PVC 土工膜和PT 胶泥在襄屯灌区渡槽止水的应用实践

任瑞君

(长治市襄屯灌区管理局)

1 基本情况

长治襄屯灌区扩建工程中，设计采用砼U 型薄壳结构的渡槽共7 座。渡槽本身的结构设计，国内已有相当成熟的经验，且有标准设计可资利用。但是，由于此类渡槽为预制拼装法施工，须留有一定宽度的施工缝，同时兼作伸缩缝，因而成了建筑物中的渗漏点。渡槽止水的质量，往往成了渡槽运行成功与否的关键。长治市在以往修建的渡槽，始终没有找到一种十分理想的止水处理办法。

综观长治市渡槽的运行情况，大都存在着不同程度的漏水，不仅损失了大量的输水，同时也使建筑物遭到不同程度的破坏。特别是进行冬浇和春灌的渠道，过水后由于漏水冻胀，许多排架表层砼脱落，钢筋外露，影响了结构安全;漏水侵湿基础，造成不均匀沉降，排架歪斜，严重影响建筑物的安全。襄屯灌区原有的南河口、付北2 座渡槽，由于接头止水漏水，地基下沉，80%以上的排架发生偏移，有的中心线偏移达10 cm 以上，许多钢筋裸露，已不能继续使用。在本次工程扩建设计中，不得不推到重建。

此次灌区扩建，我们带着“止水”这个问题，与设计者协商，并到外地参观、学习和考察，从改进渡槽的形式和材料上寻找突破，最后采用了PVC 土工膜加PT 胶泥的防渗形式，取得了理想的效果，为今后类似的工程设计和施工创造了成功经验。

2 止水设计的效果比较

2.1 橡胶板防渗止水

以往的渡槽止水，大多采用橡胶板防渗，原灌区的4 座渡槽就采用这种形式。这种止水存在的问题主要为:①由于砼面不平整，橡胶板压不紧，止水不严;②U 型槽曲线部位，钢制止水压板加工困难，增加了施工难度，易漏水;③固定止水压板和橡胶板的预埋螺栓不易固定。

渡槽橡胶板防渗止水运行几年后，锈蚀严重，不易更换。有些止水失效后，就干脆采用沥青浇灌止水缝，但沥青强度低，低温易脆裂，高温易流淌，每次过水前修复一次，越漏越堵，越堵越漏，恶性循环，浪费了大量人力物力，且给管理工作带来了许多不便。

2.2 PVC 土工膜与PT 防渗胶止水

渡槽止水施工采用方案见图1 所示。图1 中:①为PVC 土工膜;②为PT 防渗胶;③为麻袋卷沾胶泥;④为锚筋;⑤为水泥砂浆;⑥为两毡三油。

图1 渡槽止水施工方案

实践证明，这种止水型式，效果理想，已建成的7 座渡槽经多年放水运行基本上一滴不漏，且适应性和抗老化性都很好，在工程验收中受到省市水利专家好评。

3 止水材料及特性分析

3.1 隔水材料PVC 土工膜

PVC 土工膜是近几十年来发展起来的新型土工建筑材料，近年来广泛应用于水利工程的地下防水、浅层铺盖等。由于其用途广泛、施工方便、抗老化、造价低，国外许多工程早已广泛应用。

3.1.1 PVC 土工膜的力学特性

PVC 土工膜的力学特性主要表现为梯形撕破强度、窄条拉断强度、窄条拉断延伸长度和圆球顶破强度等特性值方面。我们选用了济南塑料三厂生产的FJN-5 型土工膜，1 m2重600 g，为幅宽2 m、长100 m 的整卷包装。其力学性能见表1。

表1 土工膜产品物理性能

3.1.2 PVC 土工膜的防渗特性

土工膜本身具有很强的抗渗透性，以致用常规的渗透试验测定其渗透性能需要很高的水头和较长的时间，因此资料介绍一般采用水蒸气代替水来测定其渗透性。按资料介绍，我们选用的FJN -5 型土工膜的渗透系数达到了K=1 ×10-11cm/s。

3.1.3 PVC 土工膜的耐久性

PVC 土工膜系聚氯乙烯中加入其他化工材料压结而成，具有较强的抗化学及生物侵蚀能力，一般水利工程中要求的抗侵蚀性能均能满足要求。大家最关心的是老化问题。产生老化的原因是由于高分子聚合物是一种具有链结构的物质，在外界因素影响下产生降解反应使高分子聚合物变为低分子聚合物，原有的性能被破坏。其外界因素有化学的、生物的及工业有害气体等，其中最主要的是太阳光中紫外线辐射的影响。因此，只要能尽量避开太阳直接照射，就可以基本解决老化问题。埋在土中的土工膜老化速度比在大气下的老化速度要慢的多。据国外资料介绍，在有保护的情况下，使用土工膜老化时间可达50 -100年。因国内使用土工膜的时间较晚，一般认为使用期限在30年以上是没有问题的。这就是说，土工膜的抗老化问题是可以解决的，用土工膜做止水的隔水层是理想的选择。

3.2 黏结材料PT 型防渗胶泥

我们选择用山东莱芜水利化工厂生产线的PT型防渗胶泥，这种材料具有良好的防水性、弹塑性、耐腐性、耐酸性、耐碱性和抗老化性，在温度-30℃下不脆硬，在温度80℃下不流淌，冻融23 次无脱落，老化实验500 h 基本无变化，与砼和其他材料黏结性能良好，是一种理想的黏结材料。其基本性能指标见表2。

表2 PT 型防渗胶泥主要性能指标

3.3 过渡粘结材料

过渡粘结材料采用石家庄生产的阳离子氯丁胶乳沥青，厂家称为“一滴不漏”。其作用是填充土工膜的无纺布面，使其与PT 胶泥结合紧密。阳离子氯丁胶乳沥青是由氯丁橡胶和优质石油沥青加工而成的透明液体，具有防水、抗渗、耐腐、抗老化和良好的温度适应性，是理想的胶结材料。

3.4 其他辅料

包括底子油(PT 胶厂家生产)、普通水泥、中砂、废麻袋及沥青油毡等。其中，底子油在冬季施工时，先涂一遍可不用人工加温即能很好粘结，一般平时可不用。

4 止水缝施工步骤与工艺

4.1 清理止水槽

要求砼面清洁、平整，不能有较明显的突出或凹坑，不合要求时要用高标号砂浆补平抹光，并养护好，待有一定强度后方可进行下一道工序。在施工旧渡槽止水缝时，有的缝宽很不规则，甚至缝宽达到10 cm 以上，这样就可以先在缝面上用高标号细石砼进行修补，使缝宽控制在2 -3 cm 为宜。

4.2 予埋锚筋

为了防止充填水泥砂浆脱落，按设计要求在U型槽止水边缘用电钻打孔，予埋Φ8 钢筋，直立段埋筋距离以30 -50 cm 为宜，底部适当稀些，也可用膨胀螺栓代替锚筋。施工中，打埋锚筋对施工影响较大，占去了用工的一大半。后来我们取消了这一步骤，施工进度大大加快，也未发现有脱落现象，不过还得等待时间的考验。

4.3 粘贴PVC 土工膜

前两道工序完成好后，就可以粘贴土工膜了。此道工序是整个止水工程的关键工序，须十分认真进行，最好选择温度较高的晴天进行。

4.3.1 裁剪土工膜

将土工膜裁剪成合适的宽度，如槽宽20 cm 就剪成20 cm 宽，也可稍窄。在土工膜的无纺面(白色面)用毛刷抹阳离子氯丁胶，晾干待用，不要暴晒。

4.3.2 加热PT 防渗胶泥

将胶泥切块放入铁锅内，用木材加热，温火加至120℃化开。温度不可过高，以防止烧焦。

4.3.3 特殊工况辅助作业

如粘贴砼面湿或气温太低时，可用喷灯加热砼面，也可涂抹底子油。

4.3.4 麻袋卷制作

把麻袋片剪成条，扎制成2 -3 cm 麻袋卷，在加热的PT 胶中浸泡，沿缝塞紧(要低于缝顶平面1 cm，见图1)。麻袋卷的作用主要是使PVC 土工膜与大气隔绝，以防老化。

4.3.5 贴土工膜

将加热好的PT 胶泥熔液装在带嘴的壶内，在砼粘贴面边倒胶泥边用力贴土工膜，同时用木板压紧。如有间隔，胶泥一硬皮，可用喷灯烤化再贴。粘贴土工膜时，还要用小木棍在分缝处压成小U 槽，使之与麻袋卷接触，也可适应温度伸缩。如土工膜条长度不够，允许搭接，搭接长度15 cm。此工序只要认真做好，就可以达到滴水不漏。

4.3.6 收尾施工

粘贴土工膜后，把预留锚筋用8#铅丝连起来(注意两槽身不能相连)，在土工膜小U 型槽内放两毡三油(或四油三毡)条，两侧用水泥砂浆把止水槽抹平，待有一定强度后即可过水使用。

5 结论

(1)PVC 土工膜加高分子聚合物粘贴防水材料，来源广、造价低、适应性强，能满足水利工程防水抗渗的要求，是替代传统材料的换代产品。

(2)该方法止水，施工工艺简单，进度快，易掌握，只要严格按要求精心操作，就能保证止水效果。

(3)该工艺维修方便，易于更新，造价低廉，与橡胶板止水相比可节省投资30% -50%。

(4)经过多年运行观察表明，这种止水处理是成功的，具有良好的技术效果与经济效益，为水利工程预制拼结构伸缩缝止水工程找到了一种比较理想的处理方法。