水工建筑物止水施工存在問題分析與控制

唐保銘

摘 要：水工建筑物的止水系統(tǒng)為閘門、壩底、地下建筑等伸縮縫混凝土澆制配用的。水工建筑物止水系統(tǒng)的正確使用可以有效確保水工建筑物的安全和使用壽命，是水工建筑物必不可少的配用系統(tǒng)，因此要對水工建筑物的止水施工存在的問題要進(jìn)行仔細(xì)的研究分析，要采取一定的措施保證水工建筑物止水系統(tǒng)的正常使用。

關(guān)鍵詞：水工建筑物 止水施工 存在問題 分析與控制

中圖分類號：TV61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0135-02

止水系統(tǒng)在水工建筑物中發(fā)揮了重要作用，但是止水一旦破損就可能引起各種各樣的問題，甚至造成惡劣的后果。止水系統(tǒng)的破損容易引起滲漏，會影響水工建筑物外觀；如果破損嚴(yán)重則會發(fā)生水壓力和結(jié)構(gòu)超載，也可能淹沒塊體止水下游側(cè)的廊道和變壓器等重要地區(qū)和設(shè)備，最嚴(yán)重的可能在混凝土塊體中引起間接拉應(yīng)力，并使岸墩、基礎(chǔ)和毗連塊體超載，總之出現(xiàn)這些問題都會對周邊人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全造成影響[1]。因此要本著為人民負(fù)責(zé)的原則，真正地解決這些問題，從而保證社會的穩(wěn)定和人民群眾的安居樂業(yè)。

1 水工建筑物止水系統(tǒng)存在的問題

1.1 止水系統(tǒng)的選用考慮不周到

止水系統(tǒng)的正確使用既可以起到防水保護(hù)作用也可以更好的止水，因此止水帶的選擇要考慮到各個方面，但是在具體的施工過程中由于受施工條件和施工時間的限制對這些問題考慮得不夠細(xì)致周到。止水系統(tǒng)的選擇和應(yīng)用首先要考慮的是水質(zhì)，我國江河湖海分布眾多，但是水質(zhì)則差別很大，因此有的施工方不考慮水質(zhì)問題的差異，一刀切地選擇止水帶造成了嚴(yán)重的后果[2]。應(yīng)該考慮制造工藝和施工的影響，因?yàn)槊總€水工建筑物的結(jié)構(gòu)不同，地理位置也不同，因此采取的制造工藝也千差萬別，所以在止水帶的使用上要根據(jù)制造工藝和施工的具體情況去進(jìn)行合適的選擇，而且鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)中的止水帶更是對鋼筋的布置有嚴(yán)格的要求，但是在我國有些地方不顧施工的具體情況不顧水工建筑物的結(jié)構(gòu)，更不顧制造工藝的強(qiáng)弱，盲目的選擇和使用止水帶，造成了止水帶和水工建筑物根本就不配用，所以出現(xiàn)一些問題可以說也是在所難免。

1.2 止水系統(tǒng)的安裝和設(shè)計(jì)存在問題

止水系統(tǒng)的安裝和設(shè)計(jì)也存在著很大的問題，對止水系統(tǒng)的安裝缺乏必要的地勘和測量，對一些工程基礎(chǔ)材料準(zhǔn)備不充分，對水工建筑物的周邊地形了解不夠全面深刻，對水系情況和地表結(jié)構(gòu)也知之不深，對這些問題沒有掌握好從而造成了在安裝和設(shè)計(jì)時會出現(xiàn)難以預(yù)防的問題[3]。由于材料準(zhǔn)備不夠齊全，因此在安裝和操作中就無法甚至不愿意進(jìn)行符合水工建筑物實(shí)際深度的研究，一些施工人員就套用以前安裝和設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)、甚至直接套用現(xiàn)成的圖紙和書籍的數(shù)值，與實(shí)際的水工建筑物有一定的出入，沒能進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)，也沒能制定預(yù)防的措施，從而造成了止水帶無法進(jìn)行正常的工作，水工建筑物止水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和安裝一定要從細(xì)微處著手，從而防止出現(xiàn)土方回填以及出現(xiàn)裂縫滲漏、縫隙滲漏和表面滲漏等現(xiàn)象，但是在具體的安裝和設(shè)計(jì)過程中往往忽略對細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，不但與實(shí)際要求有出入而且容易造成嚴(yán)重的后果。

1.3 水工建筑物止水系統(tǒng)的材質(zhì)選擇不合理

水工建筑物止水系統(tǒng)的材質(zhì)選擇很重要，因?yàn)樗苯雨P(guān)系著水工建筑物的安全和使用壽命，但是在水工建筑物止水施工的過程中一些人往往對材質(zhì)選擇有所忽略，造成了一些不該出現(xiàn)的問題。從現(xiàn)在的水工建筑物的現(xiàn)狀來看一般情況大多都去選擇天然橡膠止水帶，輔以紫銅止水帶和其他材質(zhì)的止水帶[4]。因?yàn)橄鹉z止水帶和止水橡皮系以天然橡膠與各種合成橡膠為主要原料，摻加各種助劑及填充料，經(jīng)塑煉、混煉、壓制成型，其品種規(guī)格較多，該止水材料具有良好的彈性，耐磨性、和抗撕裂性能，適應(yīng)變形能力強(qiáng)、防水性能好，但是對橡膠止水帶的使用也要符合水工建筑物的實(shí)際，因?yàn)橄鹉z止水帶的溫度適用范圍是在-450℃～+600℃之間，如果超過這個溫度，尤其是超過了700℃就會造成受到強(qiáng)烈的氧化作用或受油類等有機(jī)溶劑的侵蝕，造成橡膠止水帶的破損從而造成嚴(yán)重的后果。而其他一些材質(zhì)的止水帶也會出現(xiàn)老化甚至擠壓和拉伸等情況，影響止水效果，因此要根據(jù)實(shí)際情況合理地去選擇止水帶的材質(zhì)。

2 水工建筑物止水系統(tǒng)的分類

2.1 金屬類止水材料

金屬類止水材料相比于天然橡膠止水帶具有一定的抗腐蝕能力，強(qiáng)度較高，但是由于我國大部分的水工建筑物都是混泥土結(jié)構(gòu)的，金屬類止水材料與混泥土的咬合性比較差，而且都是運(yùn)用熱施工的方式進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)處理的。在操作方面也比較復(fù)雜，成本也比天然橡膠止水帶要高，由于金屬止水材料在接縫中比橡膠止水材料更能發(fā)揮作用，因此在應(yīng)用范圍上也比較廣[5]。金屬類止水材料應(yīng)用范圍比較廣的首先是紫銅類的止水帶，紫銅一般分為硬銅、半硬銅和軟銅等種類，因?yàn)槭墙饘兕惖乃詼囟纫蟊容^高，一般是在3000℃-4000℃之間的高溫下退火處理，但它實(shí)際上沒有消除應(yīng)力，因此會造成銅片氧化不利于發(fā)揮止水作用，相比于硬銅和半硬銅，軟銅的伸長率就比較大，而且比較適應(yīng)變形，加工和設(shè)計(jì)完畢后不容易出現(xiàn)破壞，因此受到了很多水工建筑單位的歡迎。

目前在我國不銹鋼類的止水帶也逐漸興起，不銹鋼止水帶有著和紫銅類止水帶差不多的優(yōu)勢，厚度、斷面尺寸都和紫銅類止水帶差不多，尤其是在伸長率上更是相當(dāng)，但是不銹鋼比紫銅類的止水帶的剛性更大，可以承受混泥土中的應(yīng)力，這是紫銅類止水帶不可比擬的，也具有較高的強(qiáng)度和較好的韌性，但是不銹鋼類的注水帶成本也比較高，焊接工藝也比其他金屬類的止水帶要復(fù)雜，所以大部分用于與預(yù)埋鋼構(gòu)件連接的止水部位。

2.2 橡膠止水材料

橡膠類止水材料可以說是當(dāng)前水工建筑物應(yīng)用最廣泛的止水材料，而其中的天然橡膠更是其中的佼佼者，天然橡膠材料本身就具有優(yōu)異的彈性和良好的加工性，使用起來比較方便，而且在溫度適應(yīng)性上也有著先天的優(yōu)勢，但是他也有許多自身的缺點(diǎn)，抗臭氧能力要比其他的止水材料差一些，而且最致命的缺點(diǎn)就是容易老化，尤其是在陽光照射和長時間暴露在空氣的時候[6]。氯丁橡膠也是比較通用的橡膠止水材料，它的性能比較優(yōu)良，他相比于天然橡膠最大的優(yōu)勢就是具有耐老化和耐化學(xué)腐蝕性能，使用溫度范圍和天然橡膠差不多，其劣勢就是成本在橡膠止水材料可能是最高的，三元乙丙橡膠常用于止水板材，是多空彈性的橡膠止水材料，他的優(yōu)勢比較明顯不僅具有抗老化而且也能抗酸堿腐蝕，使用的溫度的范圍也比天然橡膠和氯丁橡膠要大，缺點(diǎn)就是很難與混凝土牢固結(jié)合，強(qiáng)度也太低，在橡膠材料中合成橡膠的也是比較受歡迎的，他有著以上這些橡膠的優(yōu)勢，但是由于是合成的，價格相應(yīng)的就比較高，而且接頭很困難?？傮w而言現(xiàn)在還是使用橡膠材料比較多，但是由于橡膠材料容易變形和老化，因此應(yīng)該更多地適用于伸縮縫位要求不高的水工建筑物中。

2.3 塑料類止水材料

目前塑料類的止水材料應(yīng)用的也比較廣泛，因?yàn)樗某杀鞠啾扰c其他的止水材料要低一些，而且施工人員在安裝和操作中比較方便。塑料類的止水材料現(xiàn)在主要有兩種，也就是PVC止水材料和塑料油膏類止水材料，先說PVC止水帶它的拉伸強(qiáng)度比較高，伸長率也比其他類型的止水材料要高一些，硬度上也很大，而且有一定的耐寒性，吸水率很低，這些優(yōu)勢對于目前的水工建筑物來說比較重要，但是它也有很多劣勢，它既能在陽光的照射中容易發(fā)生老化又耐低溫性比較差，也就是既享受不了高溫，又享受不了低溫[7]。因此在低溫寒冷的地區(qū)盡量不要采用PVC止水帶，尤其是在冬季會造成嚴(yán)重的后果的。塑料油膏類的止水材料是一種在夏天的高溫中不流淌，在寒冷的冬季易柔軟的止水材料，可以說塑料油膏類止水材料完全克服了溫度的限制，這比起PVC在使用周期上要長得多，而且粘著力也比較強(qiáng)，老化也比較慢，價格更是比其他的止水材料低得多，但是因?yàn)檫@種止水材料在冬季的時候缺乏最重要的彈性，因此和混凝土不能很好的粘結(jié)，這可以說是致命的缺點(diǎn)，所以在一些大型水工建筑物中很少使用。

3 水工建筑物金屬止水帶的施工控制

3.1 水工建筑物金屬止水帶的施工

金屬止水帶最大的施工特點(diǎn)就是采用帶材料進(jìn)行現(xiàn)場加工，從而減少了一些不必要的接頭，加工硬化和加工殘余應(yīng)力是使金屬片破壞的重要緣由，它可以說貫穿在金屬止水帶成型整個的過程中，因此為了更好地使用金屬止水帶必須采取必要的措施減小加工硬化和加工殘余力的影響，所以一般在現(xiàn)場施工中都采用分級模壓和加溫的方法，這兩種方法都能有效減小交工硬化和加工殘余應(yīng)力的影響，如果這兩種方法不怎么得力，必要時可以采取退火的方式消除殘余應(yīng)力。

金屬止水帶采用的焊接是用黃銅焊條，為了保證質(zhì)量和節(jié)省時間一般都會采用雙面進(jìn)行焊接，采用的焊接方式主要是搭接和對接。為了減少搭接造成的縫隙，保證焊接的質(zhì)量，搭接的長度一般要控制在20mm以上，為了能更好地發(fā)揮金屬止水帶的止水與防水作用，金屬止水帶的接頭強(qiáng)度與木材強(qiáng)度之比一定要大于0.7[8]。金屬止水帶也是暴露在空氣中的，只要有暴露就可能會出現(xiàn)氧化，因此為了讓這些紫銅類的止水帶和不銹鋼類的止水帶能延長壽命，就必須采取必要的保護(hù)措施，一般根據(jù)金屬止水帶的特點(diǎn)采用的是用架立模版和方木的方式進(jìn)行保護(hù)。紫銅類的止水帶比起不銹鋼類的止水帶還要另外采取防銹的措施，只有采取必要的防護(hù)措施才能發(fā)揮進(jìn)水止水帶的防水和止水的作用。但是為了減少費(fèi)用和時間，建議在一些水工建筑物中采用不銹鋼的止水帶，但是采用不銹鋼的止水帶一定要用低碳和鈦，這樣就能使不銹鋼止水帶更加穩(wěn)定，也有利于焊接后的耐腐蝕性，當(dāng)然如果要想讓不銹鋼更加的柔軟性，那就有必要進(jìn)行退火。

3.2 水工建筑物橡膠和塑料止水帶的施工

橡膠和塑料止水帶在混凝土澆注過程中可以說是澆埋在混凝土中的，但是混凝土是由石子和鋼筋組成的，銳利的鋼筋和棱角分明的石子最容易將橡膠和塑料止水帶刺破，如果止水帶刺破就會大幅度的降低止水帶抵抗外力的能力，甚至使止水帶失去防水和止水的功能。因此在止水帶的定位和滾凝土澆搗過程中一定要注意安裝定位的澆搗壓力，從而不使橡膠和塑料止水帶遭到刺破[9]。橡膠和塑料止水帶在嵌入混凝土的過程中要注意寬度，因?yàn)閷挾戎苯佑绊懥酥顾畮Оl(fā)揮作用，目前在我國一些水工建筑物中嵌入混凝土的寬度設(shè)置一般在120—250mm左右，中心變形型止水帶一側(cè)要注意肋高和肋寬，而且肋高和肋寬不小于橡膠或塑料止水帶的厚度，中心變形型止水帶一側(cè)在一般情況下要大于兩個止水帶肋，止水帶的端部一般都會布置在鋼筋起始位置的里側(cè)，這樣就能防止鋼筋的保護(hù)層不容易造成破壞[10]。為了有效避免澆注混凝土發(fā)生位移現(xiàn)象，保證止水帶能在混凝土中有正確的位置，因此有必要采取固定措施，橡膠或塑料止水帶的固定方法一定要根據(jù)水工建筑物的現(xiàn)場情況和設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行規(guī)范施工，在固定止水帶的過程中一定不要損壞本體部位，所以一般都在止水帶的允許空余的部位上進(jìn)行打洞穿孔，方法采用附加鋼筋、專用卡具以及鉛絲和模塊進(jìn)行固定。

雖然一般的橡膠或塑料止水帶的接頭都在現(xiàn)場內(nèi)進(jìn)行，但是由于受制造工藝和運(yùn)輸條件的的限制，像T形接頭和十字接頭就需要在工廠整體加工成型后才能在水工建筑物現(xiàn)場運(yùn)用。塑料止水帶一般都會采用焊接的方式，而橡膠止水帶由于特殊的材質(zhì)一般會用熱壓硫化膠合的方式。但是不管采用何種方式一定要保證外觀的平整光滑[11-12]。為了確保塑料止水帶與混凝土能夠更好地進(jìn)行結(jié)合，從而能發(fā)揮止水效果，一定要在澆埋過程中使塑料止水帶與混凝土界面保持平整的貼合，接頭的部分要用黏結(jié)的方式進(jìn)行緊固，在澆埋過程中要用適當(dāng)?shù)牧Τ浞终駬v混凝土，通過采用以上幾種方法塑料止水帶就能發(fā)揮出應(yīng)有的作用來。長時間的陽光照射和暴露很容易造成橡膠和塑料止水帶的老化和變質(zhì)，這樣就不利于水工建筑物的安全。因此在施工過程中要采取措施進(jìn)行解決，從目前的經(jīng)驗(yàn)來看最好的方法就是對這些止水帶進(jìn)行覆蓋，覆蓋的材料現(xiàn)在能用并且能起到真正作用的就是不透光的塑料袋包裹，因此在施工過程要注意使用不透光的塑料袋包裹。

4 結(jié)語

止水帶在水工建筑物中具有特殊的作用，止水帶的使用要考慮到施工的具體環(huán)境、選擇合適的施工條件、選用符合水工建筑物的止水帶材質(zhì)，從而確保止水帶能發(fā)揮出更好的止水效果，這樣就能提升整個水工建筑物的安全性能和整體的質(zhì)量，并在一定程度上延長水工建筑物的使用壽命。

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