（喀什大學(xué) 土木工程學(xué)院，新疆 喀什 844000）

0 引言

南疆地區(qū)地處天山以南，昆侖山系以北，屬干旱區(qū)，農(nóng)業(yè)以灌溉為主.渡槽作為灌溉的重要水工建筑物在穿越渠道、道路等工程中被廣泛應(yīng)用.南疆地區(qū)渡槽多采用鋼筋混凝土材料建造，由于受到設(shè)計、施工、運行環(huán)境等因素的影響[1]，伸縮縫滲水問題日益凸顯，不僅浪費水資源，而且一旦其功能失效，會對灌區(qū)經(jīng)濟造成嚴重破壞.經(jīng)調(diào)查塔里木灌區(qū)的7 座典型病害渡槽，分縫處滲水主要原因是止水遭到破壞[2].針對渡槽工程的伸縮縫處理目前多采用嵌縫材料充填、縫面粘貼橡膠止水帶的處理方法，有的工程甚至僅采用粘貼橡膠止水的防滲處理方案[3].粘貼材料目前種類居多，例如RMO 柔性修補劑[4]、環(huán)氧基液[5]、噴涂型聚脲[6]等，但是受南疆紫外線強、晝夜溫差大等的影響，縫面橡膠止水帶經(jīng)陽光直射，會加快其老化速度；粘貼止水帶的處理方法止水效果安全度較低.因粘貼橡膠止水帶存在防滲質(zhì)量低、維修困難等弊端，影響防水效果；采用鋼板壓條式渡槽止水嵌縫處理的方法也比較常見，該方法對混凝土強度、鋼板錨固工藝要求較高，一旦鋼板與混凝土之間形成滲流通道，內(nèi)止水效果將會受到影響.由于選擇的7 座渡槽止水多采用埋入式，因此，這類渡槽的防滲處理較為困難.根據(jù)現(xiàn)場量測分縫處滲透破壞程度，比較技術(shù)方案的經(jīng)濟性及當?shù)厥┕すに囁?，分別選用鋼板壓條和聚氨酯灌縫處理兩種方式進行渡槽防滲維修處理，并采用Super Decisions1.6.0 軟件，從工藝難易程度、造價、維護管理等幾方面評價兩種方法的優(yōu)缺點.

1 渡槽工程概況

塔里木灌區(qū)位于阿克蘇河的最下游，呈帶狀分布于塔里木河上游兩岸.灌區(qū)某干渠總長45.342 km，控制灌溉面積44.48 萬畝，設(shè)計流量為32.2 m3/s，加大流量為38.7 m3/s，地震基本烈度為Ⅵ度.從渠線所經(jīng)路線可以看出，該線路砂土、輕壤及砂壤土結(jié)構(gòu)差、透水性能較好、抗沖刷能力較差.由于該干渠沿線無連續(xù)良好的隔水層，地下水位受干渠滲漏影響較明顯，基本靠渠水滲漏補給地下水.干渠線路所經(jīng)地區(qū)地下水位埋深為2.0 m 左右，距設(shè)計渠底為0.3～0.8 m 之間，土層含水量15%～28%，粘性土的塑限在15%～22%之間.

由于干渠沿線共有渡槽7 座，渡槽槽身采用矩形梁式渡槽，下部為鋼筋混凝土帽梁、井柱樁.渡槽上、下游連接段均采用C20 混凝土，渡槽槽身、蓋梁、井柱樁、橋板采用C25 鋼筋混凝土，下部采用C20 二級配混凝土（抗硫水泥）.7 座渡槽中，樁號為4+943、7+010、11+838、28+062 的渡槽采用雙層止水，內(nèi)止水采用P651 型止水橡皮，外止水采用平板橡板（規(guī)格250 mm×15 mm）通過鋼板壓條和螺栓進行錨固，伸縮縫用瀝青鋸末板填充；樁號為26+977、34+817、36+520 的渡槽采用雙層止水，內(nèi)止水采用P653 型止水橡皮，外止水采用聚氨酯（3cm）灌縫，伸縮縫用瀝青鋸末板填充.渡槽結(jié)構(gòu)尺寸如表1 所示.

表1 渡槽結(jié)構(gòu)表

2 渡槽滲水現(xiàn)狀

上述渡槽工程于2007 年竣工驗收，到2018年，在該工程已運行十年后，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)渡槽分縫處均存在漏水情況，當高水位運行時漏水現(xiàn)象更為劇烈.樁號為4+943 的渡槽下游右堤扭面混凝土出現(xiàn)斷裂，裂縫明顯，扭面與渡槽連接部位處漏水情況嚴重；樁號為36+520的渡槽上游20 m 范圍內(nèi)左堤渠道邊坡漿砌預(yù)制混凝土板已經(jīng)徹底毀損.

3 渡槽滲水原因

3.1 渡槽自身重力及混凝土的溫度應(yīng)力作用

由于渡槽自身重力、混凝土的溫度應(yīng)力會造成渡槽伸縮縫位置發(fā)生偏移[7]，導(dǎo)致止水部位剪應(yīng)力過大，破壞止水材料.

3.2 內(nèi)外止水橡皮老化和斷裂

當?shù)厍浪泻罅康囊兹茺}，初步測定硫酸鹽為108.6 mg/L、氯鹽62.3 mg/L，渡槽運行十余年后，由于受水流侵蝕、當?shù)貧夂蚋稍锏挠绊?，造成?nèi)外止水橡皮老化以致斷裂，導(dǎo)致止水失效.

3.3 鋼板壓條密實度不夠

由于鋼板壓條與混凝土之間的錨固不夠緊密，中間存在縫隙，在高水位運行時，造成鋼板和混凝土之間水壓增大，形成滲流通道，滲流水會進一步加快橡板的老化速度.

3.4 聚氨酯灌縫不達標

渡槽灌縫對施工工藝要求嚴格，由于渡槽灌縫質(zhì)量不滿足要求，使得聚氨酯灌縫未形成滿灌，中間存在縫隙，運行過程中，水流的不斷沖蝕，使縫隙逐漸變大，滲水現(xiàn)象越發(fā)明顯.

3.5 扭面與渡槽連接處邊坡壓實度不夠

由于扭面與渡槽連接處邊坡壓實度不夠，運行過程中扭面變形，導(dǎo)致接縫處止水橡皮剪應(yīng)力過大而斷裂，進而邊坡遭到?jīng)_刷，細顆粒被帶走，導(dǎo)致連接段失穩(wěn)倒塌.

4 渡槽防滲實施方案

4.1 壓板式止水

樁號為4+943、7+010、11+838、28+062 的渡槽在渠道水放空之后，鑿除渡槽接縫處瀝青砂漿，取下鋼板，檢查內(nèi)止水橡板是否破損，如若破損及時更換，更換后按原設(shè)計恢復(fù).具體施工方案為：拆除渡槽內(nèi)部原始止水材料；清理基面填縫附著物、混凝土料渣、泥土，保證基面光滑、無雜質(zhì)，可采用打磨機處理壁面[3]；更換P651 止水橡皮，施工時保證止水橡皮不產(chǎn)生過大剪應(yīng)力；混凝土找平，噴燈烤干；刷熱瀝青厚3～5 mm，確保渡槽縫面涂滿，貼瀝青劇末板，保證鋸末板與瀝青緊密貼合；將10 mm×5 mm 鋼板、橡板鉆孔，空洞大小確保與螺栓相符，鋼板壓條一定確保壓平，用螺栓固定，防止出現(xiàn)空隙；分縫表面可采用SK 單組分聚脲復(fù)合胎基布進行柔性密封處理[8]，最后用砂漿找平.養(yǎng)護過程一周內(nèi)渡槽內(nèi)保持清空狀態(tài)，溫度在5 攝氏度以上[9].

4.2 粘貼式止水

樁號為26+977、34+817、36+520 的渡槽在排空槽內(nèi)水后，檢查聚氨酯灌縫材料是否老化，如有老化裂縫將現(xiàn)有聚氨酯鑿除，具體修補的施工工序：清除伸縮縫內(nèi)填縫材料；混凝土面磨光處理，混凝土找平，噴燈烤干，刷熱瀝青厚3～5 mm 貼瀝青劇末板；聚氨酯灌縫以及養(yǎng)護.

4.3 渠道修復(fù)

在渠道無水情況下，將樁號為4+943 的渡槽下游右堤扭面及樁號為36+520 的渡槽上游20m 范圍內(nèi)左堤渠道邊坡拆除，渠道橫斷面采用混凝土板、塑膜雙防的結(jié)構(gòu)形式，弧形坡腳梯形斷面采用如下型式：內(nèi)邊坡坡度1∶2；邊坡混凝土厚度為8 cm，渠底混凝土厚度為10 cm；混凝土板下鋪0.3 mm 厚聚乙烯塑膜；膜下鋪聚苯乙烯泡沫板防凍脹，陰坡和渠底5 cm，陽坡4 cm；渠基設(shè)風(fēng)積砂墊層防鹽脹，邊坡27 cm，渠底25 cm.根據(jù)規(guī)范對混凝土性能提出如下要求：混凝土強度采用C20，抗凍標號為F150，抗?jié)B標號為W6.另外，混凝土板分塊控制在2 m×2 m 左右，分縫材料采用2 cm 厚的閉孔塑料板.沿渠每100 m 設(shè)置25 cm 寬、80 cm深的混凝土隔墻一道.渠堤部分必須清基，清基厚度為20 cm，清基完成后土方回填；現(xiàn)澆用的模板應(yīng)嚴格按設(shè)計尺寸加工制作，建議渠底模板使用槽鋼制作；混凝土入倉平整后用平板振搗器搗實、找平，應(yīng)特別注意邊角的振搗，避免出現(xiàn)蜂窩麻面，人工灑水養(yǎng)護.

5 渡槽防滲方案評價

樁號為4+943、7+010、11+838、28+062 的渡槽采用壓條式止水進行防滲處理，由于需要鋼板壓條，工序相對復(fù)雜，工藝要求較高.因防滲采用規(guī)格10 mm×5 mm 的平面鋼板、250 mm×15 mm 的平板橡板，造價方面相對比樁號為26+977、34+817、36+520 的渡槽聚氨酯灌漿投資要高近2 倍，但是止水效果較好，維護方便；樁號為26+977、34+817、36+520 的渡槽采用粘貼式止水，采用聚氨酯灌漿處理，工序簡單、造價低，但防滲質(zhì)量較差，易形成滲流通道，需定期檢修.針對壓板式和粘貼材料式兩種防滲方式具體采用基于Super Decisions1.6.0的網(wǎng)絡(luò)層次分析法進行量化評價，準則層考慮的影響因素包括工藝可靠性、費用、實用性，工藝可靠性因素中包含工期和工序兩類子因素，費用因素主要考慮工程造價，實用性因素主要考慮防滲效果和維修周期兩類子因素，具體評價模型如圖1 所示.經(jīng)過一致性檢驗獲得壓板式止水的優(yōu)先權(quán)重是0.54，粘貼式止水的優(yōu)先權(quán)重是0.46，所以壓板式止水方式更容易被接受.

圖1 渡槽防滲處理方案評價模型

6 結(jié)語

通過對塔里木灌區(qū)7 座渡槽進行防滲研究，從止水橡皮老化、鋼板壓條密實度不夠、聚氨酯灌縫不達標、扭面與渡槽連接處邊坡壓實度不夠幾方面分析渡槽分縫處滲水的可能原因，結(jié)合當?shù)毓こ虒嶋H，提出合理的防滲措施及施工中的注意事項，并提出在分縫表面建議采用SK 單組分聚脲復(fù)合胎基布進行柔性密封處理.采用Super Decisions1.6.0 軟件對壓板式止水和粘貼式止水兩種渡槽止水方式進行評價，結(jié)果表明壓板式止水更容易被采納.渡槽滲水問題，在灌區(qū)極為常見，其危害嚴重，本文提出的渡槽防滲處理方案，可為灌區(qū)工程防滲處理提供一定的指導(dǎo)和借鑒.