大型水工構(gòu)筑物滲漏因素分析及施工質(zhì)量控制要點

張新輝

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266000）

0 引言

凈水廠工程中的水工構(gòu)筑物一般采用現(xiàn)澆混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，相對于一般構(gòu)筑物，水工構(gòu)筑物對抗?jié)B漏有很高的要求，建成運(yùn)營后一旦發(fā)生滲漏，將存在修補(bǔ)難度大、修補(bǔ)費(fèi)用高、對居民日常生活影響大等問題。如何在施工前對可能產(chǎn)生滲漏的因素進(jìn)行理論分析，施工中對容易產(chǎn)生滲漏的地方進(jìn)行重點質(zhì)量控制和施工工藝改進(jìn)已引起越來越多施工人員的重視。本文以甘肅天水市某凈水廠工程中的混合絮凝沉淀池為例，分析大型水工構(gòu)筑物滲漏的因素，并提出施工質(zhì)量控制要點。

1 工程概況

甘肅天水市某凈水廠工程主要建設(shè)內(nèi)容為一座地表水處理廠，廠區(qū)內(nèi)設(shè)有格柵間及配水井、混合絮凝沉淀池、氣水反沖洗濾池、清水池、投藥加氯間、污泥濃縮池、自用水泵房等生產(chǎn)構(gòu)（建）筑物。其中，混合絮凝沉淀池集混合、絮凝、沉淀為一體，該工程共設(shè)有2組混合絮凝沉淀池，每組2座，共4座，單座處理能力5.25×104m3/d。每組平面尺寸96m×39.9m，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池壁厚40cm，池壁高6.7m。

2 滲漏因素分析及質(zhì)量控制要點

2.1 地基基礎(chǔ)

池體地基基礎(chǔ)不均勻或地基承載力不滿足要求會導(dǎo)致池壁產(chǎn)生較大的應(yīng)力，從而使池壁混凝土產(chǎn)生貫穿性裂縫。因此，池體位置處的原土地基壓實后不能滿足設(shè)計地基承載力要求時，必須進(jìn)行砂礫換填處理，換填厚度由設(shè)計單位根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘察報告計算確定，砂礫換填厚度一般不小于50cm，宜選用透水性和水穩(wěn)性良好的天然級配砂礫，砂礫中的卵石最大粒徑不宜大于虛鋪厚度的2/3，并不宜大于5cm，壓實機(jī)具一般采用18t振動壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定，一般不少于5遍，邊緣或轉(zhuǎn)角處應(yīng)采用人工打夯機(jī)補(bǔ)夯密實。砂礫換填壓實后必須進(jìn)行地基靜力載荷試驗，試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求后方可進(jìn)行池體墊層施工。

2.2 混凝土質(zhì)量

眾所周知，混凝土質(zhì)量是決定池體滲漏的關(guān)鍵因素之一?；炷林猩笆省㈩w粒級配、粒徑、含泥量不符合要求等因素會直接導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象，從而造成混凝土因干縮過大出現(xiàn)開裂和滲漏。其次，混凝土抗?jié)B等級太低，外加劑用量不當(dāng)或抗?jié)B混凝土配合比不合理也會造成池體混凝土產(chǎn)生開裂和滲漏。因此，池體混凝土施工前必須對混凝土原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，混凝土配合比除符合《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》要求外，還應(yīng)滿足水工構(gòu)筑物混凝土所要求的強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B等級。該工程中混合絮凝沉淀池混凝土強(qiáng)度等級為C30，抗?jié)B等級P選用P6（見表1），使混凝土自身具有良好的密實性，從而符合水工構(gòu)筑物的抗?jié)B要求。

表1 混凝土抗?jié)B等級的規(guī)定

混凝土坍落度是實際施工中判別混凝土和易性好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，如果坍落度太大容易引起拌合物離析，太小混凝土流動性差則會造成施工困難。因此，水工構(gòu)筑物施工中應(yīng)特別重視混凝土的現(xiàn)場坍落度，第一車混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場后通過做現(xiàn)場坍落度試驗測定混凝土拌合物的流動性，并輔以經(jīng)驗評定黏聚性和保水性?；炷撂涠让黠@偏小、和易性差或出現(xiàn)離析現(xiàn)象應(yīng)暫停該車混凝土的使用，并及時通知相關(guān)試驗人員進(jìn)行處理。根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗，一般水工構(gòu)筑物現(xiàn)場混凝土坍落度控制在160～210mm為宜。

2.3 混凝土的澆筑和振搗

混凝土澆筑時分層不合理，模板拼縫不嚴(yán)密造成漏漿，混凝土振搗不密實都是池體滲漏的主要因素。所以，池體混凝土澆筑前應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場施工條件制定嚴(yán)格的質(zhì)量管理制度和技術(shù)保證措施。根據(jù)外界氣溫、混凝土供應(yīng)間歇時間、混凝土澆筑方量、混凝土初凝時間等制定合理的分層厚度，澆筑間歇最長時間應(yīng)按水泥品種及混凝土凝結(jié)條件確定。每次混凝土澆筑施工前，還應(yīng)召開技術(shù)交底會議，詳細(xì)解說施工規(guī)范等，力求將責(zé)任明確到個人。認(rèn)真檢查支架、模板、鋼筋、預(yù)埋件和預(yù)留孔洞等。對于相鄰模板之間存在的拼縫可以通過夾雙面膠帶的方式解決，從而避免模板拼縫處漏漿現(xiàn)象的發(fā)生?；炷翝仓^程中，項目部技術(shù)人員要旁站監(jiān)督，確保落實已制定的混凝土技術(shù)保證措施。單次混凝土澆筑作業(yè)除配備相應(yīng)數(shù)量的施工振搗棒外，還應(yīng)配備2臺備用振搗棒，以避免施工中振搗棒出現(xiàn)故障而造成振搗滯后等。振搗時，每次插入振搗的時間為20～30s左右，目測混凝土不再顯著下沉、不再冒氣泡、表面開始泛漿時停止振搗并緩慢拔出振搗棒。分層澆筑時，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土5～10cm，以加強(qiáng)上下兩層混凝土的結(jié)合。振搗插入前后間距一般為30～50cm，防止漏振[1]。

2.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)同樣也是保證水工構(gòu)筑物施工質(zhì)量的重要因素之一，抗?jié)B混凝土養(yǎng)護(hù)周期一般不少于14d。而實際施工管理中往往忽視了混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性。養(yǎng)護(hù)起始時間過遲，養(yǎng)護(hù)方式不恰當(dāng)，養(yǎng)護(hù)持續(xù)時間短等因素會造成以下后果：

（1）強(qiáng)度達(dá)不到質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)：混凝土澆筑后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，是因為水泥水化作用的結(jié)果，需要以適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

（2）混凝土外表干縮開裂：混凝土養(yǎng)護(hù)不到位會導(dǎo)致其中的水分蒸發(fā)過快，形成脫水現(xiàn)象造成表面干縮開裂；

（3）混凝土內(nèi)部組織疏松：混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，混凝土內(nèi)部不會形成致密的結(jié)構(gòu)；

（4）混凝土抗?jié)B性差：混凝土內(nèi)部疏松、表面不致密導(dǎo)致抗?jié)B水能力顯著下降。

實際施工中因水池中的隔墻較多，對于水池底板的養(yǎng)護(hù)可采用薄層蓄水法養(yǎng)護(hù)，水池池壁可采用延遲拆?；虿鹉：罅⒓丛诔乇谕鈧?cè)懸掛草簾子，設(shè)定專人進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，池壁養(yǎng)護(hù)時間不少于14d，養(yǎng)護(hù)期間始終應(yīng)保持草簾子呈濕潤狀態(tài)。

2.5 伸縮縫的處理

大型水工構(gòu)筑物中伸縮縫的處理不當(dāng)會造成水池嚴(yán)重滲水，止水帶等施工不規(guī)范會為日后的水池抗?jié)B水能力埋下重大質(zhì)量隱患。該工程混合絮凝沉淀池長96m，共設(shè)置3道伸縮縫。施工中必須采取措施來保證伸縮縫處的施工質(zhì)量。

（1）橡膠止水帶原材料質(zhì)量把關(guān)。每批進(jìn)場的橡膠止水帶必須檢查出廠合格證、質(zhì)量檢驗報告等。橡膠止水帶進(jìn)場后必須在現(xiàn)場監(jiān)理工程師的見證下進(jìn)行取樣，并由項目部實驗室委托專門檢測單位進(jìn)行試驗，各項技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢測合格后方可使用。

（2）橡膠止水帶安裝及接頭粘接。橡膠止水帶的安裝必須由熟練人員進(jìn)行安裝。根據(jù)現(xiàn)場水池伸縮縫的位置、平面尺寸、豎向長度確定止水帶的加工長度和形式。橡膠止水帶的接頭由生產(chǎn)廠家定做，現(xiàn)場接頭由經(jīng)培訓(xùn)合格的人員采用電熱法進(jìn)行粘接。止水帶安裝就位后，采用專門的U型固定夾進(jìn)行固定，將止水帶邊緣夾緊后與結(jié)構(gòu)鋼筋固定牢靠，避免在混凝土澆筑時止水帶發(fā)生位移[2]。

（3）伸縮縫處模板的支設(shè)。伸縮縫處支模時必須認(rèn)真研究結(jié)構(gòu)圖紙的平面尺寸和位置關(guān)系，做到止水帶順直居中，封堵模板牢固不變形。

（4）底板伸縮縫處理方法。澆筑混凝土前，在底板伸縮縫頂面豎直放置寬為3cm、高為2cm的木板條。底板混凝土澆筑完畢后，在混凝土初凝后將該木條板取出，以形成整齊的凹槽，從而保證后續(xù)密封膏的施工質(zhì)量。底板伸縮縫的處理示意圖見圖1。

圖1 底板伸縮縫的處理

（5）填置聚硫密封膏。密封膏填置前使用電動鋼絲輪打磨器將縫隙兩側(cè)頂部處的混凝土殘渣打磨平整，用空壓機(jī)、吸塵器將縫隙內(nèi)和兩側(cè)頂部處殘渣、浮灰處理干凈，接縫面必須保持清潔、干燥。施工前還應(yīng)在距離縫隙兩邊1cm處粘貼5cm寬的防護(hù)膠帶，防止施工中多余的聚硫密封膏弄臟構(gòu)筑物表面。配制聚硫密封膏時一定要按照說明書給定的配合比，用手提電鉆將對應(yīng)的白色聚硫密封膏（A組份）和黑色固化劑（B組份）充分?jǐn)嚢杈鶆蛑钡綗o色差為止，攪拌時間一般不少于5min。聚硫密封膏配置量應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際用量綜合考慮，堅持用多少配多少的原則。配置好的聚硫密封膏應(yīng)盡量在2h內(nèi)用完，擱置時間過長，聚硫密封膏會隨擱置時間的延長而增稠，造成其性能降低和施工困難。涂聚硫密封膏時可用灰刀將配制好的聚硫密封膏慢慢嵌入縫道中間，并填平壓實密封處，防止氣泡混入。施工結(jié)束后取下縫隙兩側(cè)的防護(hù)膠帶，24h內(nèi)應(yīng)避免雨水沖淋。聚硫密封膏施工完畢后，應(yīng)對接縫處進(jìn)行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)有漏刮、不平應(yīng)及時修補(bǔ)整齊。聚硫密封膏表干時間為24h，7d后可達(dá)到80%強(qiáng)度，因此在聚硫密封膏未完全固化前要防止雨水侵入而降低其性能。聚硫密封膏施工完成7d以后方可進(jìn)行水池滿水試驗。

2.6 施工縫的預(yù)留及處理

水池施工中，受設(shè)計因素、工況條件、結(jié)構(gòu)間的相互約束，為保證混凝土施工質(zhì)量，不可避免地要留設(shè)施工縫。大型水工構(gòu)筑物的施工縫除滿足觀感質(zhì)量要求外，還要滿足防滲要求。因此水工構(gòu)筑物的施工縫處理工藝應(yīng)更加嚴(yán)謹(jǐn)。施工縫的留置位置不當(dāng)或施工質(zhì)量瑕疵都會引起后期池體的滲漏。

水工構(gòu)筑物常見施工縫形式有凸縫、凹縫、臺階縫、平縫+止水鋼板，其中平縫+止水鋼板施工工藝簡單，抗?jié)B漏效果好，實際應(yīng)用更加廣泛。該工程混合絮凝沉淀池池壁施工縫采用平縫+止水鋼板施工工藝，池壁高度方向共設(shè)兩道施工縫，第一道施工縫留在高出底板表面30cm的池壁上，第二道施工縫留在高出底板表面260cm的池壁暗梁上部。施工縫處所使用的止水鋼板的寬度和厚度必須符合設(shè)計要求，鋼板表面應(yīng)清潔，無銹蝕、麻點或劃痕等缺陷。安裝止水鋼板時兩頭燕尾朝向池壁內(nèi)側(cè)。鋼板止水帶確定水平安裝標(biāo)高后，應(yīng)根據(jù)池壁對應(yīng)標(biāo)高在鋼板止水帶上口拉通線，以保證其上下口平直。由于鋼板止水帶在澆筑混凝土?xí)r受振動易變形，因此鋼板止水帶必須采用鋼筋焊接固定，固定鋼筋時間隔1m左右設(shè)置一個。兩塊鋼板止水帶的接頭應(yīng)采用雙面焊，搭接長度不小于5cm，焊接高度不低于鋼板厚度。焊接完成后應(yīng)認(rèn)真檢查焊縫，不得有裂痕、夾渣、咬邊、燒穿等缺陷。施工中應(yīng)注意對已焊接好的鋼板止水帶進(jìn)行保護(hù)，不亂踩亂踏、不沾染油污，發(fā)現(xiàn)鋼板止水帶位置偏移應(yīng)及時進(jìn)行修復(fù)，保證鋼板止水帶位置正確。施工縫處的前一道混凝土澆筑前，應(yīng)標(biāo)記好混凝土澆筑高度，保證前一道混凝土澆筑面在止水鋼板豎向1/2位置處。施工縫前一道混凝土澆筑24h后，應(yīng)用電鎬將施工縫接觸面層處的浮漿和松動石子鑿除，并用高壓水槍沖洗干凈。后期池壁混凝土支模前，應(yīng)檢查施工縫前一道混凝土沿口處的順直度，若不順直，應(yīng)彈墨線后進(jìn)行切割，確保池壁施工縫側(cè)面上口順直。其次，施工縫上部池壁第一道模板應(yīng)固定在前期預(yù)留的對拉螺栓上，并在施工縫下沿處的池壁上粘貼2cm寬的雙面膠帶以減少模板與池壁之間的縫隙，避免后期混凝土澆筑時底部漏漿造成蜂窩麻面，雙面膠帶粘貼時應(yīng)注意保持順直平行[3]。

2.7 預(yù)留套管及閥門洞口處的質(zhì)量控制

水池土建工程施工中不可避免要為后期的設(shè)備安裝工程預(yù)埋許多預(yù)留套管和閥門。在眾多水池的滿水試驗和后期運(yùn)營中，預(yù)留套管和閥門周邊混凝土出現(xiàn)滲漏的概率往往比較高，而且這些部位一旦發(fā)生滲漏，將存在修補(bǔ)費(fèi)用高，修補(bǔ)難度大等問題。施工前一定要認(rèn)真研究土建施工圖紙和設(shè)備安裝圖紙并進(jìn)行仔細(xì)比對，對預(yù)留套管和閥門的位置、標(biāo)高、平面尺寸進(jìn)行仔細(xì)計算，若發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙不明確、有錯誤應(yīng)及時向設(shè)計單位進(jìn)行反饋，待設(shè)計單位給出明確答復(fù)后再進(jìn)行施工。特別是預(yù)留套管和閥門處的池壁鋼筋需要進(jìn)行割斷處理，設(shè)計師往往會對預(yù)留套管和閥門周圍的鋼筋進(jìn)行專項加強(qiáng)設(shè)計。然而實際施工中，預(yù)留套管和閥門周圍往往存在設(shè)計鋼筋過密導(dǎo)致混凝土中的石子通過困難，混凝土流動性差，振搗棒難以插入等問題，從而造成預(yù)留套管和閥門周圍混凝土出現(xiàn)蜂窩、空洞等現(xiàn)象。因此，實際施工中若發(fā)現(xiàn)設(shè)計鋼筋過密影響混凝土澆筑質(zhì)量等問題，一定要及時反饋給監(jiān)理和設(shè)計單位，待設(shè)計單位對鋼筋進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化后再進(jìn)行施工。實際施工中，預(yù)留套管和閥門周圍混凝土的振搗除配備插入式振搗棒外，還要在模板外側(cè)設(shè)置附著式振搗器進(jìn)行輔助振搗，個別插入式振搗棒振搗困難的地方還需配合人工鋼釬進(jìn)行振搗。如此，就能在施工過程中最大程度地保證預(yù)留套管和閥門周圍混凝土的密實性，從而滿足池體抗?jié)B性能的要求。

3 結(jié)束語

目前，凈水廠中的水工構(gòu)筑物混合絮凝沉淀池已施工完畢，池體混凝土外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)滿水試驗情況良好，無明顯裂縫和滲漏現(xiàn)象?？傊笮退?gòu)筑物施工必須結(jié)合現(xiàn)場實際，加強(qiáng)對抗?jié)B環(huán)節(jié)的施工管理，遵循混凝土自身抗?jié)B為主，其余方法為輔的原則，明確施工中的質(zhì)量控制要點，采取有針對性的技術(shù)措施來保證水工構(gòu)筑物的施工質(zhì)量，以滿足水工構(gòu)筑物的設(shè)計結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗?jié)B漏要求。