分縫處壓成小U 槽，使之與麻袋卷接觸，也可適應(yīng)溫度伸縮。如土工膜條長度不夠，允許搭接，搭接長度15 cm。此工序只要認(rèn)真做好，就可以達(dá)到滴水不漏。

4.3.6 收尾施工

粘貼土工膜后，把預(yù)留錨筋用8#鉛絲連起來(注意兩槽身不能相連)，在土工膜小U 型槽內(nèi)放兩氈三油(或四油三氈)條，兩側(cè)用水泥砂漿把止水槽抹平，待有一定強度后即可過水使用。

5 結(jié)論

(1)PVC 土工膜加高分子聚合物粘貼防水材料，來源廣、造價低、適應(yīng)性強，能滿足水利工程防水抗?jié)B的要求，是替代傳統(tǒng)材料的換代產(chǎn)品。

(2)該方法止水，施工工藝簡單，進(jìn)度快，易掌握，只要嚴(yán)格按要求精心操作，就能保證止水效果。

(3)該工藝維修方便，易于更新，造價低廉，與橡膠板止水相比可節(jié)省投資30% -50%。

(4)經(jīng)過多年運行觀察表明，這種止水處理是成功的，具有良好的技術(shù)效果與經(jīng)濟效益，為水利工程預(yù)制拼結(jié)構(gòu)伸縮縫止水工程找到了一種比較理想的處理方法。