淺析水工建筑物伸縮縫滲漏問題處理措施

昌 魏 任 軼 孫曉燕

（作者單位：江蘇省灌溉總渠管理處 223200江蘇省淮沭新河管理處 223005）

一、工程概況

1.二河新閘工程背景

二河新閘工程地處江蘇省淮安市清江浦區(qū)和平鎮(zhèn)境內(nèi)，位于淮河入海水道與二河的交匯處，是淮河入海水道的第一級控制工程，其主要任務(wù)是承泄洪澤湖洪水。新泄洪閘共10 孔，單孔凈寬10m，總寬度120.08m，順水流方向長21.0m，底板面高程為6.0m，設(shè)計泄洪流量2270m3/s，強迫泄洪流量2890m3/s。泄洪閘左右岸墻為空箱式結(jié)構(gòu)，上下游翼墻為空箱式和扶壁式結(jié)構(gòu)。公路橋為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)，汽-20 設(shè)計，掛-100 校核。工作閘門為弧形鋼閘門10 扇，配固定卷揚式啟閉機10 臺套。左右岸堤防及子堤堤頂設(shè)有混凝土或泥結(jié)碎石路面。二河樞紐新泄洪閘為I 等大（1）型水閘。右堤為1 級堤防，左堤及子堤為2 級堤防，工程按7 度抗震設(shè)防。

2003年淮河大水，二河新閘開閘33 天，下泄洪水44.8 億m3，確保了洪澤湖以東大片地區(qū)的防洪安全，工程建成后的第一年即創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟效益和社會效益?；春尤牒Ｋ拦こ探ǔ珊蠼?jīng)歷了2003年、2007年兩次流域性洪水和2010年、2017年、2018年的小流量行洪，累計泄洪量近80 億m3，有效地緩解了洪澤湖的防汛壓力。

2.問題現(xiàn)狀

伸縮縫是為了防止建筑物因氣候變化產(chǎn)生裂縫而預(yù)留的構(gòu)造縫，可有效減少裂縫的產(chǎn)生，但同時增加了防水難度。二河新閘工程共有五塊底板，左右兩個岸墻總共6 條伸縮縫，由于原伸縮縫處理方式不當(dāng)及外界環(huán)境影響，造成了一定程度的滲水，影響啟閉機房內(nèi)設(shè)備的安全，雖每年維修養(yǎng)護處理滲水，但無法從根本上解決問題。

二、工程處理目標及內(nèi)容

本工程主要對啟閉機房屋頂伸縮縫滲漏問題進行防水處理及進行嵌填和封閉涂刷處理，旨在徹底解決啟閉機房屋面滲水問題，改善屋面伸縮縫處防水性，并使其具有一定的抗形變能力，提高混凝土基面的耐久性和安全性，保證其安全穩(wěn)定和長久運行的能力。

三、具體技術(shù)方案

1.處理原則

啟閉機房屋頂?shù)纳炜s縫原先做過一次防水處理，由于之前修補時開槽較大，約為10cm×10cm，此次修復(fù)需先嵌填5cm 厚的GMT 高性能改性聚合物修補砂漿，填縫的同時，增加屋頂強度。因砂漿為剛性材料，在涂刷時需本身預(yù)留3cm 寬伸縮縫，使用聚乙烯閉孔泡沫板進行嵌填，防止因熱脹冷縮等原因?qū)е戮酆衔锷皾{產(chǎn)生裂縫或與基面脫開，然后嵌填雙組分聚氨酯密封膠，深度約5cm，待密封膠實干后，以伸縮縫為中心線，左右各20cm 范圍內(nèi)，使用單組分（脂肪族）聚脲防水涂料進行封閉處理，將伸縮縫滲漏問題徹底根除，達到密封止水和防滲堵漏的目的。

2.使用材料

本部位采用聚乙烯閉孔泡沫板、雙組分聚氨酯密封膠、單組分（脂肪族）聚脲防水涂料和GMT 高性能改性聚合物修補砂漿。

（1）聚乙烯閉孔泡沫板

聚乙烯閉孔泡沫板是由化學(xué)交聯(lián)聚乙烯發(fā)泡，獨立的氣泡結(jié)構(gòu)使其具有獨特的優(yōu)越性，表現(xiàn)為：密度小、復(fù)原率高、表面吸水率低、防滲性能好、抗沖擊性能優(yōu)異、耐酸堿鹽油等能力強、耐老化性能優(yōu)良、高溫不流淌、低溫不脆裂等特點，被廣泛應(yīng)用于水利工程堤壩、護壩、消力坎、護坡、擋阻墻之伸縮接縫板，水電、火電、工程、水塔底部止水接縫板，混凝土公路伸縮縫接縫板，道橋接縫止水板，建筑用沉降縫、框架結(jié)構(gòu)的填縫板，生活用水廠及污水處理廠水池止水填縫板，機場跑道之接縫板，港口、碼頭、混凝土之接縫板，水洞、隧道混凝土之過水接縫板，地鐵、地下通道混凝土止水接縫板等。

（2）雙組分聚氨酯密封膠

該材料是以含有氨基甲酸酯基團重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚氨酯預(yù)聚體為A 組分，和含有活潑氫為反應(yīng)基團、混合部分改性粉料組成的B 組分兩部分組成，屬于雙組分反應(yīng)固化型密封嵌縫材料。A、B 兩組分按一定比例經(jīng)化學(xué)縮合反應(yīng)而成具有高粘結(jié)性的橡膠彈性體，以達到密封止水的目的。其主要特點為：常溫下冷作業(yè)，操作便捷，縮短施工時間；與混凝土粘結(jié)性好，回彈性優(yōu)良；高溫時不流淌，低溫下不脆裂，抗老化，主要性能指標如表1。

（3）單組分（脂肪族）聚脲防水涂料

該材料是以功能性聚醚多元醇、脂肪族異氰酸酯以及自制的潛固化劑為主的原材料，與多種助劑和填料混合配制而成，使其接觸空氣中的濕氣、室溫固化，是目前耐久性最長的柔性涂層之一。其主要特點為：濕氣室溫固化，整個反應(yīng)過程不生成CO2，可成膜任意厚度而不起泡；超高力學(xué)性能，抗拉強度可達16～40MPa；變形能力大，延伸率可達400%～550%；與基材浸潤性好，與混凝土基材粘接強度≥4.0MPa；抗紫外線能力強，表面不粉化、不黃變，耐久性可達30年；施工便利，顏色可調(diào)，可手刷、可噴涂；性能穩(wěn)定，低溫柔性好；具有耐酸、堿、鹽侵蝕能力及高抗沖耐磨性。主要性能指標如表2（執(zhí)行標準GB/T19250-2013）。

（4）GMT 高性能改性聚合物修補砂漿

高性能改性聚合物修補砂漿由高性能水性聚合物、活性母液、外加劑、水泥（P.O42.5）、粉煤灰、微硅粉、石英砂等組成。該材料具有優(yōu)異的粘結(jié)、耐磨、抗裂、防氯離子滲透、耐老化等性能。主要應(yīng)用于水工混凝土基材破壞的修復(fù)，也可用于其他水工建筑的防護，尤其是潮濕基面修復(fù)的首選材料。其主要特點為：水性高分子聚合物改性砂漿與油性聚合物砂漿相比，更加環(huán)保，更適用于潮濕的基面施工；與普通水泥砂漿相比，抗拉、抗折強度分別提高了35%和50%；與普通水泥砂漿相比，極限引伸率提高1～3 倍，彈性模量降低，抗裂效果顯著提高；與普通水泥砂漿相比，與基面粘接強度提高4倍以上；與普通水泥砂漿相比，密實性顯著調(diào)高，2天吸水率降低10 倍，抗?jié)B性提高1.5 倍；抗凍指標＞F300；施工方便、成本低。主要性能指標如表3（執(zhí)行標準SL352-2006JG/T70-2009）。

表1 雙組分聚氨酯密封膠主要性能指標表

表2 單組分（脂肪族）聚脲防水涂料主要性能指標表

3.施工設(shè)備

電錘、切割機、角向磨光機、大功率吹風(fēng)機、刷子、油灰刀、刮板等。

4.施工準備

進場材料必須符合《聚氨酯建筑密封膠》（JC/T482-2003）、《修補砂漿》（JC/T2381-2016）和《單組分聚脲防水涂料》（JC/T2435-2018）等相關(guān)標準要求。選擇素質(zhì)較高的專業(yè)防水施工隊伍，嚴禁非專業(yè)人員上崗操作，施工前組織操作人員學(xué)習(xí)相關(guān)操作規(guī)范，嚴格進行技術(shù)交底。對施工設(shè)備進行檢查，保證無誤、清潔、精準，且已具備工作條件。

5.施工流程

施工流程圖如圖1 所示。

6.施工方案

（1）伸縮縫嵌填工藝

表3 GMT 高性能改性聚合物修補砂漿主要性能指標表

圖1 施工流程圖

縫面清理：用切割機、撬棍清理縫內(nèi)卷材、密封止水材料及雜物，再用角磨機對伸縮縫及左右兩側(cè)20cm 范圍內(nèi)的混凝土基面進行打磨，直至露出新鮮混凝土基面，后用大功率吹風(fēng)機將縫內(nèi)粉塵雜物吹除干凈。

聚合物砂漿嵌填：使用電鎬或電錘對伸縮縫進行鑿毛處理，并使用大功率吹風(fēng)機對基面進行吹干清潔，保證基面無雜物粉塵；然后按照配比要求在混凝土基面上刷一道自改性聚合物凈漿，最后將拌制好的砂漿用抹刀根據(jù)實際情況涂抹到已刷好基液的基面上，涂抹的時候盡可能地同方向連續(xù)攤鋪，注意銜接處要壓實排氣。一邊涂抹一邊壓實找平，表面提漿。涂層壓實提漿后，間隔2h 左右再次抹光。聚合物GMT 高性能改性聚合物修補砂漿嵌填寬度約10cm，嵌填深度約5cm，涂抹完畢后，需灑水養(yǎng)護3～7d，養(yǎng)護期間要注意不被人員踩踏或被重物撞擊。

砂漿嵌填時預(yù)留3cm 寬的伸縮縫，使用聚乙烯閉孔泡沫板嵌填，防止剛性材料因熱脹冷縮引起的開裂等問題，嵌填時要求封填連續(xù)密實。

界面劑涂刷：對清理干凈并檢驗合格的伸縮縫使用滾筒或排刷將單組分界面劑涂于伸縮縫混凝土基面上，要求均勻無漏點。

圖2 伸縮縫處理工藝剖面圖

嵌填聚氨酯密封膠：待界面劑涂刷20min 后，用油灰刀將拌制好的雙組份聚氨酯密封膠嵌入伸縮縫中，嵌縫寬度約10cm，深度約5cm，縫內(nèi)膠應(yīng)按壓密實，避免斷頭空洞，表面修飾光滑飽滿。

（2）伸縮縫封閉工藝

基面處理：使用大功率吹風(fēng)機對伸縮縫左右兩側(cè)各20cm 范圍內(nèi)的基面進行吹除處理，將表面浮塵雜物清理干凈，保證表面干燥、清凈。

界面劑涂刷：使用滾筒或排刷將雙組分界面劑均勻地涂刷在基面上，要求涂刷部位均勻無漏點。

聚脲涂刷：界面劑涂刷至少20min 后，將單組分聚脲用塑料刮板均勻刮涂，每次刮涂厚度控制在0.4～0.6mm，分兩至三次進行刮涂，每次刮涂完畢的涂料表干后進行下次涂刷（時間間隔一般不大于7h），最終保證聚脲封閉涂層厚度在2.0±0.2mm。

（3）屋頂伸縮縫處理工藝剖面圖

伸縮縫處理工藝剖面圖見圖2。

四、結(jié)語

針對二河新閘啟閉機房屋頂伸縮縫處理出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和工程概算，結(jié)合新材料、新工藝在重大水利工程中的實際應(yīng)用，選用聚乙烯閉孔泡沫板、雙組分聚氨酯密封膠、單組分（脂肪族）聚脲防水涂料和GMT 高性能改性聚合物砂漿對伸縮縫進行嵌填和封閉處理，達到密封止水和防滲堵漏的目的，并使伸縮縫具有一定的抗形變能力。本方案可以完全根治二河新閘啟閉機房伸縮縫和裂縫導(dǎo)致的滲漏問題，保證二河新閘啟閉機房內(nèi)設(shè)備、設(shè)施安全■