水工建筑滲漏成因分析與控制方式研究

范學(xué)友 (粵水電建筑安裝建設(shè)有限公司 廣東 廣州 511300)

引言

水工建筑在調(diào)配和控制自然界的水源、控制洪澇災(zāi)害等方面發(fā)揮著重要作用,其質(zhì)量及安全程度關(guān)系到國計民生。水資源的流動性和不穩(wěn)定性特征,決定了水工建筑應(yīng)具有抗腐蝕性和耐久性,水工建筑一旦出現(xiàn)細(xì)小缺陷,得不到及時有效的治理,那么就會誘發(fā)滲漏問題,不但損害水工建筑整體結(jié)構(gòu),還會危及周邊人群的生命財產(chǎn)安全。因此,要分析并明確滲漏產(chǎn)生的原因,采取相應(yīng)的控制措施,阻斷滲漏產(chǎn)生途徑,為水工建筑更好地服務(wù)社會提供支撐。

1 水工建筑及滲漏簡析

水工建筑滲漏的情形

水工建筑在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色,在建筑行業(yè)具有舉足輕重的地位。水工建筑建設(shè)的目的是實現(xiàn)對自然界地表水、地下水的調(diào)節(jié)和控制,預(yù)防和控制水患災(zāi)害,同時還能提升水資源的開發(fā)和利用率。水工建筑的主要施工材料是鋼筋混凝土、輔以其他施工材料修建而成,水工建筑作為擋水建筑,水在流動過程中會給水工建筑帶來巨大水壓,建筑長期承受著因水源流動及滲透帶來的壓力,雖然鋼筋混凝土具有良好的耐久性、抗壓性,能夠發(fā)揮一定的抵擋作用,但水工建筑在長時間的水流侵襲下,其老化和病化速度會逐步加劇。滲漏病害是水工建筑常見的質(zhì)量病害,該病害是水工建筑老化、病化的主要表現(xiàn)形式,一旦發(fā)生滲漏現(xiàn)象水工建筑表面就容易出現(xiàn)裂縫或者是破損,鋼筋被腐蝕,混凝土被氧化、碳化,不僅造成水工建筑整體外觀形變,還會削弱水工建筑的綜合性能,使得整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性大幅度降低。這種滲漏問題如果長時間得不到治理,不僅會增加建筑的維修費(fèi)用,還會影響人們正常的生產(chǎn)生活。水工建筑結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)微小縫隙時,如果不認(rèn)真仔細(xì)排查,難以發(fā)現(xiàn),但這種微小裂縫如果沒有及時進(jìn)行維護(hù)和處理,在水流的侵蝕下裂縫就會進(jìn)一步加劇,演變成較寬的縫隙或造成局部中斷,最終整個水工建筑物結(jié)構(gòu)遭受巨大的破壞,甚至出現(xiàn)坍塌事故,由此說明,水工建筑滲漏現(xiàn)象是一件不容忽視的問題,做好滲漏的預(yù)防和控制具有非常重要的現(xiàn)實意義。

水工建筑滲漏的危害

水工建筑出現(xiàn)滲漏的原因主要與混凝土結(jié)構(gòu)裂縫有直接關(guān)系,水工建筑所處的地質(zhì)環(huán)境較為特殊,長年累月地與水親密接觸,水在流動過程中會對建筑物產(chǎn)生一個外部應(yīng)力,會給水工建筑帶來不良影響。水工建筑所使用的鋼筋材料會被腐蝕生銹,鋼筋一旦發(fā)生銹蝕其剛度、強(qiáng)度就會大幅度下降,就會導(dǎo)致整個混凝土結(jié)構(gòu)材料出現(xiàn)疏松現(xiàn)象,降低結(jié)構(gòu)整體承載能力,穩(wěn)定性和安全性都失去了保障,嚴(yán)重的還會發(fā)生坍塌,造成重大經(jīng)濟(jì)損失不說,還會影響人們的正常生產(chǎn)生活,危害到人們的生命財產(chǎn)安全。

水工建筑物滲漏處理原則

(1)要明確滲漏處理的最終目的是有效消除滲漏給水工建筑物帶來的損失和危害,保障水工建筑物能夠安全、持久地運(yùn)行,進(jìn)一步延長水工建筑物的使用周期,使其更好地為社會服務(wù)。(2)在對水工建筑實施滲漏治理時,要立足水工建筑滲漏的實際情況,明確滲漏發(fā)生的主要原因,以滲漏處理判斷結(jié)果為依據(jù),根據(jù)水工建筑物的基本特征和所處的地質(zhì)環(huán)境,科學(xué)編制滲漏處理方案,保障滲漏修補(bǔ)辦法具有較強(qiáng)的針對性、可行性和實效性,在最大化節(jié)約維修費(fèi)用的基礎(chǔ)上實現(xiàn)理想的修復(fù)效果。(3)滲漏的治理要本著從源頭入手的原則,這樣不僅能夠從根本上解決滲漏問題,還能最大程度降低結(jié)構(gòu)物內(nèi)部滲透壓力,從而為水工建筑物創(chuàng)造一個安全穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。(4)水工建筑滲漏治理盡量選擇在枯水期或者無水期實施,一方面能夠降低施工難度,同時還能降低水流對建筑的二次損害。如果必須在滲漏狀態(tài)下進(jìn)行堵漏治理,必須嚴(yán)格遵循“上截下排”和“先堵后排”的原則。此外,水工建筑堵漏施工選用的施工材料,要充分考慮對水質(zhì)的污染問題,盡量選用環(huán)保性能好且經(jīng)久耐用的修補(bǔ)材料。

2 水工建筑物開展防滲漏工作的重要性

要想保證水工建筑物安全持久地運(yùn)行,要本著預(yù)防至上的原則做好對水工建筑的防滲堵漏工作。水工建筑所處的施工環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜,工程質(zhì)量除受施工因素影響外,受外界環(huán)境影響非常大,特別是地質(zhì)環(huán)境、水文條件和氣象因素等,施工環(huán)節(jié)如果防滲技術(shù)不能發(fā)揮應(yīng)有的作用,那么水工建筑物發(fā)生滲漏的概率和速度都會增加,不僅破壞水工建筑結(jié)構(gòu),還會危及周邊環(huán)境及居民,所以做好對水工建筑防滲漏工作是保障建筑物安全運(yùn)行的重要舉措。

2.2 水工建筑物長時間的受水壓作用、水流侵蝕,如果水工建筑物的防滲性能無法滿足實際應(yīng)用要求,受水流水壓的影響,那么建筑物的穩(wěn)定性就會受到威脅。即使是微小的質(zhì)量病害,在這樣復(fù)雜的條件下都會加速其惡化的速度和程度,導(dǎo)致其無法正常發(fā)揮作用,也給相關(guān)人員帶來諸多不便和安全隱患。

水工建筑的施工需要投入較大的經(jīng)濟(jì)成本,整個施工環(huán)節(jié)較為復(fù)雜。如果在設(shè)計和施工環(huán)節(jié),因防滲漏施工技術(shù)工作不到位,引發(fā)水工建筑出現(xiàn)滲漏問題,整個建筑物的結(jié)構(gòu)就會遭到破壞,甚至引發(fā)一系列質(zhì)量病害,這不僅會造成原有建設(shè)資金的浪費(fèi),還會在后期增加大量維護(hù)成本。

水工建筑周圍往往居住著很多的百姓,同時水工建筑是人們生產(chǎn)生活中的重要基礎(chǔ)設(shè)施,一旦出現(xiàn)滲漏情況,不但會給人們的生產(chǎn)生活帶來不便,還會埋下重大安全隱患。水工建筑物出現(xiàn)滲漏病害后,整個工程的穩(wěn)定性就會下降,如果發(fā)生較大的洪水災(zāi)害,就會嚴(yán)重威脅到周邊農(nóng)田、住宅和居民的生命財產(chǎn)安全,所以做好水工建筑的防滲堵漏是關(guān)系百姓民生的大事。

3 水工建筑滲漏成因

變形縫引起的滲漏

水工建筑產(chǎn)生滲漏主要是因為混凝土構(gòu)筑物年久失修、結(jié)構(gòu)損害而產(chǎn)生的一種病害。水工建筑物建設(shè)的目的就是防水,通常在工程建設(shè)之初就會根據(jù)水工建筑的性質(zhì)和環(huán)境條件制定好了止水方案,但是在施工過程中受復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境和施工因素的影響,常常遇到設(shè)計方案無法預(yù)測到的一些事情,導(dǎo)致工程的實際防滲要求與預(yù)期出現(xiàn)偏差。施工時所使用的止水方案,可能因為施工人員主客觀因素的原因,或外界環(huán)境對施工產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致止水方案沒有達(dá)到預(yù)期效果。水工建筑如果出現(xiàn)止水方案不達(dá)標(biāo)的情況,就會出現(xiàn)變形縫錯位現(xiàn)象,導(dǎo)致止水帶斷裂而誘發(fā)滲漏。變形縫包括伸縮縫、抗震縫以及沉降縫,該部位的止水結(jié)構(gòu)是為了消除混凝土結(jié)構(gòu)之間力的相互傳遞,變形縫止水結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)具有很強(qiáng)的耐久性,變形縫尺寸應(yīng)滿足混凝土材料熱脹冷縮造成的變形要求,只有這樣才能實現(xiàn)對混凝土裂縫的預(yù)防和控制。如果設(shè)計出的變形縫尺寸不符合規(guī)范或?qū)嶋H需求,止水材料的伸縮性就無法達(dá)到變形縫的伸縮要求,那么變形縫就容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。同時施工過程中,如果止水帶位置出現(xiàn)偏差,或止水帶焊接不嚴(yán)密、密封材料填充質(zhì)量不達(dá)標(biāo),都會為滲漏創(chuàng)造條件。

止水帶材料不合格導(dǎo)致滲漏

水工建筑施工中常用的止水帶材料是天然橡膠和合成橡膠為主要材料提煉而成的混合材料。該材料在加工過程中填入了適量的填充劑,具有優(yōu)良的耐磨性、較大的彈性、較高的防水性,能夠高效發(fā)揮止水、防水作用。如果水工建筑實際施工選用的止水材料質(zhì)量不合格、性能不達(dá)標(biāo)或出現(xiàn)年久腐爛的狀態(tài),止水材料就會失去原有的特性,在使用過程中就容易出現(xiàn)滲漏,或者止水材料失去原有的彈性,這樣就容易出現(xiàn)開裂而導(dǎo)致滲漏。

混凝土產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致滲漏

混凝土材料是水工建筑的基礎(chǔ)材料,在實際施工時用量大且應(yīng)用范圍廣?；炷潦怯啥喾N原材料按照一定比例,經(jīng)相應(yīng)的工藝制作而成的混合性材料,受原材料質(zhì)量、配比問題、施工工藝、外界環(huán)境等的影響,極易產(chǎn)生裂縫。造成混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,混凝土產(chǎn)生的裂縫類型也有所區(qū)別,裂縫對水工建筑的危害程度、產(chǎn)生部位、裂縫大小、裂縫方向等各不相同,但無論哪種形式、哪種原因產(chǎn)生的裂縫,都會危害到水工建筑物的整體質(zhì)量及應(yīng)用性能,降低其使用壽命。

混凝土被氧化造成滲漏

水工建筑在長期的使用過程中,受水壓作用及水流的侵蝕,經(jīng)常出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。水分一旦滲漏至混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部后,水中已溶解的氣體和礦物質(zhì)與混凝土材料中的相關(guān)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),就會導(dǎo)致混凝土被碳化、氧化,使得整個結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疏松、聯(lián)通式蜂窩,或者降低了混凝土原本抗氧化的屬性,導(dǎo)致混凝土被空氣中其他的氧化性氣體腐蝕掉,長此以往整個水工建筑物都會受到影響。

4 水工建筑滲漏控制方式

水工建筑滲漏預(yù)防措施

4.1.1 優(yōu)選材料

鋼筋混凝土是水工建筑工程的主體材料,材料的質(zhì)量對工程整體質(zhì)量有著決定性影響,要想不斷提升水工建筑的整體質(zhì)量,就需從控制好原材料質(zhì)量入手。從選擇混凝土各組成原材料開始,到混凝土各材料的配比情況,以及混凝土的拌和、澆筑等環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都要進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)管和質(zhì)量控制,從設(shè)計到施工進(jìn)行全方位的把控,只有這樣才能保障混凝土的綜合質(zhì)量滿足水工建筑的實際施工要求。考慮到鋼筋容易被水資源腐蝕、氧化,因此盡量選用抗腐蝕性能高的鋼筋材料,或者在鋼筋表面涂抹防腐蝕材料進(jìn)行防護(hù)。止水帶材料應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的挑選,避免止水帶材料老化造成的止水性能差的問題,要及時對材料進(jìn)行更新。

4.1.2 規(guī)范施工技術(shù)

造成水工建筑出現(xiàn)滲漏的主要原因之一與變形縫布置不合理有關(guān),由于施工人員專業(yè)素質(zhì)薄弱、馬虎大意導(dǎo)致止水帶位置錯誤,止水帶出現(xiàn)扭曲變形,以及混凝土有蜂窩孔洞等,都與施工技術(shù)不規(guī)范有直接關(guān)系。為實現(xiàn)對各種滲漏問題的有效預(yù)防,必須從技術(shù)層面加強(qiáng)控制。水工建筑的施工是一個專業(yè)性較強(qiáng)的復(fù)雜過程,施工單位要注重對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)工作,不斷提升他們的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平,使他們通過培訓(xùn)和技術(shù)強(qiáng)化后,在實際施工時都能嚴(yán)格按照規(guī)范高標(biāo)準(zhǔn)地落實各項技術(shù),為提升水工建筑的防滲效果而持續(xù)發(fā)力。

水工建筑滲漏的控制工作

4.2.1 裂縫的滲漏控制工作

水工建筑出現(xiàn)裂縫后,要分析裂縫產(chǎn)生的原因,根據(jù)裂縫成因及對水工建筑結(jié)構(gòu)的影響程度,可采取以下治理措施:(1)表面修補(bǔ)處理法,該方法主要針對較小的裂縫進(jìn)行治理。施工人員要觀察裂縫的實際位置,將環(huán)氧砂漿、快凝砂漿直接添涂在裂縫表面,從而實現(xiàn)對裂縫的修補(bǔ)、加固。也可利用噴漿、嵌補(bǔ)等方式將修補(bǔ)材料噴涂、填充至裂縫中。(2)埋管導(dǎo)滲處理法,該方法是針對滲漏量較大的裂縫進(jìn)行治理。在不影響水工建筑物正常使用的前提下,在混凝土裂縫的部位進(jìn)行淺度開鑿處理,找到滲漏點后,通過在滲漏部位埋管的方式將水流排出,然后結(jié)合實際情況對裂縫進(jìn)行砂漿回填操作,修補(bǔ)裂縫后再利用快凝灰漿將開鑿位置封堵密實。(3)鉆孔導(dǎo)滲處理法,檢修人員發(fā)現(xiàn)滲漏點后,利用風(fēng)鉆在裂縫的一側(cè)鉆出一個斜孔,為滲漏的水創(chuàng)造一個通道,使其從小孔位置流出,然后施工人員要立即利用砂漿將小孔封堵。(4)灌漿處理法。為保障水工建筑滲漏的處理效果,要針對滲漏原因和實際情況選取最佳的處理方式,對于較淺的裂縫,直接采用水泥砂漿進(jìn)行填充操作,對于深度較大的裂縫,需要配合化學(xué)灌漿處理法才能收到理想的堵漏效果。

4.2.2 防滲漏技術(shù)應(yīng)用方案

目前,水工建筑防滲堵漏較為常見技術(shù)為灌漿技術(shù),該技術(shù)具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和便捷性,在實際應(yīng)用時需要對技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制:(1)高壓灌漿技術(shù),首先要對水工建筑物的滲漏情況進(jìn)行全面的檢查,找到滲漏點并掌握滲漏的具體情況,然后對問題位置進(jìn)行清理,將殘留在問題部位的雜質(zhì)、脫落物等清理干凈。通過鉆孔方式將注漿管導(dǎo)入滲漏部位,對于易擴(kuò)張的深度裂縫要在一側(cè)鉆斜孔,直至漿液填滿內(nèi)部縫隙和空洞,漿液密度達(dá)標(biāo)封堵操作結(jié)束。72小時后對封堵情況進(jìn)行檢查,根據(jù)實際對封堵情況進(jìn)行整改完善。(2)氰凝灌漿技術(shù),因混凝土內(nèi)部松散或空洞問題產(chǎn)生的滲漏部位采用該技術(shù)具有良好的效果。施工時應(yīng)選用高性能的防滲材料,且可用于較大規(guī)模的防滲處理現(xiàn)場。施工步驟及方式和高壓灌漿技術(shù)類似,區(qū)別是該技術(shù)主要應(yīng)用在大規(guī)模防滲處理現(xiàn)場,需要根據(jù)實際情況對問題部位布置多個注漿孔,按照自上而下的順序依次進(jìn)行灌注操作,直至封堵工作達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

注重維護(hù)保養(yǎng)

為確保水工建筑能夠高效持久地發(fā)揮作用,應(yīng)加強(qiáng)對水工建筑的維護(hù)和保養(yǎng)工作。維護(hù)人員要針對水工建筑的具體特征和現(xiàn)實狀態(tài)制定相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)計劃,注重對水工建筑的巡檢工作,對巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題要及時整改。比如要及時填平壩面的坑洼、沖溝;及時清理壩頂、壩坡的雜物,填塞壩面裂縫、洞穴和局部下陷處。注重對草皮護(hù)坡的檢查維護(hù),對于局部缺草部位要在適宜季節(jié)進(jìn)行補(bǔ)植或更換新草皮,做好植物的日常管護(hù)。對于砌石護(hù)坡,要保障護(hù)坡石頭穩(wěn)定,性能良好,及時更換風(fēng)化或出現(xiàn)凍融的石頭。

結(jié)語

水工建筑滲漏現(xiàn)象屬于工程發(fā)病率較高的病害。本文通過對水工建筑滲漏情形、危害、滲漏處理原則、開展防滲漏工作的重要性、滲漏成因的分析,提出了控制措施,以期對解決水工建筑的防滲問題有所幫助。在水工建筑的防滲治理工作中,需要從工程設(shè)計到施工進(jìn)行嚴(yán)格的把控,從控制好材料質(zhì)量、規(guī)范施工技術(shù)、提升施工人員專業(yè)技能多方面入手,同時注重對水工建筑的日常維護(hù)保養(yǎng),從而保證工程的質(zhì)量和效益。