“双止水防渗结构”在现浇渡槽伸缩缝中的应用

杨 鹏

(广东省水利水电第三工程局有限公司，广东 东莞 523710)

1 工程概况

湖北省鄂北地区水资源配置工程2016年第3标段七方(方寨)～七方(王坡)渡槽施工项目共有渡槽134跨，槽身为单孔梁式预应力矩形渡槽结构，槽底纵坡为1∶5 000，跨度为30 m，其中槽身长为29.96 m，两端各设0.53 m后浇带，渡槽侧视示意见图1。槽身外轮廓尺寸为8.6 m×7 m(宽×高)，内净空尺寸为 6.4 m×4.9 m(宽×高)，如图2所示。

图1 渡槽侧视示意(单位：cm)

图2 渡槽横剖面(C-C截面)示意(单位：cm)

考虑混凝土的徐变、施工误差及墩台的不均匀沉降，两跨渡槽后浇带之间预留4 cm宽伸缩缝。工程实践表明，渡槽伸缩缝是渡槽渗漏水的主要部位，为保证渡槽伸缩缝具有良好的防渗功能，本工程采用“双止水防渗结构”进行渡槽伸缩缝防渗施工[1-3]。

2 “双止水防渗结构”设计

2.1 设计思路

本次采用的“双止水防渗结构”设计，即在矩型断面外侧设置U型紫铜止水片，内侧设置U型GB复合橡胶止水带[4-5](以下简称紫铜止水片、橡胶止水带，见图3)。紫铜止水片采用现浇预埋施工，橡胶止水带采用预埋钢板、螺栓进行二期压板安装施工；填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫嵌缝板，过水面采用丙乳砂浆回填止水槽，伸缩缝采用双组份聚硫密封胶进行封闭(止水结构大样示意见图4)。

图3 槽身伸缩缝止水结构布置示意

图4 伸缩缝止水结构大样示意(单位：mm)

2.2 止水材料选材及性能参数

2.2.1U型GB复合橡胶止水带

本工程所选用的橡胶止水带厚为8 mm，宽为 320 mm，单侧翼板上有2个止水带肋，且肋高和肋宽不小于止水带的厚度[6]，大样示意见图5，橡胶止水带的物理力学性能参数见表2。

图5 橡胶止水带大样示意(单位：mm)

表2 U型GB复合橡胶止水带物理力学性能参数

2.2.2紫铜止水片

本工程选用的紫铜止水片厚为1 mm，宽为 260 mm，单侧翼板长为115 mm，止水鼻子开口宽为30 mm，高为75 mm(见图6)。其抗拉强度应不小于205 MPa，伸长率应不小于20%，其他物理力学性能应满足《铜及铜合金带材》(GBT 2059—2017)的相关规定。

2.2.3界面剂

原混凝土面凿毛并清理干净后，在浇筑丙乳砂浆之前应涂刷一层界面剂，以利于原混凝土与丙乳砂浆之间的结合，降低结合部位渗水的可能性(本工程所选用界面剂性能见表3)。

图6 紫铜止水片大样示意(单位：mm)

表3 界面剂性能

2.2.4粘钢型结构胶

粘钢型结构胶粘接力强、抗剪能力强并耐老化，在橡胶止水带与钢板接触的基面均应涂刷一层粘钢型结构胶，可最大程度地减少渗水通道(本工程所选用的粘钢型结构胶性能见表4)。

表4 粘钢型结构胶性能参数

2.2.5双组份聚硫密封胶

双组份聚硫密封胶具有耐老化性、耐久性和防水性，与混凝土粘接良好，适用于对长期浸水建筑结构的接缝进行密封作业(本工程所选用的双组份聚硫密封胶性能见表5[7])。

表5 N型双组份聚硫密封胶性能参数

2.2.6丙乳砂浆

丙乳砂浆具有粘接能力强、抗裂、防水、耐磨和耐老化等优点，本工程实验室经过多次试验，确定了丙乳砂浆的最佳配合比及其力学性能(见表6所示)。

表6 M40预缩丙乳砂浆配合比及力学性能参数

3 “双止水防渗结构”施工

3.1 紫铜止水片现浇预埋施工

紫铜止水片预埋安装顺序如下：下部嵌缝板→紫铜止水片→上部嵌缝板。首先，根据伸缩缝结构形式和尺寸，裁制下部和上部嵌缝板。由于嵌缝板为质地较软的聚乙烯闭孔泡沫板，为防止其在安装紫铜止水片和浇筑混凝土时遭到损坏，可在嵌缝板两侧用钢筋网片进行固定。

根据伸缩缝周长选择相应数量的紫铜止水片进行焊接，应选择表面平整，无浮皮、锈污、油渍、砂眼、钉孔、裂纹的止水片，接头采用双面搭接焊，搭接长度大于20 mm。再根据伸缩缝结构形式，将焊接好的紫铜止水片弯折成U型，弯折处需补焊加强。将成型的紫铜止水片鼻子安装于下部嵌缝板中心线上，并每隔适当距离用短钢筋的一端支撑紫铜止水片翼板下表面，另一端点焊在后浇带钢筋之上，以稳固紫铜止水片(见图7)。

1—上部嵌缝板2—紫铜止水片

3.2 橡胶止水带二期压板安装施工

橡胶止水带二期压板安装施工工艺流程如下：螺栓、套筒及定位钢板预埋→修整基面→安装橡胶止水带→安装钢压板→封闭止水槽[8-10]。

3.2.1螺栓、套筒及定位钢板预埋

按照定位钢板上的螺栓孔间距在止水槽内模上钻直径16 mm的孔，孔中心距伸缩缝中心线为115 mm，然后将定位钢板、套筒与螺栓安装到止水槽凹槽模板上并固定(如图8所示)。待模板安装完成，随着后浇带混凝土浇筑，完成螺栓和定位钢板预埋施工。在钢模板上钻孔安装预埋件这一方法简单易操作，无需采用定位筋固定定位钢板，省去了测量定位这一步骤，且混凝土浇筑过程中，预埋件不会因为混凝土的冲击作用和振捣棒的振捣作用而发生变位，保证了预埋件的施工质量。

图8 螺栓、定位钢板安装示意

3.2.2修整基面

橡胶止水带安装前，需对止水槽基面进行修整，具体步骤如下：

1) 需将伸缩缝中的上部嵌缝板挖出一部分以留出止水鼻子的安装空间；

2) 将定位钢板基面打磨干净，混凝土基面凿毛后用高压水枪冲洗干净，晾干后均匀涂刷一层界面剂；

3) 敲击钢板和混凝土基面，检查止水槽范围内混凝土是否浇筑密实，发现混凝土不密实及时凿除松散混凝土，然后灌注粘钢型结构胶，充填密实。

3.2.3安装橡胶止水带

首先，根据预埋螺栓孔位确定止水带上螺栓孔位置，在橡胶止水带上钻孔，保证孔距与钢板基面上螺栓间孔距相同(如图9所示)。止水带安装前，先用丙桐或酒精清洗止水槽基面(含钢板基面和两侧混凝土)，止水带与钢板粘贴的粘贴面进行打磨处理并用丙桐或酒精清洗干净，然后在止水带上粘贴面上均匀涂刷粘钢型结构胶，胶层厚2～3 mm，最后由槽身底部向两侧墙依次安装止水带，并逐段压实至止水带两侧有结构胶胶溢出，待胶体充分固化后再清理溢出的胶体。需注意，因橡胶止水带长时间受紫外线照射，拉伸强度及拉断伸长率都有下降的趋势[11]，故橡胶止水带安装完成之后，应尽快进行后续工序施工。

图9 橡胶止水带钻孔示意

3.2.4安装钢压板

钢压板安装步骤如下：

1) 止水带压板采用镀锌钢压板(宽为5 cm，厚为5 mm)，根据现场实际情况进行分段；

2) 在钢压板上按照不锈钢定位钢板基面上的螺栓孔距钻φ16 mm的孔；

3) 在钢压板与橡胶止水带的粘贴面上涂刷粘钢型结构胶，涂层厚2～3 mm；然后安装垫片和螺帽，调整位置进行准确定位并拧紧，直至钢压板两侧有胶体溢出[12](如图10所示)；

4) 待胶体凝固后，对止水槽进行局部修整和清理。

图10 安装钢压板示意

3.2.5封闭止水槽

止水槽封闭之前，止水鼻子需充填沥青麻丝，并在其上安装2层厚为5 cm嵌缝板，以预留出伸缩缝位置，然后从槽底部开始自下而上逐层用M40预缩丙乳砂浆将止水槽回填密实，过程中做好砂浆振捣和养护工作。养护时先采用喷雾养护24 h，再喷水养护，待砂浆封闭层达到强度要求后，拆除上层嵌缝板，并用双组份聚硫密封胶回填[13]，以完成止水槽结构施工。

a 丙乳砂浆回填止水槽

3.3 止水设施施工情况

鄂北地区水资源配置工程全线主体工程于2019年12月底完工，本标段渡槽伸缩缝止水设施施工总体情况见表7。

表7 止水设施施工总体情况记录

4 运行效果检查

本工程共有1个单位工程，目前已完成单位工程验收。为检查渡槽运行情况，截至目前，已进行了2次试通水试验。试验结果表明，本标段渡槽伸缩缝无一渗水，达到了设计与施工的预期效果，试通水总体情况见表8。

表8 渡槽试通水总体情况记录

5 结语

相比于单一的止水结构容易因混凝土热胀冷缩和地基不均匀沉降遭到损坏而影响伸缩缝防渗功能[14]，“双止水防渗结构”，采用2道U型止水结构既缓解了渡槽变位带来的不利影响，又最大程度地隔断了渗漏通道，同时，丙乳砂浆和双组份聚硫密封胶也延缓了橡胶止水带的老化作用[15]。“双止水防渗机构”施工工艺简单，防渗功能良好，可供类似工程借鉴。