西安黑河輸水箱涵杏樹溝渠道渡槽伸縮縫處理工程施工技術(shù)探討

周八軍

(西安水務(wù)(集團(tuán))黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

1 工程概況

西安黑河輸水箱涵杏樹溝渡槽為西安市黑河引水工程，于1995年建設(shè)完成。該渡槽為箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，箱體中為引自黑河金盆水庫、擬凈化的重力自流河水，渡槽頂部為可供行人和非機(jī)動(dòng)車輛通行的橋面。2020年渠道巡查發(fā)現(xiàn)杏樹溝渡槽與箱涵連接處嚴(yán)重滲漏，因此立即組織搶險(xiǎn)，控制險(xiǎn)情，做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備。根據(jù)西安城市供水情況，待批準(zhǔn)停水后立即開始施工。

2 病害分析

該渡槽出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏，無法從外部判斷滲漏具體原因，經(jīng)過現(xiàn)場勘察分析，形成滲漏的原因可能有伸縮縫破壞、混凝土墻體出現(xiàn)侵蝕性坑洞破壞、墻體開裂等三種情況。

(1) 混凝土碳化導(dǎo)致混凝土內(nèi)部 pH下降，誘發(fā)鋼筋銹蝕，鋼筋體積膨脹產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致混凝土開裂、剝落，喪失對鋼筋的保護(hù)功能；各種腐蝕介質(zhì)沿混凝土裂縫或剝落部位侵入混凝土內(nèi)部，進(jìn)一步加劇鋼筋銹蝕、混凝土破壞。

(2) 混凝土開裂，內(nèi)部水滲漏，冬季水結(jié)冰膨脹造成混凝土開裂和剝落破壞。

(3) 基礎(chǔ)沉降，箱涵和渡槽連接處產(chǎn)生錯(cuò)縫，伸縮縫止水帶撕裂，箱涵地板錯(cuò)位。

3 新材料主要特點(diǎn)

3.1 UR-1410立止水快速堵漏劑

該材料具有遇水后迅速凝結(jié)硬化并具有微膨脹性，與混凝土結(jié)構(gòu)形成一體堵住漏洞的特點(diǎn)。該產(chǎn)品不收縮，不氧化，強(qiáng)度高，與被修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)成為一體，只要被修補(bǔ)的混凝土結(jié)構(gòu)不受損壞，就不會(huì)失效；施工方便，只需用清水進(jìn)行調(diào)和，瞬間就可以完成堵漏工作；與混凝土結(jié)構(gòu)的黏結(jié)強(qiáng)度高，確保堵漏效果；使用壽命長，被黏結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)不發(fā)生變動(dòng)的情況下，可達(dá)到長期堵漏效果；無毒無害，環(huán)保產(chǎn)品。

3.2 UR-2110高性能頂立面修補(bǔ)砂漿

頂立面修補(bǔ)砂漿經(jīng)固體聚合物和多種功能助劑改性的高技術(shù)產(chǎn)品，專門用于結(jié)構(gòu)混凝土的破損修復(fù)，在不需要模板的情況下可快速與結(jié)構(gòu)形成整體，收縮率低，快干，不下垂，大大縮短了維修時(shí)間，節(jié)省了模板費(fèi)用。凝結(jié)快，40 min即可終凝，進(jìn)行下道工序施工；極低的收縮率，干縮率僅為0.04%，自然養(yǎng)護(hù)不開裂；優(yōu)異的黏接強(qiáng)度，濕基面黏結(jié)強(qiáng)度大于1.6 MPa，與原結(jié)構(gòu)融為一體；優(yōu)異的施工性能，頂面或立面施工不下垂，不需要使用模板；耐久性好。

3.3 UGD-3110水泥基鋼筋阻銹劑

此為水泥基鋼筋阻銹產(chǎn)品，能夠有效抑制鋼筋銹蝕。該產(chǎn)品具有良好的銹蝕抑制性能，并且特有遷移型銹蝕抑制功能，在無法暴露全部銹蝕鋼筋時(shí)，只需將暴露部分的鋼筋完全涂刷，即能保護(hù)未涂刷部分不再生銹，可滿足防銹、阻銹要求。此外，該產(chǎn)品具有優(yōu)良的黏結(jié)性能，可提高保護(hù)層與結(jié)構(gòu)鋼筋的握裹力；對鋼筋表面要求不高，不需要白金屬狀態(tài)，只需將浮銹打掉即可；無毒無害、環(huán)保產(chǎn)品，使用方便。

3.4 UW-1130水泥基滲透結(jié)晶型防水漿料

UW-1130水泥基滲透結(jié)晶型防水漿料是專門針對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)的一種可呼吸、水泥基雙組分防水防腐保護(hù)材料，工廠預(yù)混，現(xiàn)場攪拌成漿料后涂刷于混凝土表面，起到防水防腐作用。該產(chǎn)品無毒無害，是環(huán)保產(chǎn)品。材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)與混凝土內(nèi)部的游離鈣發(fā)生水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣凝膠，阻塞混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔道，提高混凝土本身的防水防腐性能；同時(shí)在混凝土表面形成附著力極強(qiáng)的密實(shí)、堅(jiān)硬涂層，進(jìn)一步起到防水防腐作用。該材料屬于水泥基材料，與混凝土的熱膨脹系數(shù)基本相同，涂層不會(huì)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生脫落，因此可以在潮濕基面施工，不受混凝土內(nèi)潮氣的影響；與混凝士基面黏接強(qiáng)度高；具有單向可呼吸性能；固化后表面有光澤、憎水效果好。

3.5 PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料

新型PTN接縫材料為雙組分材料，甲組分(預(yù)聚體)呈淺黃色，乙組分呈黑色。甲、乙組分按一定比例混合均勻后，常溫下自行流化成橡膠狀黑色彈性體。環(huán)保型PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料(密封膠)可用于水利、土木、交通及市政等工程結(jié)構(gòu)縫、施工縫、伸縮縫中，起到適應(yīng)變形、防滲、防腐、抗凍、防海水腐蝕、防止外物嵌入縫中等作用。PTN接縫材料也可用于渡槽、渠道及壩面裂縫防滲處理等老工程維修和除險(xiǎn)加固工程中。在止水帶防滲失效工程的修復(fù)加固中，PTN接縫材料是目前國內(nèi)唯一的徹底堵漏修補(bǔ)材料，可創(chuàng)造渡槽、箱涵伸縮鏠灌注后滴水不漏的完美工程效果，成為除險(xiǎn)加固維修工程中不可多得的高性價(jià)比伸縮縫和裂縫維修材料。

4 施工措施

4.1 現(xiàn)場準(zhǔn)備

認(rèn)真做好施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作，這是保證工程平穩(wěn)、有序進(jìn)行的重要保障。在施工前，需確定工人及現(xiàn)場技術(shù)支持人員的食宿地點(diǎn)，該地點(diǎn)不宜距施工現(xiàn)場太遠(yuǎn)；確定水源、電源及相關(guān)機(jī)具，準(zhǔn)備好腳手架(吊籃)、刷子、水管(高壓水槍)、角磨機(jī)、切割機(jī)、鐵錘、鋼釬、鋼絲刷、塑料桶、灰桶、抹刀等施工工具；選擇合適的儲(chǔ)料地點(diǎn)，確保材料在任何情況下均不會(huì)受潮或過水。

4.2 質(zhì)量施工措施

(1) 施工質(zhì)量必須符合國家、地方有關(guān)施工質(zhì)量驗(yàn)收、施工的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，服從設(shè)計(jì)，尊重監(jiān)理，服務(wù)甲方。

(2) 各工序施工要注意成品保護(hù)，上道工序施工完成后，下道工序施工確保對上道工序的成品無損壞、污染；如有損壞、污染，按相關(guān)規(guī)定承擔(dān)責(zé)任。

(3) 使用過程中如發(fā)現(xiàn)材料有結(jié)團(tuán)硬塊，不得再使用，低溫施工時(shí)要用溫水調(diào)料，加強(qiáng)保溫措施。

4.3 安全施工措施

(1) 施工現(xiàn)場的施工人員要嚴(yán)格遵守各項(xiàng)有關(guān)安全規(guī)定和制度，接受現(xiàn)場安全教育，由項(xiàng)目經(jīng)理對全體參加施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。

(2) 施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員，施工班組要有兼職安全員，全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全施工工作。施工中要全天候巡查，發(fā)現(xiàn)安全隱患應(yīng)及時(shí)排除，保證安全生產(chǎn)。

(3) 施工區(qū)作業(yè)面要保持清潔整齊，道路要暢通，施工人員不得隨意離開現(xiàn)場，不得動(dòng)用其他施工單位的設(shè)施、機(jī)具。

(4) 施工期間不得飲酒，嚴(yán)禁酒后作業(yè)。

5 安全生產(chǎn)措施費(fèi)使用計(jì)劃及保障措施

安全施工措施費(fèi)是為了確保施工安全生產(chǎn)必要投入而單獨(dú)設(shè)立的專項(xiàng)費(fèi)用。安全生產(chǎn)措施費(fèi)用于保障工程項(xiàng)目安全生產(chǎn)，實(shí)行?？顚Ｓ?，不得挪作他用。對不按規(guī)定使用措施費(fèi)或安全措施費(fèi)落實(shí)不到位的作業(yè)隊(duì)，依照有關(guān)規(guī)章制度給予處分處罰，發(fā)生傷亡事故，危害職工身體健康的，應(yīng)首先追究有關(guān)人員的責(zé)任。

工程項(xiàng)目主要危險(xiǎn)源有；施工用電、交又作業(yè)、施工平臺(tái)施工安全防護(hù)等。施工安全重大危險(xiǎn)源的辨識(shí)方法如下：

(1) 腳手架(吊籃)、支撐局部結(jié)構(gòu)工程或臨時(shí)建筑失穩(wěn)，造成坍塌等意外；

(2) 高度大于2 m的作業(yè)面，因安全防護(hù)設(shè)施不符合或無防護(hù)設(shè)施、人員未配系防護(hù)繩(帶)等造成人員踏空、滑倒、失穩(wěn)等意外。

(3) 焊接、金屬切割等施工及各種施工電氣設(shè)備的安全保護(hù)(如漏電、絕緣、接地保護(hù)、一機(jī)一閘)不符合，造成人員觸電、局部火災(zāi)等意外；

(4) 施工用易燃易爆化學(xué)物品臨時(shí)存放或使用不規(guī)范、防護(hù)不到位，造成火災(zāi)或人員中毒意外；工地飲食因衛(wèi)生不合格，造成集體中毒或疾病。

6 工程施工工藝流程

6.1 伸縮縫處理技術(shù)流程

找縫→渡槽表面處理→鉆孔植螺栓→表面干燥處理→粘貼橡膠板→驗(yàn)收。

6.2 基礎(chǔ)沉降處理技術(shù)流程

施工放線→表面打磨→鉆孔植筋→鋼板制作安裝→密封灌膠→檢測。

7 施工技術(shù)要點(diǎn)

7.1 輸水箱涵墻體滲漏治理

7.1.1 表面處理

采用高壓水槍、鋼絲刷、鐵錘、鋼釬等工具清理基層混凝土，將基層混凝土的浮灰、污垢、水垢、返堿、附著物、松動(dòng)的混凝土等完全清理干凈，確?；婊炷燎鍧崍?jiān)固。

7.1.2 鋼筋阻銹處理

盡可能地剔除松動(dòng)的混凝土，將結(jié)構(gòu)銹蝕鋼筋暴露出來，采用鋼絲刷將銹蝕鋼筋表面的浮銹清理干凈后，涂刷水泥基鋼筋阻銹劑2遍，每遍間隔20 min。

7.1.3 堵坑洞

墻面或伸縮縫有破損滲測坑洞時(shí)，使用UR-1410立止水快速堵漏劑填充坑洞。

7.1.4 破損修補(bǔ)

水泥基鋼筋阻銹劑涂刷40 min后，即刮涂UR-2110高性能頂立面修補(bǔ)砂漿以修補(bǔ)混凝土的破損部位，施工厚度不小于2 cm。

7.1.5 PTN 填縫(伸縮縫)

將接縫處原有的材料徹底清除，露出新鮮的混凝土，清除深度不小于5 cm，將 PTN石油瀝青聚氨酯接縫材料填入接縫中。立面需用模板支護(hù)進(jìn)行灌注。

7.1.6 墻面整體處理

使用立止水在打磨后的滲漏墻面刮涂1 mm 厚，阻止面滲。然后在混凝土墻面整體刮涂5 mm 厚高性能頂立面修補(bǔ)砂漿，施工12小時(shí)后，采用瑞派歐專用刷在頂立面修補(bǔ)砂漿表面涂刷UW-1130水泥基滲透結(jié)晶型防水防腐保護(hù)涂料。涂刷分兩次進(jìn)行，每次間隔6小時(shí)，兩次涂刷呈十字交叉進(jìn)行，保護(hù)涂料施工厚度不小于2.0 mm。

7.2 伸縮縫處理技術(shù)

7.2.1 找縫

在停水后，進(jìn)入杏樹溝渡槽(箱涵)內(nèi)部檢查伸縮縫質(zhì)量情況，確定需要粘貼止水橡膠板的伸縮縫。

7.2.2 表面處理

確定需要處理的伸縮縫后，沿伸縮縫兩側(cè)各20 cm進(jìn)行打磨，除掉表面松散、浮漿及表面苔蘚等雜物，將凸出的棱角磨平，對坑洼部位采用JME環(huán)氧修補(bǔ)材料修補(bǔ)平整。

7.2.3 鉆孔、植螺栓

(1) 施工準(zhǔn)備。將錨固止水橡膠板植筋孔鉆出，標(biāo)注鉆孔位置，通過風(fēng)壓將鉆孔內(nèi)清理干凈。將符合標(biāo)準(zhǔn)要求的植螺栓構(gòu)件表面清理干凈，直至露出砼結(jié)構(gòu)層。

(2) 施工放線。按照結(jié)構(gòu)施工圖，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，準(zhǔn)確無誤地放出螺栓孔位置，如遇孔位處有鋼筋(箱涵壁內(nèi)有鋼筋)，在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)調(diào)整孔洞位置。

(3) 鉆孔清孔。根據(jù)標(biāo)出的孔洞位置，用電錘進(jìn)行鉆孔，鉆孔符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。用風(fēng)壓將孔洞內(nèi)灰塵吹干凈，用硬毛刷旋轉(zhuǎn)連刷3次，再用棉紗蘸清洗劑清潔孔壁。

(4) 植螺栓處理。將植入混凝土內(nèi)的螺栓部分打磨除銹，用棉紗蘸丙酮清洗干凈。用植筋膠槍將結(jié)構(gòu)膠注入植筋孔內(nèi)，孔洞內(nèi)注膠容量為孔深度的三分之二。單項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)錨栓緩緩植入孔洞內(nèi)，直達(dá)設(shè)計(jì)深度，保證植入螺栓與孔壁間的間隙基本均勻。若是水平方向植入螺栓后需將孔洞堵塞。

(5) 固化、檢測。在固化期間不得對螺栓有任何擾動(dòng)，固化后用結(jié)構(gòu)膠對螺栓孔洞口進(jìn)行封口修補(bǔ)。并對所植螺栓進(jìn)行抽樣檢測，檢測結(jié)果務(wù)必達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

7.2.4 粘貼止水橡膠板

根據(jù)錨固螺栓的位置，在止水橡膠板(橡膠板寬30 cm)上沖孔，調(diào)配WSJ建筑結(jié)構(gòu)膠，將膠液涂抹在橡膠板和粘貼部位的混凝土槽壁上，把橡膠板粘貼于槽壁內(nèi)，用橡皮錘錘擊使橡膠板密實(shí)地粘貼在混凝土槽壁上，并把不銹鋼鋼板壓條壓上擰緊錨固螺栓，待其固化(橡膠板不能任何移動(dòng))。

7.2.5 清潔工作面

粘貼完橡膠止水板后，將兩邊溢出的WSJ結(jié)構(gòu)膠用抹刀收邊，密封橡膠板邊緣。

伸縮縫處理如圖1所示。

圖1 伸縮縫處理示意圖

7.3 伸縮縫沉降后錯(cuò)臺(tái)及底板破損處理技術(shù)

7.3.1 施工準(zhǔn)備

主要采用包鋼灌膠的技術(shù)方法進(jìn)行處理。將WSJ結(jié)構(gòu)膠、φ18不銹鋼螺栓和8 mm不銹鋼板等所需材料準(zhǔn)備到位。

7.3.2 施工放線

按照設(shè)計(jì)要求，在渡槽上將植筋孔位和鋼板粘貼輪廓線放出來，定出植錨固螺栓位置

7.3.3 表面處理

在需要包鋼加固的渡槽輪廓線范圍內(nèi)干燥后進(jìn)行打磨，除掉表面松散、浮漿及表面苔蘚等雜物，將凸出的棱角磨平，對坑洼部位采用JME環(huán)氧修補(bǔ)材料修補(bǔ)平整。去除劣化層，這是混凝土黏合面處理及鋼板貼合面處理的關(guān)鍵。對于混凝土黏合面，先用金剛片打磨除去表面2～3 mm厚的劣化層，露出新的堅(jiān)實(shí)骨料，清除表面灰塵，再用棉紗擦凈；對于鋼板貼合面，需用噴砂處理或用角磨機(jī)打磨，直到露出金屬光澤。

7.3.4 鉆孔、植螺栓處理

將錨固止水橡膠板植筋孔鉆出，標(biāo)注鉆孔位置，通過風(fēng)壓將鉆孔內(nèi)清理干凈，將螺栓植入。

7.3.5 鋼板制作安裝

根據(jù)植的螺栓孔位在不銹鋼板上鉆孔，再將不銹鋼板分塊安裝在需要包鋼的渡槽內(nèi)，安上螺帽并擰緊，保證鋼板和砼之間有3 mm左右間隙，鋼板之間及鋼板與螺栓間進(jìn)行焊接。

7.3.6 密封灌膠

加固鋼板安裝焊接完后，用封堵材料將鋼板四周封堵起來，埋設(shè)灌膠管和出氣管，把鋼板邊緣密封好。按WSJ灌注膠使用說明調(diào)配材料，灌注入密封好的不銹鋼板與混凝土的空腔內(nèi)，待其固化。

7.3.7 固化保護(hù)

鋼板不能有任何擾動(dòng)，在安裝好的橡膠止水帶上覆蓋塑料薄膜進(jìn)行防水保護(hù)。

7.3.8 檢測

一般采用非破損檢驗(yàn)。即用小錘敲擊鋼板檢驗(yàn)鋼板的有效黏結(jié)面積。錨固區(qū)有效粘貼面積不小于95%，非錨固區(qū)有效粘貼面積不小于85%。

7.3.9 封閉處理

WSJ建筑結(jié)構(gòu)膠固化后，清理包鋼板的邊緣，在鋼板邊緣及渡槽混凝土上涂刷一層WSI界面劑進(jìn)行封閉處理，進(jìn)行封邊。

8 文明施工措施

(1) 按照文明工地要求，設(shè)置各類公告牌、標(biāo)志牌，做到內(nèi)容齊全、式樣規(guī)范、位置醒目。

(2) 對混凝土拌和區(qū)域，現(xiàn)場材料分類分隔堆放，并做好各種標(biāo)識(shí)。對鋼材、木材等建筑材料還需要設(shè)置防雨設(shè)施和隔潮設(shè)施。

(3) 對于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的建設(shè)垃圾要及時(shí)清運(yùn)，保證施工現(xiàn)場整齊、干凈、衛(wèi)生。

(4) 嚴(yán)格按照公安、消防部門的要求設(shè)置防火設(shè)施，定期對滅火器等防火設(shè)施進(jìn)行檢查，保證防火設(shè)施的使用性能。

(5) 施工便道派專人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證晴雨通車，經(jīng)常清掃、灑水，以防止塵土飛揚(yáng)影響當(dāng)?shù)厝罕娬Ｉ?、生產(chǎn)活動(dòng)。

9 結(jié)束語

經(jīng)過此次處置，此段輸水渡槽運(yùn)行近3年來，再未發(fā)生類似滲漏水事故。事實(shí)證明，此次新技術(shù)、新材料的應(yīng)用對類似問題的解決有一定的借鑒和參考意義。