谈引黄调水大刘家渡槽伸缩缝防渗施工
2022-07-12侯彩云武守猛袁丰武
侯彩云,武守猛,袁丰武
(1.山东创元水务有限公司,山东 济南 250132;2.山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心,山东 济南 250100)
大刘家渡槽跨越莱州市境内大刘家河,位于虎头崖镇庄头村东200 m,输水渠设计桩号65+625~66+131处。渡槽长506 m,设计流量19 m3/s,加大流量24.7 m3/s,槽身设计比降1/2 000,槽身混凝土设计强度C50,抗渗等级W6,抗冻等级F200,钢筋保护层厚度30 mm。进口设节制闸,槽身为简支梁式预应力混凝土箱形结构,单跨跨度25 m,共18跨,槽身净宽4.50 m,净深3.15 m,底梁宽0.6 m,高1.0 m,沿底板每隔4.50 m设一道底肋,底肋宽0.5 m,高1.0 m,槽身底板厚0.30 m,侧立板厚0.40 m,顶板厚0.20 m;在渡槽两端支座处加大端梁断面尺寸,端梁宽0.6 m,高1.30 m。大刘家渡槽2005年建成,2018年完成通水验收,2011年、2013年分两阶段完成综合调试和试通水,2015年起实施应急抗旱调水以来,工程运行经济效益、社会效益显著。
1 伸缩缝渗漏原因分析
大刘家渡槽在输水运行过程中,出现过侧壁、底部伸缩缝渗水漏水现象。经现场调研发现,渡槽伸缩缝问题主要表现为混凝土外表碳化、剥落、渗水漏水较为严重。渗漏原因分析:一是伸缩缝止水、填料等止水材料长期处于自然运行条件下受到侵蚀破坏,止水橡皮条年久老化造成延展性差;二是施工过程中可能存在的质量把控不严等缺陷问题,导致整体伸缩缝止水结构难以满足设计及运行需要,使其失去部分封水止水功能,从而导致伸缩缝位置渗漏比较严重,缩短了使用寿命。
2 伸缩缝维修方案
经查阅资料及现场调研,渡槽伸缩缝原有预埋螺栓为碳钢材质,运行多年锈蚀严重、强度降低,无法再次利用,原有伸缩缝结构整体需要进行拆除更换。针对渡槽伸缩缝存在的问题,编制符合伸缩缝实际的维修方案,借鉴山东省其他水利工程维修经验,维修中使用了CRETO系列产品中的RMO柔性修复剂。
1)将原有老化脱落的橡胶止水带拆除,清除原伸缩缝中的填充物10 cm,割除原有预埋螺栓,清理伸缩缝两侧混凝土基面,并用机械打磨平整。每20 cm埋设一根M14不锈钢化学螺栓,根据钢板螺孔位置确定螺栓预埋和橡胶带开孔位置,定位误差小于2 mm,避免橡胶止水带发生褶皱;折点及圆弧段,钢板螺栓孔采用长条孔,便于钢板调整安装。螺栓施工必须严格控制质量,用空压机将孔内粉尘清除干净,避免早期扰动。施工前,应在现场做锚栓试验,以充分检验承载能力,验证荷载、埋设间距等技术参数,用于指导施工。
2)在伸缩缝中新填充深3 cm的盘根密封材料,捣实挤密。为保证填充质量,采用细料多次填充的方法捣实。
3)在伸缩缝中新填充深5 cm的遇水膨胀止水条。如伸缩缝不齐整,应用沥青麻丝填充缝隙,严禁切割填补止水条,容易造成填塞的止水条膨胀收缩变形,形成渗水漏点。
4)在伸缩缝表面新填充2 cm深聚硫密封胶嵌缝。使用聚硫密封胶填充螺孔空隙、压板两边缝隙,可以起到粘接和密封的作用。施工时要保证基面清洁无水分,为避免立缝出现密封胶流淌从施工缝中掉下来的现象,影响防水效果,立缝采用非下垂型材料。
5)封闭保护层:在伸缩缝表面及周边涂刷2遍RMO柔性修补剂,中间贴1层纤维布,对混凝土基面凹凸面进行找平,同时形成密封防水保护层。
6)安装300 mm×8 mm 651型平板橡胶止水带,采用橡胶粘结剂将止水带与基层粘牢,并用100 mm×10 mm不锈钢钢板将橡胶止水带压边锚固。
7)封口:为避免杂物淤积在螺栓孔位置,同时为防止橡胶止水带易老化的问题,在其表面涂刷一层聚硫密封膏,外侧采用RMO柔性修复材料封闭。
3 RMO柔性修补剂的优势及性能
传统的伸缩缝施工工艺,主要是依靠橡胶止水带进行止水防渗,但在维修施工中,混凝土基面的平整度、钢压板的扰度变形、螺栓螺帽的紧固力度等因素,都会造成止水带贴合的不严密。因此,在伸缩缝表面、橡胶止水带的下面再造一层柔性修补剂,可以对伸缩缝的整体防水结构起到双保险的作用。
CRETO系列材料RMO柔性修补剂,与砖、石、混凝土等不同的基材具有极好的结合性能,掺加RMO的水泥砂浆,与混凝土基底之间的粘结强度、韧性得到大幅度提升,其抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性也得到显著提高,RMO柔性修补剂主要技术性能指标见表1。
表1 RMO柔性修补剂主要技术性能指标
4 施工技术要点及注意事项
渡槽伸缩缝维修施工技术,关键是膨胀螺丝的预埋与三道封水保护层结构的施工,即RMO封闭保护层、外贴式止水带和封口保护层,关系到伸缩缝防渗止水的效果,必须严格控制原材料质量和施工质量。
1)膨胀螺栓的设置。最优方案是通过预埋的方式设置预埋螺栓,但由于渡槽运行时间久,原有螺栓严重锈蚀变形,一旦维修就会报废。因此,在不具备预埋的条件下,建议采用化学锚固的方式重设不锈钢螺栓,尽量避免采用膨胀螺栓造成螺孔附近混凝土结构涨裂破坏,进而造成钢筋侵蚀、渗水的隐患。
2)伸缩缝的RMO封闭保护层。伸缩缝封内填充材料完毕后,利用RMO柔性修补剂进行密封。一是对混凝土基面凹凸面进行粗略找平;二是柔性结构层可保护橡胶止水带的肋条,减少与混凝土基面的接触损耗。
3)橡胶止水带的选型。由于伸缩缝拆除后,两侧混凝土基面平整度难以保证,使用普通平板止水橡胶带极易形成渗水空隙,建议采用专用变形缝外贴式止水带或与遇水膨胀橡胶复合的止水带,利用其两端遇水膨胀肋条,减少基面凹凸不平造成密闭橡胶止水带与基面的空隙,形成密封的整体结构。
4)封口保护层结构。为了保护橡胶止水带使用寿命,同时减少螺栓孔与橡胶带空隙渗漏隐患,在整体防水结构外侧设置封口结构。即先涂刷聚硫密封胶,封堵螺栓及不锈钢板边缝,最后在整体防水结构外表面及周边涂刷2遍RMO柔性修补剂,中间贴1层纤维布,形成封口保护层。
5 结语
渡槽伸缩缝渗水漏水是常见的现象,运行中要加强伸缩缝的巡查频次,发现渗水现象应及时进行修复补强,避免时间过久造成内部其他材料性能降低,致使维修成本过高。渡槽伸缩缝渗漏维修施工的关键在于方案优化、原材料质量及施工质量控制。RMO柔性修补剂具有粘结性强、防渗性强,且具有一定的柔性展性,与传统防渗堵漏施工技术相结合,适用于混凝土伸缩缝、碳化的缺陷处理,取得了很好的效果,具有广阔的应用前景。