1、2 0 1 1 N o 1 海河水利 3 5 钢筋混凝土箱涵伸缩缝渗漏治理技术探讨 刘伟 旺 ( 天津市引滦 工程潮 白河管理处, 天津3 0 1 8 0 0 ) 摘 要: 分析 了钢筋混凝土箱涵伸缩缝形成渗漏的主要原因, 阐述了采取化学灌浆方法对伸缩缝渗漏通道进行封堵 的治理技 术及 注意事项。列举 了两个工程实例 , 将 不同的治理方法从施工难易程度 、 工程造价 、 治理 效果等方 面进行 了对比分析 , 并提 出了加强饮用水输 水箱涵检测评 估的重要性 。 关键 词: 钢筋混泥土; 箱涵; 伸缩缝 ; 渗漏治理 ; 技 术应 用 中图分类号 : T V 2 2 3 4 文献标识码 :
2、B 文章编号 :1 0 0 4 7 3 2 8 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 3 5 0 3 1 箱涵伸缩缝形成渗漏的主要原因 为适应地基不均匀沉降和温度变化 的影响 , 钢 筋 混凝 土箱 涵 一般 每 隔 1 O 1 5 1T I 设 置 一 道 伸缩 缝 。 伸缩缝 由止水带 、填缝材料和嵌缝密封材料三部分 组 成 。 在钢筋 混凝 土箱 涵浇筑 施工 过程 中 。 止 水带 安 装 质量 的好坏 直接影 响着 止水 带 的止 水 效果 。如 果 止水 带不 能很 好地 与混凝 土 紧密结合 ,箱 涵 周边 外 水 则会 沿止 水 带 与混 凝 土 之 间的 空 隙进 入箱 涵
3、 , 这 些空隙就会形成渗水或漏水通道 。 另外 , 使用年限较 长 的钢筋混 凝 土箱涵 , 由于受地 基不 均匀 沉降 、 温 度 变化 以及 止水带 正常 老化 等 因素影 响 ,造 成止 水 带 撕拉 断裂 , 止水 失效 , 形成渗 漏通 道 。如果 输水 箱 涵 为饮用 水输 水箱 涵 , 周 边外水 为工 业或 生 活污水 , 那 么饮用水水质安全就不能得到根本保障,甚至会直 接威 胁到人 民群众 的生命安 全 ,给 国家 和人 民群众 的生命财产带来巨大损失。 2 箱涵伸缩缝渗漏治理措施 钢筋混 凝土箱 涵伸 缩缝形 成 渗漏后 ,一般采 用 化 学灌浆 方法 对渗 漏通 道进
4、行 封堵 。灌 浆材 料采 用 弹性灌浆 材料 , 如水 溶性 聚氨 酯 、 改 性环 氧 型灌浆 材 料等。 这些材料灌入渗漏处后 , 既能起到防渗堵漏的 作 用又能起 到 补强加 固的作 用 。根据 以往 工 程经 验 并经过经济和技术 比较 ,选用水溶性聚氨酯作为灌 浆材料较为适宜。下面就工程实例介绍两种伸缩缝 渗漏治理方法。 2 1 箱涵伸缩缝渗漏治理方法( 一 ) 天津市引滦工程潮白新河倒虹吸为引滦输水明 收稿 日期 : 2 0 1 0 1 2 2 0 作者简介 : 刘伟旺( 1 9 6 4 一 ) , 男 , 高级工程师 , 主要从事水利工 程管理 工作。 渠 穿越潮 白新 河输
5、水建 筑物 。为钢 筋混 凝 土箱 涵结 构 。 3孑 L ,单子 L 孑 L 径为 2 5 mx 2 5 m。该工 程 于 1 9 8 3 年 9月建 成 通水 , 2 0 0 2年经 天 津 市水 利科 学研 究 所 检测 , 箱涵伸缩缝存在渗漏 问题。2 0 0 2年 1 0月 , 对 该倒虹吸伸缩缝渗漏进行 了治理 , 如图 l 所示。 2 1 1 剔槽及清基 在箱涵伸缩缝处搭设活动脚手架 , 提前用“ 水不 漏” ( 快速堵漏剂 ) 将漏水较大的部分预先封堵 , 用风 镐配 合 电锤沿 伸缩 缝 剔 出宽 1 0 c m、 深 7 c m 的 V形 槽 , 并露 出新鲜 混凝 土面
6、, 将伸 缩缝 内沥 青 木板 和其 他杂 物清 理 干净 , 清 除深 度 为 2 c m。再用 钢 丝刷 刷 去表 面浮渣 并用 高压 水枪 冲洗 干净 ,保 持基 面充 分 湿 润 但不 得有 积水 。 2 1 2 制作灌浆通道 将一根长 1 2 m、直径 2 c m的塑料软管放人剔 好 的槽 内, 对准原沥青木板处用“ 水不漏” 由低向高 顺 延 将塑 料 软管封 于 里面 每 4 5 mi n将 塑 料软 管 抽 出 2 O 3 0 e m, 每 2 m埋 设 一 个 灌 浆 嘴 , 可根 据 现 场的实际情况增加灌浆嘴的数量 。以达到灌浆最佳 效 果 。 如此 循环 , 做成 直径
7、 2 e m 的通 道 。 考虑 到伸缩 缝渗漏量较大,在制作灌浆通道的过程中必须注意 随 时清 除通 道 内污物 。 保证 “ 水不 漏 ” 与混 凝 土 基 面 充分结合 。 另外 。 在制作灌浆通道过程中还须预留排 水孔 , 以保证制作过程顺利进行。 2 1 3 灌浆 灌浆采用灌浆泵进行灌浆灌浆前首先进行注 水试 验 , 检 查灌 浆泵 及灌 浆通 道 的密封情 况 , 在各 部 位完 全没 有渗水 后 测定单 位 时间耗 水量 ,以确定 灌 浆压力和灌浆量。 选用水溶性聚氨酯作为灌浆材料 , 该材料为淡棕色透明液体 。 浆液遇水后 自行分散 、 乳 3 6 刘伟旺 : 钢筋混凝土箱涵伸
8、缩缝渗漏治理技术探讨 2 0 l 1 年 2月 化 , 立 即发 生化学 反应 发泡 , 形 成不 透水 的弹性 胶状 固结体 , 能达 到 良好 的止 水效果 。 反应后 形成 的弹性 胶状固结体具有 良好 的延伸性 、 弹性及抗渗性、 耐低 温性 ,在水中永久保持原形。灌浆压力控制在 0 _ 3 0 8 MP a , 灌浆时将灌浆泵灌满浆液 , 用连接软管将 灌浆泵与灌浆通道的灌浆嘴连接,灌浆泵打压将浆 液注入灌浆通道 , 直到相邻灌浆嘴出浆 , 将出浆孔封 闭。 如果单位时间内进浆量较大应停止注浆 。 待灌浆 通道内浆液初凝一段时间再继续进行。当进浆量小 于 0 1 L m i n 、
9、灌浆压力稳定后 再注浆 3 0 ra i n即可 结束。 箱涵 伸缩缝 灌浆 要遵循 先 下后上 、先底 部后 两 侧 、 最后顶部的原则 , 以保证浆液充满整个伸缩缝 堵住渗漏通道 , 达到堵漏防渗的目的。 2 1 4 聚合物砂浆抹面 灌浆 完 成后 , 在 “ 水 不漏 ” 表 面 及新 鲜 混凝 土 基 面两侧涂刷界面剂 , 待界面剂表面刚刚不黏手时 , 在 表面整体抹聚合物砂浆。 为减少裂缝产生 , 抹聚合物 砂浆 时不 能反 复 , 要按 一个方 向压 抹 。 聚合 物砂浆 抹 面的平整度控制在 5 mm。 如抹面厚度较大时, 应分 层压抹 , 以减少砂浆干缩 , 从而减少裂缝。 聚
10、合物砂浆要随拌随用 , 抹面速度要快 。 一次拌 合量不宜过大。在直面或仰面施工时, 分层压抹时间 一 般要 在砂 浆初 干时方 可进 行下层砂 浆施 工 分层 间隔时间一般为 2 2 0 h 。砂浆抹面收光后, 养护时间 不少于 1 4 d , 防止砂浆因水分蒸发过快产生裂缝。 卜业皿一l 图 1 潮白新河倒虹吸伸缩缝渗漏治理 由于水溶性聚氨酯遇水后发生反应 。膨胀率较 大 , 经过一段时间( 几年或若干年后) , 伸缩缝处聚合 物 砂浆 抹 面有 拱起 现 象 , 拱起 高 度为 3 c m左 右 。如 果沿伸缩缝通长拱起,将使输水箱涵 的过水断面缩 小 , 减小 过流 能力 。 2 2
11、箱涵伸缩缝渗漏治理方法( 二 ) 窝头河倒虹吸为穿越 引滦输水 明渠 过水建筑 物 , 为钢 筋 混凝 土箱 涵结 构 , 2孔 , 单q r L : L 径 为 2 mx 2 m。 窝头 河倒虹 吸 的主要任 务是排 泄天 津市宝坻 区 城 区生活污水和雨季沥水。该工程修建于 1 9 8 2年 2 0 0 9年经 天津 市水 利科 学研 究 院检 测 箱涵 伸缩 缝 存在渗漏 问题。2 0 0 9年 1 1月, 对该倒虹吸伸缩缝渗 漏 进行 了治理 , 如 图 2所示 。 2 2 1 布设灌浆孔 在距箱涵伸缩缝 中心两侧 1 5 c m处交叉布置灌 浆孔 , 孔距为 4 0 c m, 根据箱
12、涵边墙厚度或顶板与底 板厚度计算出止水带的位置 ( 止水带一般布置在墙 或 板 的正 中) 。用 电钻在 已标记好 的孔 位上 打斜孔 , 斜孔孔径为 1 4 m m,斜孔末端位置打人到止水带背 后 5 c m处的沥青木板内并穿透。 钢筋混凝土箱涵伸 缩 缝两 侧 的受 力筋 与 分 布 筋 间距 一 般 为 2 0 c m 布 孔时首先要通过分析或查阅原施工 图推算出钢筋的 大致 位置 , 要特别 注意 避开 钢筋布 孔 , 以免 电钻钻头 触碰钢筋 , 斜孑 L 的角度可根据 已知数据计算得出。 沥青木板 雾 卜_ _ J 龃 ( b) 图 2 窝头河倒虹 吸边墙灌浆孔布置 2 2 2 埋
13、嘴灌浆 灌浆嘴选用钢制带逆止阀式灌浆嘴 将灌浆嘴 插入已钻好的灌浆孔内并用快干水泥封闭灌浆嘴 与灌浆孔的空隙。 选用水溶性聚氨酯作为灌浆材料, 海河水利 3 7 根 据 渗 漏 部 位 的具 体 情 况 通 过 注水 试 验 确 定灌 浆 量 。 用 灌浆泵 将浆 液灌人 伸缩 缝 内 , 灌浆 压力 控制 在 0 3 加 8 MP a , 其他技术参数及控制方法同伸缩缝渗 漏 治理方 法 ( 一 ) 。 该方 法 由于把浆 液灌 入到 了止水 带背 后 ,浆 液 受 到止水 带 的阻挡 ,且 水 溶性 聚氨 酯与水 的 亲和力 比其 他化 学浆液 高 在流 动水 中不易 被流 动水 冲散 带
14、 走 反 而随着水 的流动扩 大 固结 体 的 固结 面积 。 因 此 无需将 伸缩缝 预先 进行 封堵 , 灌浆 时 只要控 制好 灌浆压力 一般没有浆液渗出现象 , 只有个别伸缩缝 有少 量浆 液 从伸 缩 缝渗 出 , 因而 省 去 了方 法 ( 一 ) 中 剔槽 、 制作灌浆通道的工序。 总之 , 无论使用上述何种方法 , 均可有效地封堵 伸缩缝 处 的渗漏 通道 , 保 证输 水箱 涵 的使 用 功能 。 工 程 实践 证 明 , 方法 ( 二 ) 比方 法 ( 一 ) 耗用 的灌 浆材 料 略高, 施工难易程度相近 , 但方法( 二) 不存在过水断 面减小而影响输水箱涵过流能力的缺
15、陷。 因此 , 箱涵 伸缩缝渗漏的治理采用方法( 二) 较为适宜。 3结语 由 于钢 筋 混凝 土 箱 涵伸 缩缝 受 各 种 因素 影 响 , 当运行使用时间达到一定年限后 , 大多数箱涵 伸 缩缝 都 会 有 不 同程 度 的渗 漏 。 因此 , 建 议 根 据 输 水 箱 涵 的输 水 用 途 和箱 涵 周 边 的 外 水 环 境 对 输 水 箱 涵 尤 其 对 饮 用 水 输 水 箱 涵 定 期 进 行 检 测 评 估 , 并 加 密 输 水 箱 涵 下 游 的水 样 采 集 ,及 时 进 行水 质 化验。 一经确认箱涵伸缩 缝形成渗漏 、 构成对水质 的威胁 , 应立 即采取有效措施
16、进行封堵 , 以确保 水 质安 全 环 球水 信息 中 匡l 首 创 病 险 堤 坝 微 电 1J 修 复 技 曩 蔓 参 一 项由中国自主研发 的病险堤坝“ 微创修复” 技 术 日前通过专家评审和推广论证,这将破解 中国在 小型堤坝除险加固中面临的“ 瓶颈” 。现行技术手段 在施工过程中对堤坝“ 开膛破肚” 、 扰动或破坏过多 的难题将获得解决。 在近 日于郑州举行的河南省重大公益科研项 目 验收暨成果推广论证会上 ,郑州大学王复明教授主 持完成的一项名为 “ 堤坝除险加 固高聚物注浆成套 技术及装备” 的科技成果, 获得 了与会专家的一致肯 定。 这项病险堤坝“ 微创修复” 技术在 国内外
17、属首创, 具有对坝体扰动小、 快速、 经济、 耐久、 施工方便和环 保等特 点,将有效破解 中国在中小型水库除险加 固 上面临的难题。 中国是世界上水库大坝最多的国家,也是病 险 水库最多的国家。 现行技术手段 由于施工时需“ 开膛 破肚” 、 对堤坝扰动或破坏较大, 并且工期较长 、 造价 较高, 有些大型设备 由于进场 困难 , 不适用于 中小型 堤坝的除险加 固。 这项“ 微创修复” 技术在高聚物材料扩散机理、 钻孔成孔方式及精细化注浆装备等方面取得重大创 新, 不仅对坝体扰动小, 施工设备轻便 , 而且 同其他 堤坝防渗墙构筑技术相比,可节省造价 5 0 以上 , 非常适用 中于小型堤
18、坝的防渗加 固和抢险抢修。 据统计 , 截 至 2 0 0 9年 , 中国 已建成各 类水 库 8 7 1 5 1座 ,其 中大型水库 5 4 4座 、中型水库 3 2 5 9 座、 小型水库 8 3 3 4 8座。 但是 由于中国水库大多建于 上世纪 5 o _ 0年代 , 老化失修严重 , 病 险水库率达 4 0 以上, 安全隐患十分突出, 亟须进行除险加 固。 近年来 , 中央和地方不断加大投入, 开展病险水 库除险加固工作。 截至 目前, 已累计实施 了9 0 0 0多 座病险水库的除险加固,大中型水库的安全状况明 显好转。但小型病险水库数量多, 除险加固率低 , 严 重影响了水库安全
19、运行和效益发挥。 针对这些 问题 , 2 0 0 7年 ,河南省设立重大公益 科研专项“ 水库大坝、 桥梁等大型建筑物安全保障关 键技术研 究与应用” , 郑州大学中标 , 其研发 的“ 堤坝 除险加 固高聚物注浆成套技术及装备” 已在土质堤 坝防渗除险加 固工程和宜万铁路野三关隧道堵漏除 险中成功应用 , 取得 了良好实施效果。 在 日前举行的推广论证会上, 与会的潘家铮、 郑 守仁 、 王梦恕等院士认为, 该技术是具有 中国特色 的 自主研发成果 , 符合 当前 中小型水库除险加 固、 中小 河流治理等重大民生工程的迫切需要,具备 了推广 应用条件。 ( 摘 自 2 0 1 0年 1 2月 2 1日新 华 网)
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