供水箱涵伸縮縫防滲漏處理方案和施工工藝分析研究

摘要：深圳市東江水源工程，由于運(yùn)行時(shí)間長，部分供水箱涵伸縮縫表面出現(xiàn)不同程度的鼓包、開裂和滲漏水現(xiàn)象，影響供水箱涵結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行?；诖?，詳細(xì)分析供水箱涵伸縮縫缺陷問題對東江水源工程供水安全的影響，同時(shí)制訂了伸縮縫防滲漏處理方案和施工工藝，通過對供水箱涵伸縮縫防滲漏的施工處理和做好預(yù)防措施，較好地解決了伸縮縫縫口止水密封材料老化、破損、脫落、縫內(nèi)填料缺失、局部滲漏等缺陷問題，使供水箱涵的止水效果好，耐久性更好，使用壽命更長，提高水資源集約節(jié)約利用水平，確保東江水源工程沿線輸水管線安全運(yùn)行，為今后供水箱涵伸縮縫修繕提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：供水箱涵伸縮縫防滲漏處理方案施工工藝

中圖分類號(hào)：TU753

AnalysisofLeakagePreventionTreatmentPlanandConstructionTechnologyforExpansionJointsofWaterSupplyBoxCulverts

FANZupeng

ShenzhenDongjiangWaterSourceEngineeringManagementOffice，Shenzhen，GuangdongProvince，518036China

Abstract：DuetothelongoperationtimeoftheDongjiangWaterSourceProjectinShenzhen，somewatersupplyboxculvertshaveexperiencedvaryingdegreesofbulging，cracking，andleakageonthesurfaceofexpansionjointsinsomewatersupplyboxculverts，whichaffectsthesafeoperationofthewatersupplyboxculvertstructure.Basedonthis，thearticleprovidesadetailedanalysisoftheimpactofexpansionjointdefectsinthewatersupplyboxculvertonthewatersupplysafetyoftheDongjiangWaterSourceProject.Atthesametime，aleakagepreventiontreatmentplanandconstructiontechnologyforexpansionjointshavebeenformulated.Bycarryingoutconstructiontreatmentandpreventivemeasuresforleakagepreventionintheexpansionjointsofthewatersupplyboxculvert，theproblemsofaging，damage，detachment，missingfillingmaterialsinthejoints，andlocalleakageofthesealingmaterialattheexpansionjointmouthhavebeenwellsolved.Ithasimprovedthewaterproofingeffect，durability，servicelifeofthewatersupplyboxculvert，andenhancedwaterresourceintensiveandeconomicalutilizationlevel，ensuresthesafeoperationofwatertransmissionpipelinesalongtheDongjiangWaterSourceProject，providingtechnicalsupportfortherepairofexpansionjointsinthewatersupplyboxculvertinthefuture.

KeyWords：Watersupplyboxculvert;Expansionjoints;Antileakage;Treatmentplan;Constructiontechnology

東江水源工程?hào)|起惠州市惠城區(qū)水口鎮(zhèn)廉福地，西至深圳市西麗水庫、鐵崗水庫，整個(gè)工程橫跨惠州市2個(gè)區(qū)和6個(gè)鎮(zhèn)，深圳市7個(gè)區(qū)和12個(gè)街道，供水管網(wǎng)全線總長約105.8km，以“長藤結(jié)瓜”的形式橫穿深惠兩地。東江水源工程總投資42億多元，設(shè)計(jì)水平年為2001年，最大輸水流量為30m3/s，設(shè)計(jì)總供水量為7.2億m3/a，供水保障率達(dá)97%，工程運(yùn)行至今已20多年，累計(jì)供水100多億m3。

該工程供水箱涵全線16.3km，占輸水主干線的15%。根據(jù)箱涵的運(yùn)行情況，分為有壓箱涵和無壓箱涵。壓力箱涵包括平潭壓力箱涵、馬安壓力箱涵、永湖壓力箱涵、大工業(yè)區(qū)支線箱涵。無壓箱涵包括坪山箱涵、長嶺皮箱涵。根據(jù)東江水源工程供水箱涵的運(yùn)行工況及外部環(huán)境，可以分為常規(guī)箱涵和江底箱涵，常規(guī)箱涵主要承受地下外水壓力、內(nèi)水壓力及土壓力，江底箱涵主要承受箱涵的內(nèi)水壓力、江河外水壓力。箱涵伸縮縫縫間止水主要采用Ⅰ型止水、Ⅱ型止水、Ⅲ型止水和Ⅳ型止水4種型式，Ⅰ型、Ⅱ型兩種止水均在墻體內(nèi)設(shè)特制橡膠止水帶止水，縫間填料采用厚度30mm的浸瀝青松木板材料。Ⅲ型止水和Ⅳ型止水在墻體內(nèi)設(shè)置紫銅止水片。

該工程供水箱涵伸縮縫修繕主要建設(shè)內(nèi)容是對平潭壓力箱涵、馬安壓力箱涵、永湖壓力箱涵、坪山箱涵、大工業(yè)區(qū)支線箱涵、長嶺皮箱涵共1004條，全長14698.4m的伸縮縫滲漏、破損、鼓包等問題進(jìn)行施工處理[1]。

1對東江水源工程供水安全的影響分析

1.1伸縮縫止水結(jié)構(gòu)破損危害供水安全

因止水結(jié)構(gòu)破損導(dǎo)致供水箱涵伸縮縫出現(xiàn)破壞，造成供水水量損失或水質(zhì)污染，甚至發(fā)生局部滲漏，將不得不采取緊急措施，進(jìn)行停水檢修。任何一次非計(jì)劃實(shí)施的停水檢修，都將中斷東江水源工程的正常連續(xù)供水，必然對社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。由此可見，雖然短期內(nèi)集中處理大量破損、鼓包等情況的伸縮縫需要耗費(fèi)的金額較大，但是若不盡快對箱涵伸縮縫進(jìn)行修繕處理，將加大東江水源工程持續(xù)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，增大沿線因滲漏造成的水量損失，增加工程運(yùn)行維修費(fèi)用，不得延長停水檢修工期等，對整個(gè)工程的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)也會(huì)影響整個(gè)深圳市的用水安全。

1.2伸縮縫破損影響供水箱涵結(jié)構(gòu)安全

止水材料破損進(jìn)一步?jīng)_刷伸縮縫，導(dǎo)致填縫材料逐漸破損流失，加大伸縮縫的破壞[2]。止水帶發(fā)生破損后，無法與混凝土進(jìn)行緊密結(jié)合，這樣容易造成通道滲水或漏水，若不及時(shí)采取處理，通道裂痕就會(huì)越來越大，最終將會(huì)導(dǎo)致箱涵發(fā)生斷裂，使得混凝土產(chǎn)生開裂、龜裂、露筋等問題將會(huì)不斷涌現(xiàn)，且進(jìn)一步影響箱涵的耐久性與箱涵結(jié)構(gòu)的安全性。

1.3伸縮縫破損影響供水工程外部環(huán)境

供水箱涵出現(xiàn)滲漏缺陷，其主要原因是伸縮縫存在止水帶老化破損、外部止水膠板老化開裂、填縫材料脫落等現(xiàn)象[3]。隨著時(shí)間的推移，這種老化現(xiàn)象會(huì)越來越多，導(dǎo)致伸縮縫滲漏。箱涵出現(xiàn)滲水情況后，內(nèi)水外滲還會(huì)形成滲水通道，導(dǎo)致水土大量流失，帶來一系列的地面塌陷、建筑物地基破壞等附屬問題，還對國家和人民的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)造成一定損失，同時(shí)也對社會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。

2伸縮縫防滲漏問題主要施工方案

2.1常規(guī)壓力箱涵伸縮縫施工方案

常規(guī)壓力箱涵伸縮縫防滲漏處理過程中將搭設(shè)高度4m的雙排防護(hù)腳手架，止水方案示意圖如圖1所示。

常規(guī)壓力箱涵伸縮縫施工工藝流程如下。

（1）清理底板積水，底板沿伸縮縫兩側(cè)各1.5m位置搭設(shè)圍堰，保持底板伸縮縫表面干燥。（2）伸縮縫表面45cm范圍內(nèi)打磨干凈，并將存在破損和脫落的基材全面清除。（3）剔除伸縮縫內(nèi)木板，同時(shí)用電錘開槽，其深度一定要大于60mm，然后內(nèi)部用快速堵漏劑進(jìn)行臨時(shí)堵水約20mm，接著再利用化學(xué)灌漿實(shí)施第一道止水。（4伸縮縫混凝土表面及縫槽內(nèi)要進(jìn)行二次打磨處理，及時(shí)清洗干凈之后再快速烘干，接著涂刷上2mm厚的防滲型SK手刮聚脲在混凝土表面及縫槽內(nèi)[4]，再涂刷上潮濕型界面劑E涂層，然后再將高彈性嵌縫砂漿材料回填到縫槽中。（5）伸縮縫混凝土表面涂刷兩遍寬度大于單組分聚脲范圍兩側(cè)各100mm的潮濕型界面劑E，每遍涂刷厚度要求應(yīng)做到薄而均勻，不得出現(xiàn)涂漏現(xiàn)象。（6）聚脲涂刷。待界面劑表面完全烘干后再將厚度為250mm的SK抗沖磨型手刮聚脲材料，還有厚度為150mm的粘貼胎基布材料各進(jìn)行涂刷1遍，然后選擇柔性抗沖磨的防滲材料再進(jìn)行涂刷3遍，謹(jǐn)記涂刷厚度一定要大于5mm。要求聚脲涂刷均勻，每次涂刷需要一次性成型，不可以來回進(jìn)行涂刷，防止出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。（7）最后聚脲涂刷工序全部完畢后，只需進(jìn)行常溫養(yǎng)護(hù)即可，且24h內(nèi)不得浸水。

2.2江（河）底壓力箱涵伸縮縫處理方案

西枝江底壓力箱涵伸縮縫處理過程中將搭設(shè)高度4m的雙排防護(hù)腳手架，止水方案示意圖如圖2所示。

江（河）底箱涵伸縮縫施工工藝流程如下。（1）圍堰導(dǎo)水：先做圍堰、排水，并設(shè)置導(dǎo)水管，保證施工及養(yǎng)護(hù)期間作業(yè)面的干燥。（2）基面處理：拆除破壞的止水膠板和原有殘舊的錨固螺栓等材料，并將表面兩邊350mm范圍全部進(jìn)行清理打磨。（3）鑿槽：沿伸縮縫鑿槽，槽深約60mm，寬約30mm，清洗干凈。（4）磨槽：按200mm的寬度用云石機(jī)切割磨槽，其切割深度控制在2～3mm。（5）基面修補(bǔ)：遇到混凝土表面松脫或滲坑時(shí)，應(yīng)及時(shí)對基面局部進(jìn)行修繕處理，確?；婊炷撩鲀粽麧?。（6）鉆孔：用沖擊鉆打孔，按200mm間距安裝M12膨脹螺栓。（7）化學(xué)灌漿止水：先利用20mm厚的快速堵漏劑填充在縫槽內(nèi)進(jìn)行封縫；再沿伸縮縫兩端鉆孔實(shí)施化學(xué)灌漿，止水后一定要維持縫槽干燥。若滲水量很大，則需在伸縮縫兩側(cè)布置輸水管將水排出，然后再進(jìn)行一道化學(xué)灌漿止水。（8）伸縮縫混凝土表面及縫槽內(nèi)要進(jìn)行二次打磨處理，及時(shí)清洗干凈之后再快速烘干，接著涂刷上2mm厚的防滲型SK手刮聚脲在混凝土表面及縫槽內(nèi)，再涂刷上潮濕型界面劑E涂層，然后再將高彈性嵌縫砂漿材料回填到縫槽中。（9）伸縮縫混凝土表面涂刷兩遍寬度大于單組分聚脲范圍兩側(cè)各100mm的潮濕型界面劑E，每遍涂刷厚度要求應(yīng)做到薄而均勻，不得出現(xiàn)涂漏現(xiàn)象。（10）聚脲涂刷：待界面劑表面完全烘干后再將厚度為250mm的SK抗沖磨型手刮聚脲材料，還有厚度為150mm的粘貼胎基布材料各進(jìn)行涂刷1遍，然后選擇柔性抗沖磨的防滲材料再進(jìn)行涂刷3遍，謹(jǐn)記涂刷厚度一定要大于5mm。要求聚脲涂刷均勻，每次涂刷需要一次性成型，不可以來回進(jìn)行涂刷，防止出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。（11）鋼板錨固：聚脲表面錨固5mm厚不銹鋼板壓條，兩側(cè)鋼板壓條中間伸縮縫部位間距L1=10mm[5]。（12）最后聚脲涂刷工序全部完畢后，只需進(jìn)行常溫養(yǎng)護(hù)即可，且24h內(nèi)不得浸水。

2.3伸縮縫表面涂刷出現(xiàn)鼓包的處理措施

該工程供水箱涵運(yùn)行多年，不可避免的會(huì)發(fā)生伸縮縫聚脲涂層出現(xiàn)局部鼓包、開裂以及破損的情況，其具體的預(yù)防及處理措施如下。（1）伸縮縫兩側(cè)混凝土打磨寬度要由25cm增加到45cm，保證界面劑的寬度大于表層聚脲寬度10～20cm，增大繞滲面積，減少伸縮縫兩側(cè)混凝土的繞滲。（2）界面劑選擇能適應(yīng)潮濕環(huán)境的潮濕型界面劑，界面劑涂刷兩遍，保證界面劑的厚度和均勻性。（3）對伸縮縫兩側(cè)不密實(shí)的混凝土表面采用環(huán)氧高強(qiáng)膩?zhàn)舆M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，增強(qiáng)伸縮縫周邊混凝土的強(qiáng)度。（4）將伸縮縫表面的聚脲涂層厚度由4mm增加到5mm。（5）聚脲的抗拉強(qiáng)度由15MPa提高到20MPa，聚脲的硬度由邵A50提高到大于邵A80。（6）盡可能延長聚脲涂層養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證聚脲與混凝土之間有足夠的粘接強(qiáng)度后再通水（養(yǎng)護(hù)5d以上）。（7）施工過程中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，對施工作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，嚴(yán)格按照每一道工序工法施工，杜絕施工中出現(xiàn)的質(zhì)量隱患。

3結(jié)語

本文通過對防滲漏破損對東江水源工程供水安全和箱涵安全的影響分析，同時(shí)提前做好對供水箱涵伸縮縫防滲漏的止水方案和處理措施，及時(shí)消除安全隱患，保障箱涵結(jié)構(gòu)安全，從而進(jìn)一步提高東江水源工程渠系的水利用系數(shù)，提高伸縮縫的止水效果，提升供水箱涵的耐久性，做到合理開發(fā)利用水資源，有效保障深圳市的城市供水安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]何勇，傅柯.某輸水渡槽伸縮縫漏水防滲處理及施工工藝[J].西北水電，2023（1）：55-58，95.

[2]湯涌.水利工程施工中渠道防滲技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，12（21）：157-160.

[3]焦文娟李超.水利工程渠道的防滲漏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].地下水，2021，42（4）：286-288.

[4]石菊，葛坤，褚峰.淺談混凝土輸水箱涵施工：以南水北調(diào)中線一期工程天津干線為例[J].中國水利，2019（8）：37-40.

[5]蔡洪志.水工建筑物中應(yīng)用紫銅止水片防滲漏問題探討[J].河南水利與南水北調(diào)，2023，52（5）：64-65.