滑动防水层在临沂河湾水源补水工程中的应用

韩映雪，徐雯雯，朱旺发

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276000）

临沂市河湾水源向祊河补水工程（一期）自沂河河湾水源工程上游右岸引水闸取水，通过新建加压泵站和铺设10.437km输水管道将水向西输送，并向沿线河流补水。泵站工程位于河湾水源工程上游沂河右岸，由引水箱涵、前池、泵室等组成，泵室基础坐落于强风化凝灰岩上，该岩层承载力值为300kPa，满足建基要求。地下水位低于建基面，不存在基坑涌水问题。泵室工程建基面高程为79.2m，为钢筋混凝土结构，长56.5m，宽25.1m，底板厚度为1m，并在长度方向中间留置宽2m的底板后浇式膨胀加强带。通过人为制造的施工缝，虽然能减少应力约束，但不能有效的控制混凝土裂缝。为减小岩面与泵房底板之间相互作用力，减小裂缝出现的可能，以及泵房底板因强风化凝灰岩面受地下水侵蚀、温度变化等外因而变形、开裂的影响，需在泵室底板下做滑动防水层。

1 滑动防水层技术

1.1 滑动防水层原理

为减小泵室底板与基础面的应力约束，在泵室底板下设置滑动防水层。泵室底板浇筑后，由于底板混凝土变形，引起底板与基层之间相对移动而产生摩擦力。摩擦力与底板所受的约束相互作用会对底板产生不利影响，使预应力受到损失。可通过减少泵室底板与地基之间的摩擦约束力，降低预应力损失，避免裂缝的产生，使底板混凝土受力变形时可以产生相对自由的移动。在底板和基层之间设置一道以干细砂为主体，辅以防水涂料粘结层即可形成滑动层。但随着时间的推移，地下水位的持续变化可能会对滑动层产生细微扰动，破坏滑动层结构，为防止这一现象的产生，对滑动层上下两面增加一层HDEP土工膜，从而形成防水层。

1.2 滑动防水层结构

滑动防水结构自下而上分别为：地基持力层→100mm厚C15素混凝土垫层→基层处理剂→3+3厚高聚物改性沥青防水卷材→20m厚1∶2.5水泥砂浆找平层→0.5mm厚HDEP土工膜→20mm厚干细砂→1mm厚HDEP土工膜→100mm厚C15素混凝土垫层→1000mm厚C30钢筋混凝上底板。

1）地基持力层。地基持力层是直接承受地基基础荷载的土层。泵室的地基持力层为强风化凝灰岩，承载力值为300kPa，压缩性低，承载力高，无软弱下卧层，工程地质条件好，满足建基要求，且具弱透水性，抗渗稳定性较好。

2）C15素混凝土垫层。C15素混凝土垫层是标号为C15，没有配置钢筋的混凝土垫层。垫层是为保护钢筋而作的基础隔离层，具有帮助找平的作用，方便施工放线，改善基础与地基的接触面，使基础坐落在同一标高垫层上，基础的荷载能均匀传递给地基，以减少地基变形。

3）基层处理剂。浇筑完C15混凝土垫层，在防水层施工前需涂刷上一层基层处理剂，以增强高聚物改性沥青防水卷材与垫层之间的粘结力，减少垫层浮尘的影响，防止因垫层找平层未干燥，含水率高，而导致防水卷材层空鼓。

4）高聚物改性沥青防水卷材。高聚物改性沥青防水卷材以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲的片状材料，具有良好防水、防腐、耐化学品的综合性能，施工简便。采用热熔法铺设高聚物改性沥青防水卷材，先将卷材按预定位置放好，施工人员佩戴防火手套和防火口罩等相应防护用具，一边用喷火灯对粘结部位进行加热，一边进行滚铺，再用手持压滚进行滚压，已铺好的卷材要及时清理杂物和堆放品。

5）HDEP土工膜。HDEP是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，是以（中）高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种防水阻隔型土工合成材料。作为柔性防水材料，HDEP土工膜具有很高的防渗系数、良好的耐热性和耐寒性以及较高的刚性和韧性，而且抗老化性、耐腐蚀性、耐环境应力与耐撕裂强度性能好，能长时间裸露使用而保持自身的性能。HDEP土工膜经验收合格后，工人穿着软胶底鞋进行铺设，铺设过程中，不能拉得太紧，以防备局部下沉拉伸。

6）干细砂。滑动层一般采用1道油毛毡为主体，辅以防水涂料粘结层，该工程中采用20mm厚干细砂作为滑动层代替油毛毡。干细砂为天然无机材料，相比油毛毡更容易获取。需选择干净、无杂物的干细砂材料，若砂质较差，其中掺杂的杂物，会造成HDEP土工膜损坏，这样不仅加大了铺设难度同时还增加了HDEP土工膜的受损率。铺设时通过喷锚机将干细砂喷出，平板振动器夯实，找平仪进行找平。

1.3 滑动防水层优点及缺点

采用20mm厚干细砂代替油毛毡作为滑动层，避免了油毛毡搭接产生裂缝，干细砂更具有抗老化的功能，喷砂工作效率也更高。设置大面积滑动层，降低对结构的应力约束，再增加上下两层HDEP土工膜防水层，可以减小地下水位变化对滑动层产生扰动及破坏。

滑动防水层施工面积大，工序衔接多，工序穿插施工，铺筑顺序容易出错，对基础处理工人的熟练度及协作程度要求高，需要配备技术人员对现场进行组织及管理，帮助施工人员了解施工工序。

2 施工技术要点

2.1 清基开挖

开挖完成后，对建基面进行清理，清除岩面残留的浮土和浮石，保证无泥土、积水及杂物，凿出的新鲜岩面，表面要清洗干净。

2.2 防水卷材铺设

浇筑C15素混凝土垫层要进行找平，尤其是斜面坡、坡面混凝土若不进行找平，铺设防水卷材则难以平整，容易降低整体防水效果。铺设高聚物改性沥青防水卷材，需在干燥地面施工，搭接处要结合牢固。为保证防水质量，还要对所有热熔缝进行检查，未铺牢的卷材用压铲掀起重新进行热熔铺贴，有破损的要使用一块完好的卷材进行补贴，破损严重时要重新铺贴。

2.3 HDEP土工膜铺设

HDEP土工膜厚度较薄，在进行交叉施工时，容易人为踩压造成破损。铺设时工人要穿胶底软鞋，防止带入石子等硬物对土工膜造成挤压破坏。

2.4 干细砂铺设

使用喷锚机喷出干细砂，对于结合边坡，更能精准控制厚度，且操作简单、效率高，能够节约人工费用。

2.5 施工质量控制

高聚物改性沥青防水卷材、HDEP土工膜等原材料进场时，应会同监理人员对表观质量进行检验，收集进场材料及检验报告，并在监理人员见证下进行取样，送检测机构进行检测。

混凝土垫层要铺设均匀，振捣密实，无漏振、超振，振捣后进行找平，控制垫层平整度。已浇筑完的混凝土垫层，要及时进行养护。

铺设高聚物改性沥青防水卷材与卷材的搭接缝必须粘结牢固、平直均匀、封闭严密。不允许有皱褶、缺边、孔洞、翘边脱层、滑移或易造成渗漏水的其他外观缺陷存在。

HDPE土工膜在铺设中，要避免产生人为褶皱，纵向搭接长度大于500mm；铺装时不要拉得太紧，应留有余幅，以备局部下沉拉伸扯动；拉扯时尽可能减少接缝受力。

3 结语

滑动防水层作为新的设计理念，具有新颖性，通过干细砂作为滑动层，高聚物改性沥青防水卷材、HDEP土工膜等作为防水层，具有良好的防水完整性、粘结性以及抵抗外界破损的能力。在河湾水源向祊河补水工程滑动防水层技术应用中，降低了泵室底板与基础面的应力约束，减少了温度应力，降低了因地下水侵蚀而产生的扰动，有效进行了防水。滑动防水层技术在河湾水源向祊河补水工程中得到了良好的应用，为今后类似工程的施工积累了经验。