水廠沉淀池伸縮縫滲漏處理辦法

戚響響 衛(wèi)正剛 徐 駿 郭宏偉

（1.合肥供水集團有限公司，安徽合肥 230001；2.上海水業(yè)設計工程有限公司，上 海 200000）

一、背景介紹

構筑物伸縮縫滲漏是水廠普遍性問題，多數(shù)是橡膠止水帶材料不滿足要求所致，合肥某水廠1992年竣工投產(chǎn)，后經(jīng)1994年與2008年的兩次擴建，設計供水總規(guī)模50萬m3/d。其中二期5、6、7三座平流沉淀池，單座沉淀時間2.5hr，水平流速13.23mm/s，池深4.0m，其中預留積泥厚度0.20m，超高0.30m，有效水深3.5m。2021年2月19日，該水廠報告反映沉淀池及出水總渠伸縮縫兩側壁板經(jīng)冬季低溫后在平面上出現(xiàn)池體內外發(fā)生錯動，豎向上出現(xiàn)差異沉降的現(xiàn)象，伸縮縫兩側的壁板在平面上出現(xiàn)池體內外發(fā)生錯動，豎向上出現(xiàn)差異沉降的現(xiàn)象。滲漏位置出現(xiàn)在伸縮縫處的沉淀池連接位置，渠道連接位置，以及排泥閥位置。5～7號沉淀池均有滲漏，其中6號、7號沉淀池滲漏嚴重，在壁板的伸縮縫底部出現(xiàn)水柱狀滲漏。

圖1 伸縮縫滲漏

二、滲漏原因

1、施工工序不嚴謹所引起

水廠水池一般情況下會使用鋼筋混凝土薄壁結構，鋼筋的密度比較高，需要將水處理工藝措施作為依據(jù)，開展后續(xù)各項工作，但是構成水池的各個設施容易引發(fā)滲漏問題，因此需要使用柔性防水層對水池的抗?jié)B漏性能做出一定保證，因為水廠水池施工難度高、各項工藝也比較復雜，因此在施工環(huán)節(jié)當中容易引發(fā)混凝土開裂以及滲漏等問題，會對水池的外觀以及使用功能造成一定影響。引發(fā)自來水廠水池滲漏問題的因素有很多，首先，水池一般情況下是鋼筋混凝土澆筑的，混凝土質量和水池滲漏問題關系十分密切。在施工環(huán)節(jié)當中，混凝土配合比、溫度以及坍落度等因素，都會直接關系到水池是否會發(fā)生滲漏問題?；炷僚浜媳葧炷翜囟刃阅堋姸纫约澳途眯栽斐梢欢ㄓ绊?，混凝土溫度控制效果也決定了在發(fā)生溫度變化的情況下，混凝土是否會在應力的作用下產(chǎn)生裂縫，混凝土坍落度和易性之間的關系十分密切，坍落度過大，混凝土發(fā)生離析和收縮開裂問題的幾率比較高，澆筑順序以及分層控制效果也會對混凝土接茬質量造成一定影響?；炷琉B(yǎng)護水平直接關系到是否會因為過早失水產(chǎn)生收縮開裂問題。其次，如果水池施工縫以及拉螺栓沒有得到妥善處理，也有可能引發(fā)水池滲漏問題，比如接縫位置上有鋼筋頭、木屑等異物，或者是在加工模具拆除掉之后存在一定空隙，接縫位置上止水處理不到位，沒有依據(jù)現(xiàn)行規(guī)章制度當中提出的要求，在施工縫位置上鋪上一層水泥砂漿，僅僅是因為上下層混凝土粘結不是十分牢固，從而引發(fā)滲漏問題。

2、橡膠止水帶材料不滿足設計要求引起的滲漏

符合設計要求的橡膠止水帶具有抗拉和抗變形要求，自身能抵抗一定程度的不均勻沉降和壁板錯動變形。不滿足設計要求的橡膠止水帶延性、抗拉性能等較差，尤其是在冬季溫度較低，止水帶變脆，延性降低，池壁間距在溫度作用下熱脹冷縮，伸縮縫可能出現(xiàn)漏水。通過現(xiàn)場觀察、分析，該水廠沉淀池漏水的原因主要由不均勻沉降引起止水帶撕裂導致。該沉淀池地基采用級配砂石換填處理，沉淀池底板止水帶破壞后，由于施工原因造成的局部回填壓實系數(shù)不一致，對換填的土層產(chǎn)生沖刷，使沉降加劇，從而使得止水帶進一步撕裂破壞。同時，在2020年冬季經(jīng)歷寒潮，熱脹冷縮現(xiàn)象明顯，使得漏水情況加劇。

三、修復方案

一般而言，若新建水廠在建成后不久便出現(xiàn)滲水、漏水情況，且沉降有進一步生長趨勢，需要再結合現(xiàn)場情況判定是否需要對地基進行加固，起到“治本”的作用；如果運營多年的水廠發(fā)生滲漏，而水池沉降已趨于穩(wěn)定時，對地基再進行加固對減小水池滲漏的效果不明顯，此時修復方案以滲漏點的處理為主。

根據(jù)沉降監(jiān)測結果：2016年合肥市測繪設計研究院對七號沉淀池設置觀測點進行了10次現(xiàn)場監(jiān)測，結論為：從2016年05月25日開始至2016年12月29日，觀測點中累計沉降最大為2.9mm（S1點）。各建筑點位沉降基本均勻，在觀測周期內屬正常沉降，該水廠的沉降已基本穩(wěn)定。因此本次修復建議針對止水帶滲漏實施修復，同時應補充觀測沉降。

該方案采用在水池或者渠道內側內貼一圈止水帶形式修補止水，具體實施方案如下：

（1）清除內表10cm深的原伸縮縫內的泡沫填充體，用電錘進行縫隙清理修整，縫內表伸縮縫兩側混凝土邊保持平行，結構邊角進行倒角，保證壓縮密封體在較大范圍內發(fā)揮密封功能，適應縫的沉降變形。

（2）將遇水膨脹橡膠止水條壓入修好的縫內。

（3）在遇水膨脹橡膠止水條上用 MS 密封膏封口。

（4）丁基膩子找平施工。

（5）貼上歐米伽背貼式止水條。

（6）止水條上加不銹鋼壓板，兩側打入膨脹螺栓固定。

（7）涂上表層速凝橡膠封閉。

圖2 施工圖紙

1、施工前準備工作

確保施工現(xiàn)場人員安全，沉淀池堵漏項目開工前需要對各條通道做好安全警戒標識，保障施工工期可以如期進行。將沉淀池內的積水和淤泥基本清理完畢，為后續(xù)工作開展提供保障。

2、伸縮縫清理、壓力注漿

沉淀池伸縮縫堵漏的第一步就需要把原殘留在伸縮縫里的破損膠條等材料進行清理，同時將池壁和底板縫隙及周圍的砂漿層切除。對伸縮縫周圍砂漿層破除時，應先彈線，再利用切割機進行切割，最大程度保證伸縮縫深度和平整度，同時注意保護中埋式止水帶，不能使用太鋒利的工具。

根據(jù)現(xiàn)場施工情況有如下三點建議需要施工時注意：

池壁和底板間下部通過扦插應該是存在部分空隙問題，需要采用壓力注漿把底板下部空隙及土體填充密實并凝固，根據(jù)水深及經(jīng)驗，建議注漿壓力在0.08～0.2Mpa進行，具體壓力根據(jù)池體外側地面冒漿情況酌情確定。

填縫間的清理，建議先切割裸露的鋼筋，再采用空壓機，壓力在0.4MPA以上，把縫隙間松散混凝土和雜物以及水處理干凈，同時把破損的橡膠止水帶切除，減少聚合物防水砂漿的影響。

控制好聚合物防水砂漿的表面標高，做好界面清理，考慮到現(xiàn)在底板伸縮縫切割深度較深，原有中埋止水帶已經(jīng)破損，無法起到阻擋背水面荷載以及不能為后續(xù)嵌縫的遇水膨脹橡膠止水帶進行托底，需要對伸縮縫內進行加固。采用的加固方式為填充結構膠或聚合物水泥砂漿，為了保證效果，以防后續(xù)產(chǎn)生結構層脫落，注膠方式需采用壓力注漿，注漿前需要清除縫內異物，保持清潔。

準備好壓力注漿所需的材料和工具后，開始進場作業(yè)。先利用機器打出漿料，調試好注漿壓力，依次向各個伸縮縫灌入砂漿并觀察情況，待伸縮縫另一側冒漿后即可停止。

注漿后發(fā)現(xiàn)最西側的嵌縫出現(xiàn)狀況，注漿從縫里滲出，經(jīng)技術人員分析后認定原因為注漿孔并未封堵，深度較大，帶全部灌漿結束后，需要封堵所有注漿孔。同時，西側縫灌漿按二次調整方案，重新封堵，重新開孔灌漿，壓力值達到0.7Mpa時，內部封堵層崩裂（與第一次情況一樣）。檢查外壁未發(fā)現(xiàn)冒漿。經(jīng)檢查外側底部經(jīng)多次修復，存在多處灌漿孔點。

3、遇水膨脹膠條和雙分組（MS）密封膠施工

完成所有壓力注漿后需要經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護期，確保注漿牢固，同時檢查購買到貨的膠條是否達到要求，檢驗合格后開始遇水膨脹膠條和MS密封膠的施工。

圖3 遇水膨脹膠條

圖4 雙分組（MS）密封膠施

4、丁基膠帶和三元乙丙Ω形止水帶施工

圖5 丁基膠帶

圖6 三元乙丙Ω形止水帶

5、不銹鋼壓條施工

在進行不銹鋼壓條施工時，需要提前和材料供應商確定螺桿型號及尺寸，符合要求后方可開展施工。準備就緒后，先鉆孔，再利用空氣管和鋼絲刷清理雜物，最后注膠旋進螺桿。需要注意的是新到的化學螺栓用膠必須適用潮濕環(huán)境，螺栓及壓條施工。

緊固時發(fā)現(xiàn)有松動的螺桿應及時抽出，待處理完積水后重新植入螺栓，止水帶頂部等池內螺栓全部緊固后，統(tǒng)一高度進行切割，用密封膏封堵。完成所有膠條鋪設、不銹鋼壓板擺放和化學螺栓緊固后即可進行滿水試驗。

圖7 不銹鋼壓條施工完成

6、滿水實驗

沉淀池伸縮縫完成所有工序后即開展?jié)M水試驗，在試驗開始后，需要嚴格遵守《滿水試驗安全技術交底.pdf》有關規(guī)定，確保試驗順利進行。經(jīng)過24小時滿水試驗觀察修復效果很好，滿水實驗測試無滲漏。

圖8 滿水位24小時無漏點

圖9 位移監(jiān)測報告

7、大禹防水涂料涂層

沉淀池滿水試驗結束后，打開閥門排水開展伸縮縫防水防腐處理。排水前需再次檢查各伸縮縫有無滲漏情況發(fā)生，檢查無誤后，對各伸縮縫進行防水防腐處理。

圖10 防水涂料涂層

四、滲水封堵維修方案的實施改進

在施工過程中定期檢查施工現(xiàn)場，嚴把施工質量、確保修復效果。在7號沉淀池施工結束后，該水廠進行了效果測試，發(fā)現(xiàn)修復效果很好，滿水實驗測試無滲漏。要求施工單位持續(xù)開展質量觀測，檢驗修復效果。

在7號沉淀池維修方案實施后，總結經(jīng)驗，提出了相關改進建議，在原封堵維修方案中，在止水帶上使用寬為8cm的不銹鋼壓板，不銹鋼壓板上的螺栓為直徑8mm單排間距20cm一字型布置，我建議加寬不銹鋼壓板為寬度12cm，螺栓改成直徑10mm間距15cm雙排齒形布置螺栓。

此改進有以下幾點有利之處：螺栓直徑加大，固定更加牢固；螺栓之間距縮小，螺栓排布更密，原本方案中若某個螺栓松動，最近的有用螺栓距離為40cm，而同樣情況下新方案中某螺旋松動后，最近的有用螺栓距離為30cm，距離更短、壓的更牢固；螺栓改為雙排齒形布置，固定面積加大，止水帶壓的更牢固；不銹鋼壓板加寬有助于壓牢止水帶。

該種修復方法適用于類似工程問題的應用推廣，具有一定經(jīng)濟應用價值，并計劃在該廠區(qū)5號、6號沉淀池封堵維修過程中實施。

圖11 原方案中不銹鋼壓板開孔示意圖

圖12 修改后方案中不銹鋼壓板開孔示意圖