西安黑河输水箱涵杏树沟渠道渡槽伸缩缝处理工程施工技术探讨

周八军

(西安水务(集团)黑河输水渠道管理有限公司，陕西 西安 710061)

1 工程概况

西安黑河输水箱涵杏树沟渡槽为西安市黑河引水工程，于1995年建设完成。该渡槽为箱形钢筋混凝土结构，箱体中为引自黑河金盆水库、拟净化的重力自流河水，渡槽顶部为可供行人和非机动车辆通行的桥面。2020年渠道巡查发现杏树沟渡槽与箱涵连接处严重渗漏，因此立即组织抢险，控制险情，做好抢险准备。根据西安城市供水情况，待批准停水后立即开始施工。

2 病害分析

该渡槽出现严重渗漏，无法从外部判断渗漏具体原因，经过现场勘察分析，形成渗漏的原因可能有伸缩缝破坏、混凝土墙体出现侵蚀性坑洞破坏、墙体开裂等三种情况。

(1) 混凝土碳化导致混凝土内部 pH下降，诱发钢筋锈蚀，钢筋体积膨胀产生应力导致混凝土开裂、剥落，丧失对钢筋的保护功能；各种腐蚀介质沿混凝土裂缝或剥落部位侵入混凝土内部，进一步加剧钢筋锈蚀、混凝土破坏。

(2) 混凝土开裂，内部水渗漏，冬季水结冰膨胀造成混凝土开裂和剥落破坏。

(3) 基础沉降，箱涵和渡槽连接处产生错缝，伸缩缝止水带撕裂，箱涵地板错位。

3 新材料主要特点

3.1 UR-1410立止水快速堵漏剂

该材料具有遇水后迅速凝结硬化并具有微膨胀性，与混凝土结构形成一体堵住漏洞的特点。该产品不收缩，不氧化，强度高，与被修补混凝土结构成为一体，只要被修补的混凝土结构不受损坏，就不会失效；施工方便，只需用清水进行调和，瞬间就可以完成堵漏工作；与混凝土结构的黏结强度高，确保堵漏效果；使用寿命长，被黏结混凝土结构不发生变动的情况下，可达到长期堵漏效果；无毒无害，环保产品。

3.2 UR-2110高性能顶立面修补砂浆

顶立面修补砂浆经固体聚合物和多种功能助剂改性的高技术产品，专门用于结构混凝土的破损修复，在不需要模板的情况下可快速与结构形成整体，收缩率低，快干，不下垂，大大缩短了维修时间，节省了模板费用。凝结快，40 min即可终凝，进行下道工序施工；极低的收缩率，干缩率仅为0.04%，自然养护不开裂；优异的黏接强度，湿基面黏结强度大于1.6 MPa，与原结构融为一体；优异的施工性能，顶面或立面施工不下垂，不需要使用模板；耐久性好。

3.3 UGD-3110水泥基钢筋阻锈剂

此为水泥基钢筋阻锈产品，能够有效抑制钢筋锈蚀。该产品具有良好的锈蚀抑制性能，并且特有迁移型锈蚀抑制功能，在无法暴露全部锈蚀钢筋时，只需将暴露部分的钢筋完全涂刷，即能保护未涂刷部分不再生锈，可满足防锈、阻锈要求。此外，该产品具有优良的黏结性能，可提高保护层与结构钢筋的握裹力；对钢筋表面要求不高，不需要白金属状态，只需将浮锈打掉即可；无毒无害、环保产品，使用方便。

3.4 UW-1130水泥基渗透结晶型防水浆料

UW-1130水泥基渗透结晶型防水浆料是专门针对混凝土结构设计开发的一种可呼吸、水泥基双组分防水防腐保护材料，工厂预混，现场搅拌成浆料后涂刷于混凝土表面，起到防水防腐作用。该产品无毒无害，是环保产品。材料中含有的活性化学物质与混凝土内部的游离钙发生水化反应，生成水化硅酸钙凝胶，阻塞混凝土内部的毛细孔道，提高混凝土本身的防水防腐性能；同时在混凝土表面形成附着力极强的密实、坚硬涂层，进一步起到防水防腐作用。该材料属于水泥基材料，与混凝土的热膨胀系数基本相同，涂层不会因为温度变化而产生脱落，因此可以在潮湿基面施工，不受混凝土内潮气的影响；与混凝士基面黏接强度高；具有单向可呼吸性能；固化后表面有光泽、憎水效果好。

3.5 PTN石油沥青聚氨酯接缝材料

新型PTN接缝材料为双组分材料，甲组分(预聚体)呈浅黄色，乙组分呈黑色。甲、乙组分按一定比例混合均匀后，常温下自行流化成橡胶状黑色弹性体。环保型PTN石油沥青聚氨酯接缝材料(密封胶)可用于水利、土木、交通及市政等工程结构缝、施工缝、伸缩缝中，起到适应变形、防渗、防腐、抗冻、防海水腐蚀、防止外物嵌入缝中等作用。PTN接缝材料也可用于渡槽、渠道及坝面裂缝防渗处理等老工程维修和除险加固工程中。在止水带防渗失效工程的修复加固中，PTN接缝材料是目前国内唯一的彻底堵漏修补材料，可创造渡槽、箱涵伸缩鏠灌注后滴水不漏的完美工程效果，成为除险加固维修工程中不可多得的高性价比伸缩缝和裂缝维修材料。

4 施工措施

4.1 现场准备

认真做好施工现场的准备工作，这是保证工程平稳、有序进行的重要保障。在施工前，需确定工人及现场技术支持人员的食宿地点，该地点不宜距施工现场太远；确定水源、电源及相关机具，准备好脚手架(吊篮)、刷子、水管(高压水枪)、角磨机、切割机、铁锤、钢钎、钢丝刷、塑料桶、灰桶、抹刀等施工工具；选择合适的储料地点，确保材料在任何情况下均不会受潮或过水。

4.2 质量施工措施

(1) 施工质量必须符合国家、地方有关施工质量验收、施工的规定标准，服从设计，尊重监理，服务甲方。

(2) 各工序施工要注意成品保护，上道工序施工完成后，下道工序施工确保对上道工序的成品无损坏、污染；如有损坏、污染，按相关规定承担责任。

(3) 使用过程中如发现材料有结团硬块，不得再使用，低温施工时要用温水调料，加强保温措施。

4.3 安全施工措施

(1) 施工现场的施工人员要严格遵守各项有关安全规定和制度，接受现场安全教育，由项目经理对全体参加施工人员进行安全技术交底。

(2) 施工现场设专职安全员，施工班组要有兼职安全员，全面负责现场安全施工工作。施工中要全天候巡查，发现安全隐患应及时排除，保证安全生产。

(3) 施工区作业面要保持清洁整齐，道路要畅通，施工人员不得随意离开现场，不得动用其他施工单位的设施、机具。

(4) 施工期间不得饮酒，严禁酒后作业。

5 安全生产措施费使用计划及保障措施

安全施工措施费是为了确保施工安全生产必要投入而单独设立的专项费用。安全生产措施费用于保障工程项目安全生产，实行专款专用，不得挪作他用。对不按规定使用措施费或安全措施费落实不到位的作业队，依照有关规章制度给予处分处罚，发生伤亡事故，危害职工身体健康的，应首先追究有关人员的责任。

工程项目主要危险源有；施工用电、交又作业、施工平台施工安全防护等。施工安全重大危险源的辨识方法如下：

(1) 脚手架(吊篮)、支撑局部结构工程或临时建筑失稳，造成坍塌等意外；

(2) 高度大于2 m的作业面，因安全防护设施不符合或无防护设施、人员未配系防护绳(带)等造成人员踏空、滑倒、失稳等意外。

(3) 焊接、金属切割等施工及各种施工电气设备的安全保护(如漏电、绝缘、接地保护、一机一闸)不符合，造成人员触电、局部火灾等意外；

(4) 施工用易燃易爆化学物品临时存放或使用不规范、防护不到位，造成火灾或人员中毒意外；工地饮食因卫生不合格，造成集体中毒或疾病。

6 工程施工工艺流程

6.1 伸缩缝处理技术流程

找缝→渡槽表面处理→钻孔植螺栓→表面干燥处理→粘贴橡胶板→验收。

6.2 基础沉降处理技术流程

施工放线→表面打磨→钻孔植筋→钢板制作安装→密封灌胶→检测。

7 施工技术要点

7.1 输水箱涵墙体渗漏治理

7.1.1 表面处理

采用高压水枪、钢丝刷、铁锤、钢钎等工具清理基层混凝土，将基层混凝土的浮灰、污垢、水垢、返碱、附着物、松动的混凝土等完全清理干净，确保基面混凝土清洁坚固。

7.1.2 钢筋阻锈处理

尽可能地剔除松动的混凝土，将结构锈蚀钢筋暴露出来，采用钢丝刷将锈蚀钢筋表面的浮锈清理干净后，涂刷水泥基钢筋阻锈剂2遍，每遍间隔20 min。

7.1.3 堵坑洞

墙面或伸缩缝有破损渗测坑洞时，使用UR-1410立止水快速堵漏剂填充坑洞。

7.1.4 破损修补

水泥基钢筋阻锈剂涂刷40 min后，即刮涂UR-2110高性能顶立面修补砂浆以修补混凝土的破损部位，施工厚度不小于2 cm。

7.1.5 PTN 填缝(伸缩缝)

将接缝处原有的材料彻底清除，露出新鲜的混凝土，清除深度不小于5 cm，将 PTN石油沥青聚氨酯接缝材料填入接缝中。立面需用模板支护进行灌注。

7.1.6 墙面整体处理

使用立止水在打磨后的渗漏墙面刮涂1 mm 厚，阻止面渗。然后在混凝土墙面整体刮涂5 mm 厚高性能顶立面修补砂浆，施工12小时后，采用瑞派欧专用刷在顶立面修补砂浆表面涂刷UW-1130水泥基渗透结晶型防水防腐保护涂料。涂刷分两次进行，每次间隔6小时，两次涂刷呈十字交叉进行，保护涂料施工厚度不小于2.0 mm。

7.2 伸缩缝处理技术

7.2.1 找缝

在停水后，进入杏树沟渡槽(箱涵)内部检查伸缩缝质量情况，确定需要粘贴止水橡胶板的伸缩缝。

7.2.2 表面处理

确定需要处理的伸缩缝后，沿伸缩缝两侧各20 cm进行打磨，除掉表面松散、浮浆及表面苔藓等杂物，将凸出的棱角磨平，对坑洼部位采用JME环氧修补材料修补平整。

7.2.3 钻孔、植螺栓

(1) 施工准备。将锚固止水橡胶板植筋孔钻出，标注钻孔位置，通过风压将钻孔内清理干净。将符合标准要求的植螺栓构件表面清理干净，直至露出砼结构层。

(2) 施工放线。按照结构施工图，结合现场实际，准确无误地放出螺栓孔位置，如遇孔位处有钢筋(箱涵壁内有钢筋)，在设计允许范围内调整孔洞位置。

(3) 钻孔清孔。根据标出的孔洞位置，用电锤进行钻孔，钻孔符合设计标准。用风压将孔洞内灰尘吹干净，用硬毛刷旋转连刷3次，再用棉纱蘸清洗剂清洁孔壁。

(4) 植螺栓处理。将植入混凝土内的螺栓部分打磨除锈，用棉纱蘸丙酮清洗干净。用植筋胶枪将结构胶注入植筋孔内，孔洞内注胶容量为孔深度的三分之二。单项转动锚栓缓缓植入孔洞内，直达设计深度，保证植入螺栓与孔壁间的间隙基本均匀。若是水平方向植入螺栓后需将孔洞堵塞。

(5) 固化、检测。在固化期间不得对螺栓有任何扰动，固化后用结构胶对螺栓孔洞口进行封口修补。并对所植螺栓进行抽样检测，检测结果务必达到设计要求。

7.2.4 粘贴止水橡胶板

根据锚固螺栓的位置，在止水橡胶板(橡胶板宽30 cm)上冲孔，调配WSJ建筑结构胶，将胶液涂抹在橡胶板和粘贴部位的混凝土槽壁上，把橡胶板粘贴于槽壁内，用橡皮锤锤击使橡胶板密实地粘贴在混凝土槽壁上，并把不锈钢钢板压条压上拧紧锚固螺栓，待其固化(橡胶板不能任何移动)。

7.2.5 清洁工作面

粘贴完橡胶止水板后，将两边溢出的WSJ结构胶用抹刀收边，密封橡胶板边缘。

伸缩缝处理如图1所示。

图1 伸缩缝处理示意图

7.3 伸缩缝沉降后错台及底板破损处理技术

7.3.1 施工准备

主要采用包钢灌胶的技术方法进行处理。将WSJ结构胶、φ18不锈钢螺栓和8 mm不锈钢板等所需材料准备到位。

7.3.2 施工放线

按照设计要求，在渡槽上将植筋孔位和钢板粘贴轮廓线放出来，定出植锚固螺栓位置

7.3.3 表面处理

在需要包钢加固的渡槽轮廓线范围内干燥后进行打磨，除掉表面松散、浮浆及表面苔藓等杂物，将凸出的棱角磨平，对坑洼部位采用JME环氧修补材料修补平整。去除劣化层，这是混凝土黏合面处理及钢板贴合面处理的关键。对于混凝土黏合面，先用金刚片打磨除去表面2～3 mm厚的劣化层，露出新的坚实骨料，清除表面灰尘，再用棉纱擦净；对于钢板贴合面，需用喷砂处理或用角磨机打磨，直到露出金属光泽。

7.3.4 钻孔、植螺栓处理

将锚固止水橡胶板植筋孔钻出，标注钻孔位置，通过风压将钻孔内清理干净，将螺栓植入。

7.3.5 钢板制作安装

根据植的螺栓孔位在不锈钢板上钻孔，再将不锈钢板分块安装在需要包钢的渡槽内，安上螺帽并拧紧，保证钢板和砼之间有3 mm左右间隙，钢板之间及钢板与螺栓间进行焊接。

7.3.6 密封灌胶

加固钢板安装焊接完后，用封堵材料将钢板四周封堵起来，埋设灌胶管和出气管，把钢板边缘密封好。按WSJ灌注胶使用说明调配材料，灌注入密封好的不锈钢板与混凝土的空腔内，待其固化。

7.3.7 固化保护

钢板不能有任何扰动，在安装好的橡胶止水带上覆盖塑料薄膜进行防水保护。

7.3.8 检测

一般采用非破损检验。即用小锤敲击钢板检验钢板的有效黏结面积。锚固区有效粘贴面积不小于95%，非锚固区有效粘贴面积不小于85%。

7.3.9 封闭处理

WSJ建筑结构胶固化后，清理包钢板的边缘，在钢板边缘及渡槽混凝土上涂刷一层WSI界面剂进行封闭处理，进行封边。

8 文明施工措施

(1) 按照文明工地要求，设置各类公告牌、标志牌，做到内容齐全、式样规范、位置醒目。

(2) 对混凝土拌和区域，现场材料分类分隔堆放，并做好各种标识。对钢材、木材等建筑材料还需要设置防雨设施和隔潮设施。

(3) 对于生产过程中产生的建设垃圾要及时清运，保证施工现场整齐、干净、卫生。

(4) 严格按照公安、消防部门的要求设置防火设施，定期对灭火器等防火设施进行检查，保证防火设施的使用性能。

(5) 施工便道派专人进行养护，保证晴雨通车，经常清扫、洒水，以防止尘土飞扬影响当地群众正常生活、生产活动。

9 结束语

经过此次处置，此段输水渡槽运行近3年来，再未发生类似渗漏水事故。事实证明，此次新技术、新材料的应用对类似问题的解决有一定的借鉴和参考意义。