李炳磊 李炳偉 李炳亮

(淄博市太河水庫(kù)管理局,山東淄博 255178)

淄博市太河水庫(kù)灌區(qū)渡槽防滲加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)探析

李炳磊 李炳偉 李炳亮

(淄博市太河水庫(kù)管理局,山東淄博 255178)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,采用新技術(shù)、新設(shè)備對(duì)水利工程設(shè)施管理進(jìn)行現(xiàn)代化改造和智能化建設(shè),是建設(shè)生態(tài)灌區(qū)的必然要求,是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文從淄博市太河水庫(kù)灌區(qū)總干渠存在的問(wèn)題、節(jié)水改造防滲處理設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等方面闡述了新技術(shù)、新材料、新設(shè)備在水利工程領(lǐng)域的應(yīng)用。

灌區(qū) 渡槽 伸縮縫 HBPU膠 聚脲彈性體

1 太河水庫(kù)灌區(qū)總干渠工程概況

太河水庫(kù)總干渠于1972年11月動(dòng)工興建，1976年建成通水，自水庫(kù)灌溉放水洞出口起，經(jīng)淄川區(qū)的太河鄉(xiāng)、黑旺鎮(zhèn)，至臨淄區(qū)邊河鄉(xiāng)趙莊分水閘止，全長(zhǎng)26.3km，設(shè)計(jì)流量為25.0m3/s。設(shè)計(jì)灌溉面積40.0萬(wàn)畝，1985年“三查三定”核定有效灌溉面積為15.70萬(wàn)畝。近年來(lái)實(shí)際最大灌溉面積為15.70萬(wàn)畝(1980年)，多年平均灌溉面積為7.10萬(wàn)畝。總干渠沿途建有一、二、三分干渠，工程建成以來(lái)，對(duì)灌區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定起到了重要作用并發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，由于灌區(qū)工程配套不完善，灌溉面積一直沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

太河水庫(kù)總干渠供水渠道是由漿砌石明渠、隧洞和鋼筋砼渡槽等建筑物組成。鋼筋砼渡槽共有8座，其中U型渡槽6座(西峪、趙家溝、黑旺溝、西太平、坡子、趙莊)、箱型渡槽2座(桐古、黑旺)?？偢汕刹劢?jīng)過(guò)三十多年運(yùn)行，渡槽混凝土內(nèi)表面經(jīng)過(guò)多年的輸水沖刷局部出現(xiàn)老化疏松和細(xì)小裂縫等現(xiàn)象，渡槽伸縮縫原止水帶已老化，漏水嚴(yán)重，冬季漏水凝結(jié)成大的冰塊，經(jīng)過(guò)凍融破壞，渡槽使用壽命降低，渡槽滲漏不僅影響輸水量，更關(guān)系到渡槽自身結(jié)構(gòu)安全。為保證灌區(qū)總干渠的安全供水和水利設(shè)施的安全運(yùn)行，淄博市太河水庫(kù)管理局委托山東省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全檢測(cè)中心站(山東省水利科學(xué)研究院)于2009年對(duì)太河水庫(kù)總干渠及主要渠系建筑物進(jìn)行了安全檢測(cè)及老化病害評(píng)估，為工程的除險(xiǎn)加固提供科學(xué)依據(jù)。部分渡槽檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

2 工程設(shè)計(jì)

太河水庫(kù)灌區(qū)總干渠現(xiàn)承擔(dān)農(nóng)業(yè)灌溉及向淄川一干渠和張店二干渠間斷供城鎮(zhèn)生活用水、生態(tài)用水任務(wù)，既要保證工程順利施工，又要保證安全有序供水。設(shè)計(jì)要求施工方法簡(jiǎn)單，施工快速，施工周期短，施工材料安全、無(wú)毒，符合飲用水使用標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)檢測(cè)報(bào)告，針對(duì)各個(gè)鋼筋砼渡槽存在的主要問(wèn)題，設(shè)計(jì)分別采取針對(duì)性措施進(jìn)行防滲加固處理。部分砼渡槽的防滲加固措施詳見(jiàn)表1。

本文主要介紹鋼筋砼渡槽伸縮縫全部采用HBPU膠處理及渡槽內(nèi)槽身全部采用噴涂聚脲彈性體進(jìn)行防滲加固處理這兩種方案的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。

表1 砼渡槽防滲加固措施一覽表

3 渡槽伸縮縫HBPU瀝青聚氨酯嵌縫密封膠防滲處理

3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

HBPU膠具有耐低溫、高彈性、黏結(jié)性好、抗拉強(qiáng)度高、延伸率大、耐老化、無(wú)毒、施工工藝簡(jiǎn)單、施工操作方便、止水效果好、填縫造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在工程實(shí)踐中得到廣泛推廣使用，既能保證各種伸縮縫的結(jié)構(gòu)安全，又能達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范要求。

3.2 渡槽伸縮縫HBPU膠的施工工藝及技術(shù)要求

(1)伸縮縫基面清理，將原止水清除，用磨光機(jī)打磨出混凝土新鮮面層，然后用高壓清洗機(jī)沖洗伸縮縫，若縫不規(guī)則，可采用EF325砂漿修復(fù)，填縫料最好是泡沫塑料或保溫材料。

(2)待伸縮縫干燥后，若濕度過(guò)大，可用噴燈烤干，涂刷配套專(zhuān)用ZP-1底涂料。

(3)將HBPU膠甲乙組分按重量比1：1混合均勻，裝入塑料袋或膠管中，嵌入處理好的縫中刮平。

3.3 渡槽伸縮縫HBPU膠的質(zhì)量檢驗(yàn)

(1)清理好后的伸縮縫基面應(yīng)干燥、潔凈，無(wú)塵土、灰漿。

(2)HBPU膠要隨配隨用，每次配制不宜太多，避免與水接觸。

(3)目測(cè)HBPU膠表面應(yīng)平整，沒(méi)有流淌，起泡現(xiàn)象，與混凝土粘結(jié)牢固。

4 渡槽內(nèi)槽身噴涂聚脲彈性體

4.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

聚脲材料具有以下特點(diǎn)：(1)不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，5秒鐘凝膠，1分鐘即可達(dá)到步行強(qiáng)度；(2)良好的耐高低溫性能，可在-50℃～150℃下長(zhǎng)期使用，可承受350℃的短時(shí)熱沖擊；(3)物理性能優(yōu)異，對(duì)環(huán)境友好。一次施工可達(dá)到厚度要求，克服了以往多層施工的弊??；(4)具有很高的抗沖磨能力，抗沖磨強(qiáng)度是C40混凝土的十倍以上；(5)使用成套噴涂、澆筑設(shè)備，施工方便，效率高。聚脲彈性體材料選用全聚脲，選用的材料性能應(yīng)能夠滿(mǎn)足《噴涂聚脲防滲涂料》(GB/T23446-2009)噴涂聚脲防滲涂料要求。設(shè)計(jì)噴涂厚度2mm，拉伸強(qiáng)度≥10MPa，斷裂伸長(zhǎng)率≥300%，撕裂強(qiáng)度≥40kN/m，聚脲與砼基底或砂漿基底的抗拉強(qiáng)度≥2.0MP。

4.2 渡槽噴涂聚脲彈性體的施工工藝和技術(shù)要求

(1)噴涂時(shí)施工區(qū)域環(huán)境溫度控制在5-35℃為宜，混凝土表面溫度不低于2℃。相對(duì)濕度在10%-90%之間。

(2)噴涂聚脲施工前，對(duì)混凝土基面進(jìn)行處理：一是清除混凝土表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣質(zhì)混凝土，露出堅(jiān)固混凝土面，并用修補(bǔ)材料將表面修補(bǔ)平整；二是對(duì)建筑物表面有裂縫的，采用化學(xué)灌漿法將環(huán)氧樹(shù)脂灌入縫內(nèi)將其通道封閉；三是將混凝土表面打磨平整，除去表面粉塵、油污等雜質(zhì)，用高壓水清洗表面，清洗后的混凝土表面應(yīng)保持干燥；四是對(duì)混凝土表面局部凹陷部位用聚合物砂漿填補(bǔ)找平，找平材料接觸干燥后，涂刷一道專(zhuān)用底層界面劑，在8-24h內(nèi)進(jìn)行噴涂聚脲。

(3)噴涂時(shí)應(yīng)按滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的預(yù)先設(shè)定的壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行施工，噴涂霧化要均勻。噴涂厚度為2mm，分2-3遍噴完，噴涂厚度要做到均勻，間隔0.5h-2h再?lài)姷诙?，如間隔時(shí)間超過(guò)3h則刷一道活化劑后再?lài)姟?/p>

(4)噴涂聚脲彈性層后24小時(shí)內(nèi)，采用SK手刮聚脲進(jìn)行封邊。

4.3 渡槽噴涂聚脲彈性體質(zhì)量檢驗(yàn)

(1)目視檢查涂層，涂層應(yīng)均勻連續(xù)、無(wú)漏涂、無(wú)氣泡、無(wú)開(kāi)裂、無(wú)剝落、無(wú)劃傷等缺陷。

(2)現(xiàn)場(chǎng)噴涂完成12h后進(jìn)行涂層厚度檢測(cè)，每300m2為一個(gè)抽查單位，小于300m2按300m2計(jì)。每300m2抽查3處。抽查位置由檢驗(yàn)人員隨機(jī)抽取，抽檢位置間距大于2m，3個(gè)試樣的平均厚度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

(3)聚脲與混凝基底或砂漿基底的抗拉強(qiáng)度≥2.0Mpa。

5 結(jié)語(yǔ)

太河水庫(kù)灌區(qū)總干渠8座鋼筋砼渡槽伸縮縫采用HBPU膠處理后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，沒(méi)用發(fā)現(xiàn)滲漏，效果非常理想，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。噴涂聚脲彈性體技術(shù)在水工建筑物防滲處理中有工效高、防滲效果好等特點(diǎn)，能較好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，達(dá)到了砼渡槽防滲加固目的。實(shí)踐證明HBPU瀝青聚氨酯嵌縫密封膠及噴涂聚脲是水利工程抗沖磨、防滲及防腐蝕等方面的新材料、新技術(shù)、新工藝，為水工建筑物防滲加固提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

李炳磊(1974.8—),男,大學(xué)本科,文學(xué)學(xué)士學(xué)位,工程師,工作單位：淄博市太河水庫(kù)管理局,從事灌區(qū)、水利工程及城鄉(xiāng)供水管理工作。

李炳偉(1974.8—),男,大學(xué)本科,助理會(huì)計(jì)師,工作單位：淄博市太河水庫(kù)管理局,從事灌區(qū)、水利工程及城鄉(xiāng)供水管理工作。

李炳亮(1971.8—),男,大學(xué)本科,工程師,工作單位：淄博市太河水庫(kù)管理局,從事機(jī)電管理。