大体积混凝土结构试验水池抗渗施工质量控制

杨德慧

中船第九设计研究院工程有限公司 上海 200063

大体积混凝土结构试验水池施工在船舶系统内的工程中较为常见。大型试验水池，结构复杂，工程量大，预埋管数量众多，抗渗性能要求较高，且具有单次浇筑混凝土的体积大、施工时间长、作业人员多等特点。因此施工管理和作业人员必须采取具有针对性的施工质量控制方法，以提高抗渗施工质量[1-4]。

通过对已完工试验水池渗漏问题的调研分析，明确主因，制订对策，在新建大体积混凝土结构试验水池中较好地解决渗漏问题，可大幅度减少后期的维修费用，延长水池自身使用寿命，为建设单位的生产运营创造有利条件。

1 类似工程调研分析

对已浇筑成形的某大型试验水池进行施工情况调研，通过对比得知被调查水池上部区域与目标水池结构相同，池壁厚度相似，使用环境相近，为同一家设计院设计，有较大参考价值。

该水池竣工后蓄水过程中发现大量渗水点，经后期堵漏处理后仍有部分渗水点无法根治，目前运营期间每天渗水量逾3 m3，对后续使用维护带来很大不便。对该试验水池顶口12 m之内的墙体渗水问题进行分类统计，抽查了50 m范围，其中找出了107处质量缺陷，平均每100 m2渗水点达到7.2个。最易发生水池渗水的部位依次为裂缝、对拉螺栓处和止水钢板连接点，累计频率达到93.46%。

2 水池渗漏原因分析

2.1 质量因果分析

围绕裂缝、对拉螺栓孔、止水钢板连接点等3个主要症结及其组合形式渗水问题，结合现场情况，从人、机、料、法、环、测等方面进行因果分析得出如下末端因素：

1）裂缝渗漏：温度裂缝、应力裂缝、混凝土配合比缺陷、养护不到位、不均匀沉降。

2）对拉螺栓处渗漏：止水片缺陷、混凝土不密实。

3）止水钢板连接点渗漏：接缝焊接质量差、安装工艺缺陷、固定不牢。

2.2 主要部位渗漏要因分析

针对裂缝 、对拉螺栓处和止水钢板连接点3个主要渗漏部位所涉及的10项末端因素进行要因分析，如表1所示。

3 实例验证

3.1 工程概况

某试验水池内径尺寸长度为50 m，宽度为12 m，深度为12 m, 底板顶面标高-3.00 m，水池底板厚度2 m，总容积7 200 m³，混凝土强度等级C30、抗渗等级P8。水池池壁为钢筋混凝土悬臂式结构，池壁顶部厚度0.70 m，底部厚度1.80 m。施工按照池壁高度，以3 m为一个施工段。

表1 渗漏要因分析

3.2 防渗漏对策实施

普通大体积混凝土抗渗等级低，使用过程中水压较小。而水池大体积混凝土抗渗等级高，水池侧壁作为悬臂结构，施工过程中浇筑难度较大，若不进行工艺改进，水池渗水现状无法得到解决提升，对本工程而言无疑是致命的缺陷。

由于工程工期较紧，水池部分为整个工程施工进度的关键线路，后续试水、检查、修补、二次试水的难度大、周期长，会直接影响全项目交付时间，对建设单位正常生产计划造成直接影响，后续损失不可估量。

组织对水池施工图纸全面梳理，熟悉图纸，指导施工，整理图纸会审资料，以及其他会议资料、以往类似工程总结资料等，总结施工可能遇到的难点和重点，针对前述分析的渗漏要因及非要因，制订并实施了相应对策。

3.2.1 止水钢板接缝焊接质量差

止水钢板焊接由对接改为搭接，搭接长度大于100 mm，接口处逐条满焊，浇筑前对焊缝质量进行专项检查，确保焊缝饱满；2道止水钢板搭接区域错位放置，每0.5 m设置1道，双向固定在两侧主筋上和对拉螺杆上；混凝土浇筑过程中，派专人对混凝土浇筑进行旁站监督，保证浇筑振捣过程不破坏焊缝。

3.2.2 止水钢板安装工艺缺陷

对竖向施工段施工缝设置止水钢板时，水平段由原来设置1道止水钢板对接焊接改为设置2道止水钢板并进行搭接围焊；拐角处止水钢板由原来对接焊接改为选用带直角弯头的止水钢板。

3.2.3 温度裂缝

大体积混凝土中水泥含量较高，而水泥水化释放的热量会导致较大的温度变化，进而引起混凝土收缩。为此，在征得设计人员同意的前提下，合理降低水泥使用量。在施工时，严格控制混凝土入模温度，对混凝土拌和过程进行监控，要求采用低温冷水搅拌，控制入模温度≤25 ℃；浇筑前预埋温度传感器，对池壁各阶段进行温度监控，确保入模前后混凝土的升温值＜50 K，混凝土块体的里表温差＜25 K ，混凝土表面与大气温差＜20 K，混凝土降温速率＜4 K/d。待混凝土浇筑完成后表面凝固时，安排技术人员每隔2 h测温1次，同时做好测温记录表，如水化热温度超过60 ℃则必须采取降温措施。

3.2.4 养护不到位

48 h采取整体带模保温，竖向模板淋水降温，混凝土外露上表面洒水盖膜养护，以薄膜内有凝结水为佳；密切注意天气情况，如遇大风天气，用重物压住薄膜，防止混凝土表面水分散失过快；48 h后采取松动模板在模板间隙灌水养护，7 d后敷棉毡洒水养护；为保证混凝土的水分不流失太快，同时达到养护混凝土的效果，池壁模板拆除时间为混凝土浇筑完成后14 d。

3.2.5 对拉螺杆止水片缺陷

对拉螺栓安装前注意应将铁件表面的油污、锈蚀清理干净，对拉螺杆止水片由1道改为3道并采用双面满焊，同时需将焊渣清理干净，确保止水片与螺杆间无漏水点。

3.2.6 次要因素质量控制

1）现场通过岗位培训、岗位责任制和奖惩制度及完善技术交底制度对操作班组进行考核，确保工人熟练掌握操作要点。

2）加强原材料控制，根据设计要求，选择满足现场施工要求的混凝土原材料及配合比；每次浇筑时，要求预拌混凝土供应商附带混凝土级配单、混凝土出厂合格证、混凝土拌制各种材料的质量保证书和复试报告。每次浇筑混凝土时，进行现场试验、取样，控制混凝土坍落度。

3）浇筑过程中根据对拉螺杆分隔区域进行逐格振捣，保证螺杆处混凝土密实。

4）止水钢板标高定位准确，保证混凝土完成面在止水钢板一半位置，上层混凝土浇筑前对钢板上水泥浆进行全面清理。

5）水池试水前编制专项试水方案，并按规范和方案要求进行试水前的各项准备工作，对水池进行全过程沉降观测，执行水池分级蓄水计划，试水时严格按照规范要求进行注水、停滞、观测、再注水、再观测，直至满足要求。

3.3 抗渗效果

水池施工前，组织了施工现场提高水池抗渗质量专题会，专题讨论施工方案，将上述抗渗措施因地制宜地编入具有较强操作性的施工方案之中，并在施工过程中严格监督。施工完成后，对已完成的水池结构进行注水满载全面检查，渗漏点数共计28处。

通过以上的检查可以发现，在采取措施解决了裂缝、对拉螺栓、止水钢板连接点等主要渗漏因素后，该水池平均每100 m2渗漏点数为1.8个，对比调研水池每100 m2渗漏点数7.2个的数值，该水池的抗渗质量效果明显增强。

4 结语

随着造船工业的持续发展，各类新船型不断涌现，对于大体积混凝土结构试验水池的需求日益增长。而大体积混凝土结构水池自身的特点使得渗漏现象多发，施工难度较高，对施工过程中的技术措施提出了更高的要求。经过调研分析论证，影响大体积混凝土结构水池渗漏的问题症结在于裂缝、对拉螺栓 、止水钢板连接点，对这三方面加强质量控制是提高水池抗渗质量的控制关键点，通过改进施工工艺、加强施工质量、控制温差、把好材料关等措施可以有效改进抗渗质量。后续可继续从材料特性入手，运用科学化的计算机分析手段，研究更加有效并便于施工的抗渗技术措施，使大体积混凝土结构水池的抗渗性能再上一个台阶。