水厂沉淀池伸缩缝渗漏处理办法

2022-08-20戚响响卫正刚郭宏伟

城镇供水 2022年4期

戚响响卫正刚徐骏郭宏伟

（1.合肥供水集团有限公司，安徽合肥 230001；2.上海水业设计工程有限公司，上海 200000）

一、背景介绍

构筑物伸缩缝渗漏是水厂普遍性问题，多数是橡胶止水带材料不满足要求所致，合肥某水厂1992年竣工投产，后经1994年与2008年的两次扩建，设计供水总规模50万m3/d。其中二期5、6、7三座平流沉淀池，单座沉淀时间2.5hr，水平流速13.23mm/s，池深4.0m，其中预留积泥厚度0.20m，超高0.30m，有效水深3.5m。2021年2月19日，该水厂报告反映沉淀池及出水总渠伸缩缝两侧壁板经冬季低温后在平面上出现池体内外发生错动，竖向上出现差异沉降的现象，伸缩缝两侧的壁板在平面上出现池体内外发生错动，竖向上出现差异沉降的现象。渗漏位置出现在伸缩缝处的沉淀池连接位置，渠道连接位置，以及排泥阀位置。5～7号沉淀池均有渗漏，其中6号、7号沉淀池渗漏严重，在壁板的伸缩缝底部出现水柱状渗漏。

图1 伸缩缝渗漏

二、渗漏原因

1、施工工序不严谨所引起

水厂水池一般情况下会使用钢筋混凝土薄壁结构，钢筋的密度比较高，需要将水处理工艺措施作为依据，开展后续各项工作，但是构成水池的各个设施容易引发渗漏问题，因此需要使用柔性防水层对水池的抗渗漏性能做出一定保证，因为水厂水池施工难度高、各项工艺也比较复杂，因此在施工环节当中容易引发混凝土开裂以及渗漏等问题，会对水池的外观以及使用功能造成一定影响。引发自来水厂水池渗漏问题的因素有很多，首先，水池一般情况下是钢筋混凝土浇筑的，混凝土质量和水池渗漏问题关系十分密切。在施工环节当中，混凝土配合比、温度以及坍落度等因素，都会直接关系到水池是否会发生渗漏问题。混凝土配合比会对混凝土温度性能、强度以及耐久性造成一定影响，混凝土温度控制效果也决定了在发生温度变化的情况下，混凝土是否会在应力的作用下产生裂缝，混凝土坍落度和易性之间的关系十分密切，坍落度过大，混凝土发生离析和收缩开裂问题的几率比较高，浇筑顺序以及分层控制效果也会对混凝土接茬质量造成一定影响。混凝土养护水平直接关系到是否会因为过早失水产生收缩开裂问题。其次，如果水池施工缝以及拉螺栓没有得到妥善处理，也有可能引发水池渗漏问题，比如接缝位置上有钢筋头、木屑等异物，或者是在加工模具拆除掉之后存在一定空隙，接缝位置上止水处理不到位，没有依据现行规章制度当中提出的要求，在施工缝位置上铺上一层水泥砂浆，仅仅是因为上下层混凝土粘结不是十分牢固，从而引发渗漏问题。

2、橡胶止水带材料不满足设计要求引起的渗漏

符合设计要求的橡胶止水带具有抗拉和抗变形要求，自身能抵抗一定程度的不均匀沉降和壁板错动变形。不满足设计要求的橡胶止水带延性、抗拉性能等较差，尤其是在冬季温度较低，止水带变脆，延性降低，池壁间距在温度作用下热胀冷缩，伸缩缝可能出现漏水。通过现场观察、分析，该水厂沉淀池漏水的原因主要由不均匀沉降引起止水带撕裂导致。该沉淀池地基采用级配砂石换填处理，沉淀池底板止水带破坏后，由于施工原因造成的局部回填压实系数不一致，对换填的土层产生冲刷，使沉降加剧，从而使得止水带进一步撕裂破坏。同时，在2020年冬季经历寒潮，热胀冷缩现象明显，使得漏水情况加剧。

三、修复方案

一般而言，若新建水厂在建成后不久便出现渗水、漏水情况，且沉降有进一步生长趋势，需要再结合现场情况判定是否需要对地基进行加固，起到“治本”的作用；如果运营多年的水厂发生渗漏，而水池沉降已趋于稳定时，对地基再进行加固对减小水池渗漏的效果不明显，此时修复方案以渗漏点的处理为主。

根据沉降监测结果：2016年合肥市测绘设计研究院对七号沉淀池设置观测点进行了10次现场监测，结论为：从2016年05月25日开始至2016年12月29日，观测点中累计沉降最大为2.9mm（S1点）。各建筑点位沉降基本均匀，在观测周期内属正常沉降，该水厂的沉降已基本稳定。因此本次修复建议针对止水带渗漏实施修复，同时应补充观测沉降。

该方案采用在水池或者渠道内侧内贴一圈止水带形式修补止水，具体实施方案如下：

（1）清除内表10cm深的原伸缩缝内的泡沫填充体，用电锤进行缝隙清理修整，缝内表伸缩缝两侧混凝土边保持平行，结构边角进行倒角，保证压缩密封体在较大范围内发挥密封功能，适应缝的沉降变形。

（2）将遇水膨胀橡胶止水条压入修好的缝内。

（3）在遇水膨胀橡胶止水条上用 MS 密封膏封口。

（4）丁基腻子找平施工。

（5）贴上欧米伽背贴式止水条。

（6）止水条上加不锈钢压板，两侧打入膨胀螺栓固定。

（7）涂上表层速凝橡胶封闭。

图2 施工图纸

1、施工前准备工作

确保施工现场人员安全，沉淀池堵漏项目开工前需要对各条通道做好安全警戒标识，保障施工工期可以如期进行。将沉淀池内的积水和淤泥基本清理完毕，为后续工作开展提供保障。

2、伸缩缝清理、压力注浆

沉淀池伸缩缝堵漏的第一步就需要把原残留在伸缩缝里的破损胶条等材料进行清理，同时将池壁和底板缝隙及周围的砂浆层切除。对伸缩缝周围砂浆层破除时，应先弹线，再利用切割机进行切割，最大程度保证伸缩缝深度和平整度，同时注意保护中埋式止水带，不能使用太锋利的工具。

根据现场施工情况有如下三点建议需要施工时注意：

池壁和底板间下部通过扦插应该是存在部分空隙问题，需要采用压力注浆把底板下部空隙及土体填充密实并凝固，根据水深及经验，建议注浆压力在0.08～0.2Mpa进行，具体压力根据池体外侧地面冒浆情况酌情确定。

填缝间的清理，建议先切割裸露的钢筋，再采用空压机，压力在0.4MPA以上，把缝隙间松散混凝土和杂物以及水处理干净，同时把破损的橡胶止水带切除，减少聚合物防水砂浆的影响。

控制好聚合物防水砂浆的表面标高，做好界面清理，考虑到现在底板伸缩缝切割深度较深，原有中埋止水带已经破损，无法起到阻挡背水面荷载以及不能为后续嵌缝的遇水膨胀橡胶止水带进行托底，需要对伸缩缝内进行加固。采用的加固方式为填充结构胶或聚合物水泥砂浆，为了保证效果，以防后续产生结构层脱落，注胶方式需采用压力注浆，注浆前需要清除缝内异物，保持清洁。

准备好压力注浆所需的材料和工具后，开始进场作业。先利用机器打出浆料，调试好注浆压力，依次向各个伸缩缝灌入砂浆并观察情况，待伸缩缝另一侧冒浆后即可停止。

注浆后发现最西侧的嵌缝出现状况，注浆从缝里渗出，经技术人员分析后认定原因为注浆孔并未封堵，深度较大，带全部灌浆结束后，需要封堵所有注浆孔。同时，西侧缝灌浆按二次调整方案，重新封堵，重新开孔灌浆，压力值达到0.7Mpa时，内部封堵层崩裂（与第一次情况一样）。检查外壁未发现冒浆。经检查外侧底部经多次修复，存在多处灌浆孔点。

3、遇水膨胀胶条和双分组（MS）密封胶施工

完成所有压力注浆后需要经过一段时间的养护期，确保注浆牢固，同时检查购买到货的胶条是否达到要求，检验合格后开始遇水膨胀胶条和MS密封胶的施工。

图3 遇水膨胀胶条

图4 双分组（MS）密封胶施

4、丁基胶带和三元乙丙Ω形止水带施工

图5 丁基胶带

图6 三元乙丙Ω形止水带

5、不锈钢压条施工

在进行不锈钢压条施工时，需要提前和材料供应商确定螺杆型号及尺寸，符合要求后方可开展施工。准备就绪后，先钻孔，再利用空气管和钢丝刷清理杂物，最后注胶旋进螺杆。需要注意的是新到的化学螺栓用胶必须适用潮湿环境，螺栓及压条施工。

紧固时发现有松动的螺杆应及时抽出，待处理完积水后重新植入螺栓，止水带顶部等池内螺栓全部紧固后，统一高度进行切割，用密封膏封堵。完成所有胶条铺设、不锈钢压板摆放和化学螺栓紧固后即可进行满水试验。

图7 不锈钢压条施工完成

6、满水实验

沉淀池伸缩缝完成所有工序后即开展满水试验，在试验开始后，需要严格遵守《满水试验安全技术交底.pdf》有关规定，确保试验顺利进行。经过24小时满水试验观察修复效果很好，满水实验测试无渗漏。

图8 满水位24小时无漏点

图9 位移监测报告

7、大禹防水涂料涂层

沉淀池满水试验结束后，打开阀门排水开展伸缩缝防水防腐处理。排水前需再次检查各伸缩缝有无渗漏情况发生，检查无误后，对各伸缩缝进行防水防腐处理。

图10 防水涂料涂层

四、渗水封堵维修方案的实施改进

在施工过程中定期检查施工现场，严把施工质量、确保修复效果。在7号沉淀池施工结束后，该水厂进行了效果测试，发现修复效果很好，满水实验测试无渗漏。要求施工单位持续开展质量观测，检验修复效果。

在7号沉淀池维修方案实施后，总结经验，提出了相关改进建议，在原封堵维修方案中，在止水带上使用宽为8cm的不锈钢压板，不锈钢压板上的螺栓为直径8mm单排间距20cm一字型布置，我建议加宽不锈钢压板为宽度12cm，螺栓改成直径10mm间距15cm双排齿形布置螺栓。

此改进有以下几点有利之处：螺栓直径加大，固定更加牢固；螺栓之间距缩小，螺栓排布更密，原本方案中若某个螺栓松动，最近的有用螺栓距离为40cm，而同样情况下新方案中某螺旋松动后，最近的有用螺栓距离为30cm，距离更短、压的更牢固；螺栓改为双排齿形布置，固定面积加大，止水带压的更牢固；不锈钢压板加宽有助于压牢止水带。

该种修复方法适用于类似工程问题的应用推广，具有一定经济应用价值，并计划在该厂区5号、6号沉淀池封堵维修过程中实施。