新型防渗止水型式的设计与施工方法

汪亚军，徐 丽，肖桂雨

(1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000；2.江苏路翔交通工程有限公司，江苏 南通 226500)

在闸室闸墙施工过程中，考虑结构物混凝土浇筑方量大，易产生温度裂缝等，常常将轴线较长的闸墙沿其长度方向设置结构缝分为若干分段。结构缝将构筑物分成若干独立部分，缝内多采用填充聚乙烯闭孔泡沫板以适应水平方向的伸缩[1]。同时在结构缝处往往多设置止水铜片以解决防渗止水问题[2]。这种单一止水铜片受砼温度收缩、地基不均匀沉降影响，使得止水铜片易发生断裂，直接降低止水铜片在结构缝之间的防渗止水效果[3]。

在屋面防水问题上[4]，工民建筑采用的沥青防水卷材[5]取得成功，但该措施多用于屋面水平方向的防水，对于防水卷材在水利工程的应用，以及竖向防水闸墙应用未见报道。

本文在优化传统止水铜片制作工艺的基础上，迎水面结构缝位置嵌灌双组份聚硫密封胶，背水面增设沥青做涂层加铺防水卷材。由双组份聚硫密封胶、止水铜片、防水卷材筑成多道防渗止水屏障。水利工程蓄水验收，闸室段保水性能优越、闸墙墙后防渗止水效果显著。

1 防渗止水工作机制

首先，利用双组份聚硫密封胶与混凝土、聚乙烯闭孔泡沫板粘结性好，抗腐蚀性强等特点，有效填补结构缝的同时，仍发挥良好的密封效果，形成防渗止水的第一道屏障；其次，止水铜片[6]利用纯铜在空气中发生氧气反应，Cu2O在铜表面形成保护膜，表层Cu2O在水中溶解氧的作用下部分氧化成CuO，因此铜表面存在双层氧化物保护膜，内层Cu2O，外层CuO，两者均很难跟弱酸弱碱发生反应，止水铜片防腐蚀能力很强。嵌入混凝土的止水铜片延展性强于铁片，较好的适应混凝土形变，有效形成防渗止水的第二道屏障；第三，沥青涂层可以很好的作为防水卷材与混凝土的粘结剂[7]，利用防水卷材不脆裂、不透水、抗老化、耐疲劳、韧性强的特点[8]，形成防渗止水的第三道屏障。

2 新型防渗止水设计

关于新型防渗止水设计，具体参照新型防渗止水型式结构示意图(如图1所示)、闸墙应用横剖面典型示意图(如图2所示)，各独立段混凝土浇筑块之间设置2cm的聚乙烯闭孔泡沫板②，可有效降低大体积混凝土浇筑裂缝的产生，在混凝土内表面侧嵌灌双组份聚硫密封胶①，可很好的与混凝土粘接，同时起到嵌缝止水的作用。泡沫板中部采用U型槽④热沥青填实密实，U型槽便于沥青成形，在一定程度上可阻止铜片空腔发生变形，内部填充的柔性沥青可适应一定变形。止水铜片③牢固可靠的固定于结构缝之间，避免移位、变形、撕裂，混凝土振捣时振动棒不可接触止水铜片，防止损伤止水铜片。

图1 新型防渗止水型式结构示意图(单位：mm)

图2 闸墙应用横剖面典型示意图(单位：mm)

防水卷材⑥涂层采用改性沥青⑤，沥青摊铺前应保持防水基面干燥、平整、无反砂及尖利物。用液化气喷枪枪火移动烘烤粘接面，粘接防水卷材⑥时保持平顺，紧贴基面，避免出现褶皱或空鼓，可迅速采用脚推卷粘接，或压辊压实。

3 施工工艺与工程实例

目前该新型防渗止水施工工艺已应用于衢江航运安仁铺水利枢纽工程、塔底船闸工程，同时已发表并授权实用新型专利1篇，公开号：CN207582517U，在审发明专利1篇，公开号：CN107653914A。为有效推广新型防渗止水工艺应用，结合衢江航运安仁铺水利枢纽工程展开施工工艺介绍。

安仁铺枢纽工程位于衢州市衢江已建的塔底水利枢纽下游约8km，衢江区境内上山溪上游约450m处，是衢江干流六级开发中的第二级枢纽。工程由船闸、泄洪闸及发电厂房等建筑物组成，船闸按四级航道通航标准设计，泄洪闸共设29孔×14m，电站装机容量为16MW，多年平均发电量为5966万kW·h。枢纽工程为Ⅲ等工程，主要建筑物等级为3级。

3.1 工艺流程图

新型防渗止水施工主要工艺流程如下：止水铜片制作(一次冲压成型)→止水铜片安放、固定→单段混凝土浇筑→聚乙烯闭孔泡沫板固定→相邻段混凝土浇筑→混凝土拆模→摊铺防水卷材→嵌灌双组份聚硫密封胶等。新型防渗止水施工工艺流程图如图3所示。

图3 新型防渗止水施工工艺流程图

3.2 施工要求

(一)聚乙烯闭孔泡沫板厚度应与施工图纸结构缝一致，施工中保持防水卷材与止水铜片等宽，沥青基面单侧宽5cm。

(二)为保证新型工艺防渗止水性能，严格控制材料质量，及时提供双组份聚硫密封胶，聚乙烯闭孔泡沫板，止水铜片，防水卷材等材料检测报告，必要时实行抽检、平行检查。

(三)严格按照工艺标准化流程，规范相关要求、设计技术说明指导施工。

(四)编制新型防渗止水施工方案，明确施工要点，组织技术交底[9]。

3.3 施工方法及质量控制方法

3.3.1施工准备

(1)止水铜片、防水卷材等材料进场后，项目部组织技术人员、质检员及施工负责要对材料数量、质量按照设计图纸及施工图纸再次熟悉并进行技术交底工作，并对进场施工材料进行质量验收，合格后方可使用。同时加强仓库保管，施工期严格按照施工图纸和工艺流程施工。

(2)浇筑模板安装完毕，及时组织钢筋、止水铜片隐蔽验收，确保止水铜片位置准确，固定牢靠。

(3)测量放线：将闸墙标高控制线、迎水面纵轴线控制线等按施工测量要求准确放样。

3.3.2施工作业

大体积混凝土浇筑需将浇筑段分若干独立段，各段间设水平与垂直止水铜片，止水铜片鼻梁与翼缘冲压装置尺寸满足规范要求，两者一次冲压而成，避免鼻梁与翼缘先后冲压造成止水铜片材料损伤，止水铜片冲压成型如图4所示。止水铜片采用搭接焊接，焊接时应采用紫铜焊条焊接。气焊应预热，预热温度范围400～500℃，水平铜片与垂直铜片交接处，搭接长度应不小于70mm。确保水平与垂直铜片交接处不渗漏，焊后利用煤油浸润24h，观察焊缝的严密性，确保无渗漏，止水铜片焊缝检验如图5所示。

图4 止水铜片冲压成型

图5 止水铜片焊缝检验(煤油做介质)

止水铜片在混凝土浇筑前，应充分检查其是否牢固可靠，作为隐蔽工程予以验收，止水铜片固定与复核如图6所示；止水铜片在混凝土浇筑振捣时，振捣棒不能触及止水铜片，保持30cm距离。砼浇筑人员加强止水铜片周边平仓振捣，防止骨料集中与欠振，U型槽严禁堵塞以免影响沥青灌入。止水铜片在单段混凝土浇筑完成后，一半浇筑于混凝土，一半暴露于相邻工作面，需尽快将泡沫板钉牢完成相邻段混凝土浇筑。墙内止水铜片布置如图7所示，相邻仓混凝土浇筑示意图如图8所示。需要注意的是，混凝土浇筑过程中，应安排木工进行全过程值班，注意检查止水铜片变形偏移情况，如有偏移，及时予以纠正，确保施工质量。

图6 止水铜片固定与复核

图7 墙内止水铜片布置图

图8 相邻仓混凝土浇筑示意图

整个施工段完成后，再对分缝面进行防水卷材铺设防水卷材铺设时，确保工作面平整、干燥、无反砂及尖利物[10]。沥青熔融后，立即展开锡纸铺盖，以免影响粘接效果，降低防水性能。新型防水型式现场布置图如图9所示。

3.3.3拆模与养护

闸墙混凝土强度达到1.21MPa时，可以拆除模板。拆模后要避免止水铜片长时间暴晒、裸露，及时组织邻仓混凝土浇筑。混凝土浇筑完成后，标准养护时间为28d。

3.3.4质量控制方法

3.3.4.1基本要求

(1)控制进场材料质量，完成相关材料报验。

(2)模板安装要求：角度方正，必须垂直，位置标高正确，止水铜片位置准确，牢固可靠。

(3)必须保证左右邻仓接槎顺直，不错台，不漏浆。

(4)浇筑的混凝土强度、保护层厚度、表面平整度达标。

3.3.4.2质量标准

(1)止水铜片加工、安装质量标准见表1，物理力学指标见表2。

表1 止水铜片加工、安装质量标准

表2 止水铜片物理力学指标

(2)防水卷材材料性能见表3。

表3 防水卷材材料性能

4 结语

本文主要阐明止水铜片安装，加铺防水卷材，嵌灌双组份聚硫密封胶组合施工工艺，设计了新型防渗止水组合型式，归纳新型防水型式施工工艺流程，结合安仁铺枢纽工程明确施工要求和质量控制标准。丰富了船闸、大坝、水闸等水工构筑物的闸墙、闸墩、挡墙、坝面等防渗止水措施。进一步推广新型防渗止水工艺在水利工程及相关领域应用。