尚建崗

摘要：北拒馬河暗渠工程每隔10～15m設(shè)一道結(jié)構(gòu)伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)橡膠止水一道。由于施工中存在趕工現(xiàn)象以及施工控制管理不到位等原因，造成部分結(jié)構(gòu)縫存在止水缺陷，當(dāng)箱涵頂部回填層含水量豐富時(shí)（比如雨季），箱涵頂部結(jié)構(gòu)縫內(nèi)有不同程度的滲滴水現(xiàn)象。本文采用彈性聚氨酯漿液化學(xué)灌漿處理，使?jié){液固化后自成一道彈性防滲體系，彌補(bǔ)預(yù)埋止水的缺陷，已達(dá)到處理后的施工縫不再出現(xiàn)滲滴水情況，通過對(duì)彈性聚氨酯漿液的成功應(yīng)用，給同類工程提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：暗渠；結(jié)構(gòu)伸縮縫；止水缺陷；滲漏、彈性聚氨酯漿液；化學(xué)灌漿

中圖分類號(hào)：S152.7+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、工程概況

北拒馬河暗渠工程是南水北調(diào)中線總干渠進(jìn)入北京的第一個(gè)設(shè)計(jì)單元工程，本段總干渠長(zhǎng)1781.05m。北拒馬河暗渠工程由渠首樞紐、暗渠、退水系統(tǒng)三部分組成，為Ⅰ等工程，主要建筑物為Ⅰ級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)地震烈度7度。設(shè)計(jì)流量為50m3/s，加大流量為60 m3/s。

北拒馬河暗渠工程包括節(jié)制閘閘室段、漸變段和渠身段三部分。其中，暗渠渠身段長(zhǎng)度1686.05m，渠首底板高程57.00m，縱向坡降i=0.0001645，標(biāo)準(zhǔn)斷面為2孔5.6×5.0m（寬×高）方涵。采用C30鋼筋砼結(jié)構(gòu)，底板厚0.80m，兩邊墻和頂板厚0.70m，中隔墩厚0.60m。砼標(biāo)準(zhǔn)段分段長(zhǎng)度15.00m，暗渠分別橫穿北拒馬河中支和北支河道，在BH1+134.793～BH1+404m范圍橫穿北拒馬河北支河道，對(duì)橫穿河道段在方涵頂部采用砌石對(duì)原河床護(hù)底。暗渠混凝土箱涵每隔10～15m設(shè)一道結(jié)構(gòu)伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)橡膠止水一道。

2、存在問題及原因分析

2008年4月20日北京地區(qū)持續(xù)普降中雨，在對(duì)暗渠方涵內(nèi)部進(jìn)行驗(yàn)收檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)暗渠多處結(jié)構(gòu)縫出現(xiàn)滲水、滴水現(xiàn)象，其中滲水部位55處，12處滴水嚴(yán)重。暗渠混凝土箱涵每隔10～15m設(shè)一道結(jié)構(gòu)伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)橡膠止水一道。經(jīng)分析，從2007年4月份開始，至10月份基本完成了暗渠混凝土施工，在過程中，存在趕工現(xiàn)象以及施工控制不足等原因，造成部分結(jié)構(gòu)縫存在止水缺陷，當(dāng)箱涵頂部回填層含水量豐富時(shí)（比如雨季），箱涵頂部結(jié)構(gòu)縫內(nèi)有不同程度的滲滴水現(xiàn)象。

2、處理方案

根據(jù)暗渠方涵內(nèi)部滲滴水情況，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)并征求業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理意見后制定了處理方案。處理方案主要是通過鉆孔向滲水的結(jié)構(gòu)縫灌注彈性聚氨酯漿液，漿液固化后自成一道彈性防滲體系，彌補(bǔ)預(yù)埋止水的欠缺。

結(jié)構(gòu)縫滲水化學(xué)灌漿處理方案示意圖見圖1。

圖1：結(jié)構(gòu)縫滲水化學(xué)灌漿處理方案示意圖

3、聚氨酯灌漿材料

結(jié)構(gòu)縫的縫寬會(huì)隨著結(jié)構(gòu)受力及溫度等因素的變化而變化，這類縫俗稱“活縫”。“活縫”的特點(diǎn)要求選用彈性材料進(jìn)行防水和封閉處理。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，水溶性彈性聚氨酯是活縫滲漏處理的首選材料，具有良好的親水性，遇水可分散、乳化進(jìn)而凝固，其固結(jié)體是一種彈性體，伸長(zhǎng)率達(dá)300%。而且遇水膨脹，具有彈性止水和以水止水雙重功能，是水工建筑物結(jié)構(gòu)縫滲水處理的首選材料，該材料主要特點(diǎn)如下：

（1）具有良好的親水性，水既是稀釋劑，又是固化劑。漿液遇水后先分散乳化，進(jìn)而凝膠固結(jié)；

（2）粘度低，可灌性好，可在潮濕或涌水情況下進(jìn)行灌漿；

（3）固結(jié)體無毒，可用于飲水工程，并具有較高的力學(xué)性能。

漿液的主要性能指標(biāo)見表1：

表1 聚氨酯漿液主要性能指標(biāo)

項(xiàng) 目 指 標(biāo)

粘度（厘泊）25℃ 75～100

比重（g/cm3） 1.10

潮濕面粘結(jié)強(qiáng)度（MPa） 2.40

抗拉強(qiáng)度（MPa） 7.80

抗?jié)B性能 S15

遇水膨脹倍數(shù) 2～50%

4、灌漿施工工藝

灌漿施工采用不鑿槽封縫的“無損灌漿”工藝。灌漿區(qū)域限定在過流面和止水之間，利用止水和縫口嵌填的聚硫密封膏限制漿液擴(kuò)散范圍。采用低壓限量灌漿工藝（灌漿壓力小于0.3MPa），在壓力注漿過程中，少量泄?jié)B的漿液遇水快速固化，阻止縫內(nèi)漿液進(jìn)一步外滲，保證壓力閉漿。

總體工藝流程為：尋找滲水點(diǎn) →鉆孔 →洗孔→灌漿→觀察滲點(diǎn)重新分布情況→補(bǔ)孔并重復(fù)以上過程 →封孔 →結(jié)束

（1）鉆孔：采用小孔徑（Φ16mm），鉆深40 cm以上的鉆孔設(shè)備，自縫一側(cè)約10 cm開孔，孔斜和孔深的確定以在過流面與橡膠止水之間相交為原則（大約20cm深），并注意不損壞橡膠止水。

（2）洗孔：鉆孔完成后，泵壓清水沖出孔內(nèi)粉屑。

（3）灌漿：逐孔灌注，當(dāng)臨孔出漿時(shí)，封閉原孔，自臨孔灌注。終孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：灌注區(qū)不再滲水(或0.3 Mpa壓力下不吸漿)。

（4）依據(jù)滲點(diǎn)重新分布情況補(bǔ)孔灌漿：若一個(gè)循環(huán)灌漿結(jié)束后，滲點(diǎn)重新分布，需要補(bǔ)孔再灌，直至整個(gè)結(jié)構(gòu)縫無滲水點(diǎn)。

（5）封孔：灌漿完成并等漿液固化后可拆除灌漿塞，拆除灌漿塞后孔口有6.0cm深未被漿液充填，需進(jìn)行封孔，封孔材料采用干硬性預(yù)縮水泥砂漿，強(qiáng)度M40以上，采用的配比為：水灰比0.32～0.3，灰砂比1：2～1：2.5，拌好后堆放30min后使用。

（6）灌后效果檢查

灌漿結(jié)束后要對(duì)施工部位進(jìn)行效果檢查，結(jié)構(gòu)縫滲水灌后效果檢查最有效直接的方法是雨季或人工制造降雨環(huán)境觀察縫面，若整道結(jié)構(gòu)縫再無滲點(diǎn)出現(xiàn)，為合格。

5、實(shí)施情況

根據(jù)監(jiān)理部下發(fā)的《北拒馬河暗渠方涵結(jié)構(gòu)縫滲水處理方案審查專題會(huì)議紀(jì)要》意見，暗渠方涵砼結(jié)構(gòu)縫滲水選擇兩處滲滴水較嚴(yán)重部位進(jìn)行試驗(yàn)性施工，以驗(yàn)證聚氨酯處理暗渠方涵混凝土結(jié)構(gòu)縫滲水的效果，總結(jié)施工參數(shù)及工藝流程后進(jìn)行剩余滲水部位處理施工。

根據(jù)2007年4月22日觀察記錄的結(jié)果，結(jié)合5月3日北京地區(qū)的降雨情況， 5月4日對(duì)其重新進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)查勘，決定選擇具有代表性的，且滲滴水現(xiàn)象比較嚴(yán)重的暗渠左孔第5、9條結(jié)構(gòu)縫作為試驗(yàn)區(qū)域，對(duì)應(yīng)樁號(hào)為BH0+155.0m、BH0+213.684m（選擇的部位對(duì)應(yīng)暗渠頂部漿砌石護(hù)砌結(jié)構(gòu)縫，且頂部有水源）。

5月7日上午，在得到監(jiān)理批準(zhǔn)后，開始對(duì)暗渠BH0+155.0和BH0+213.684樁號(hào)左孔結(jié)構(gòu)縫進(jìn)行試驗(yàn)灌漿，同時(shí)在試驗(yàn)區(qū)域采用在結(jié)構(gòu)縫對(duì)應(yīng)的暗渠頂部24小時(shí)人工灑水，人為造成滲滴水情況，并在滲滴水的部位有針對(duì)性的鉆孔，采取邊灑水邊灌漿處理方案。灌后采用人工制造降雨環(huán)境觀察縫面檢查效果，效果明顯，整道結(jié)構(gòu)縫再無滲點(diǎn)出現(xiàn)，并得到業(yè)主和監(jiān)理的肯定。

根據(jù)試驗(yàn)情況，初步擬定的參數(shù)滿足處理要求，對(duì)剩余滲滴水部位進(jìn)行處理后的施工縫均未再出現(xiàn)滲滴水情況，效果較好。

6、結(jié)論

（1）沉降縫止水帶偏位造成漏水比較普遍,由于縫中橡膠止水膠帶不易固定牢靠,澆筑混凝土?xí)r經(jīng)常跑位,有的跑位嚴(yán)重,特別是頂板和底板止水帶常落到下層鋼筋上。以及水平止水帶下方混凝土不易密實(shí),常形成溝洞、蜂窩、麻面等。因此,施工中應(yīng)加焊鋼筋骨架將止水帶固定在準(zhǔn)確位置上,待水平止水帶下方混凝土澆搗密實(shí)后,再固定止水帶，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)過程控制，需重點(diǎn)關(guān)注止水安裝、混凝土澆筑質(zhì)量等，避免質(zhì)量缺陷發(fā)生。

（2）水溶性彈性聚氨酯作為繼丙烯酰胺和環(huán)氧樹脂類漿材后出現(xiàn)的一種新型防滲堵漏固結(jié)材料，在北拒馬河暗渠結(jié)構(gòu)縫滲水處理中的應(yīng)用為類似工程提供了依據(jù)，且施工設(shè)備簡(jiǎn)單,投資費(fèi)用少。