淄博市太河水库灌区渡槽防渗加固设计与施工技术探析

李炳磊 李炳伟 李炳亮

(淄博市太河水库管理局,山东淄博 255178)

淄博市太河水库灌区渡槽防渗加固设计与施工技术探析

李炳磊 李炳伟 李炳亮

(淄博市太河水库管理局,山东淄博 255178)

随着科学技术的发展,采用新技术、新设备对水利工程设施管理进行现代化改造和智能化建设,是建设生态灌区的必然要求,是历史发展的必然趋势。本文从淄博市太河水库灌区总干渠存在的问题、节水改造防渗处理设计、施工技术等方面阐述了新技术、新材料、新设备在水利工程领域的应用。

灌区 渡槽 伸缩缝 HBPU胶 聚脲弹性体

1 太河水库灌区总干渠工程概况

太河水库总干渠于1972年11月动工兴建，1976年建成通水，自水库灌溉放水洞出口起，经淄川区的太河乡、黑旺镇，至临淄区边河乡赵庄分水闸止，全长26.3km，设计流量为25.0m3/s。设计灌溉面积40.0万亩，1985年“三查三定”核定有效灌溉面积为15.70万亩。近年来实际最大灌溉面积为15.70万亩(1980年)，多年平均灌溉面积为7.10万亩。总干渠沿途建有一、二、三分干渠，工程建成以来，对灌区内工农业生产和社会稳定起到了重要作用并发挥了巨大的经济效益和社会效益，由于灌区工程配套不完善，灌溉面积一直没有达到设计指标。

太河水库总干渠供水渠道是由浆砌石明渠、隧洞和钢筋砼渡槽等建筑物组成。钢筋砼渡槽共有8座，其中U型渡槽6座(西峪、赵家沟、黑旺沟、西太平、坡子、赵庄)、箱型渡槽2座(桐古、黑旺)。总干渠渡槽经过三十多年运行，渡槽混凝土内表面经过多年的输水冲刷局部出现老化疏松和细小裂缝等现象，渡槽伸缩缝原止水带已老化，漏水严重，冬季漏水凝结成大的冰块，经过冻融破坏，渡槽使用寿命降低，渡槽渗漏不仅影响输水量，更关系到渡槽自身结构安全。为保证灌区总干渠的安全供水和水利设施的安全运行，淄博市太河水库管理局委托山东省水利工程建设质量与安全检测中心站(山东省水利科学研究院)于2009年对太河水库总干渠及主要渠系建筑物进行了安全检测及老化病害评估，为工程的除险加固提供科学依据。部分渡槽检测结果见表1。

2 工程设计

太河水库灌区总干渠现承担农业灌溉及向淄川一干渠和张店二干渠间断供城镇生活用水、生态用水任务，既要保证工程顺利施工，又要保证安全有序供水。设计要求施工方法简单，施工快速，施工周期短，施工材料安全、无毒，符合饮用水使用标准。根据检测报告，针对各个钢筋砼渡槽存在的主要问题，设计分别采取针对性措施进行防渗加固处理。部分砼渡槽的防渗加固措施详见表1。

本文主要介绍钢筋砼渡槽伸缩缝全部采用HBPU胶处理及渡槽内槽身全部采用喷涂聚脲弹性体进行防渗加固处理这两种方案的设计与施工技术。

表1 砼渡槽防渗加固措施一览表

3 渡槽伸缩缝HBPU沥青聚氨酯嵌缝密封胶防渗处理

3.1 设计目标

HBPU胶具有耐低温、高弹性、黏结性好、抗拉强度高、延伸率大、耐老化、无毒、施工工艺简单、施工操作方便、止水效果好、填缝造价低等优点，在工程实践中得到广泛推广使用，既能保证各种伸缩缝的结构安全，又能达到生活饮用水卫生规范要求。

3.2 渡槽伸缩缝HBPU胶的施工工艺及技术要求

(1)伸缩缝基面清理，将原止水清除，用磨光机打磨出混凝土新鲜面层，然后用高压清洗机冲洗伸缩缝，若缝不规则，可采用EF325砂浆修复，填缝料最好是泡沫塑料或保温材料。

(2)待伸缩缝干燥后，若湿度过大，可用喷灯烤干，涂刷配套专用ZP-1底涂料。

(3)将HBPU胶甲乙组分按重量比1：1混合均匀，装入塑料袋或胶管中，嵌入处理好的缝中刮平。

3.3 渡槽伸缩缝HBPU胶的质量检验

(1)清理好后的伸缩缝基面应干燥、洁净，无尘土、灰浆。

(2)HBPU胶要随配随用，每次配制不宜太多，避免与水接触。

(3)目测HBPU胶表面应平整，没有流淌，起泡现象，与混凝土粘结牢固。

4 渡槽内槽身喷涂聚脲弹性体

4.1 设计目标

聚脲材料具有以下特点：(1)不含催化剂，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，5秒钟凝胶，1分钟即可达到步行强度；(2)良好的耐高低温性能，可在-50℃～150℃下长期使用，可承受350℃的短时热冲击；(3)物理性能优异，对环境友好。一次施工可达到厚度要求，克服了以往多层施工的弊病；(4)具有很高的抗冲磨能力，抗冲磨强度是C40混凝土的十倍以上；(5)使用成套喷涂、浇筑设备，施工方便，效率高。聚脲弹性体材料选用全聚脲，选用的材料性能应能够满足《喷涂聚脲防渗涂料》(GB/T23446-2009)喷涂聚脲防渗涂料要求。设计喷涂厚度2mm，拉伸强度≥10MPa，断裂伸长率≥300%，撕裂强度≥40kN/m，聚脲与砼基底或砂浆基底的抗拉强度≥2.0MP。

4.2 渡槽喷涂聚脲弹性体的施工工艺和技术要求

(1)喷涂时施工区域环境温度控制在5-35℃为宜，混凝土表面温度不低于2℃。相对湿度在10%-90%之间。

(2)喷涂聚脲施工前，对混凝土基面进行处理：一是清除混凝土表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣质混凝土，露出坚固混凝土面，并用修补材料将表面修补平整；二是对建筑物表面有裂缝的，采用化学灌浆法将环氧树脂灌入缝内将其通道封闭；三是将混凝土表面打磨平整，除去表面粉尘、油污等杂质，用高压水清洗表面，清洗后的混凝土表面应保持干燥；四是对混凝土表面局部凹陷部位用聚合物砂浆填补找平，找平材料接触干燥后，涂刷一道专用底层界面剂，在8-24h内进行喷涂聚脲。

(3)喷涂时应按满足设计指标要求的预先设定的压力、温度等参数进行施工，喷涂雾化要均匀。喷涂厚度为2mm，分2-3遍喷完，喷涂厚度要做到均匀，间隔0.5h-2h再喷第二遍，如间隔时间超过3h则刷一道活化剂后再喷。

(4)喷涂聚脲弹性层后24小时内，采用SK手刮聚脲进行封边。

4.3 渡槽喷涂聚脲弹性体质量检验

(1)目视检查涂层，涂层应均匀连续、无漏涂、无气泡、无开裂、无剥落、无划伤等缺陷。

(2)现场喷涂完成12h后进行涂层厚度检测，每300m2为一个抽查单位，小于300m2按300m2计。每300m2抽查3处。抽查位置由检验人员随机抽取，抽检位置间距大于2m，3个试样的平均厚度应满足设计要求。

(3)聚脲与混凝基底或砂浆基底的抗拉强度≥2.0Mpa。

5 结语

太河水库灌区总干渠8座钢筋砼渡槽伸缩缝采用HBPU胶处理后，经过一段时间的运行，没用发现渗漏，效果非常理想，达到了设计要求。喷涂聚脲弹性体技术在水工建筑物防渗处理中有工效高、防渗效果好等特点，能较好的满足设计质量要求，达到了砼渡槽防渗加固目的。实践证明HBPU沥青聚氨酯嵌缝密封胶及喷涂聚脲是水利工程抗冲磨、防渗及防腐蚀等方面的新材料、新技术、新工艺，为水工建筑物防渗加固提供了宝贵的施工经验。

李炳磊(1974.8—),男,大学本科,文学学士学位,工程师,工作单位：淄博市太河水库管理局,从事灌区、水利工程及城乡供水管理工作。

李炳伟(1974.8—),男,大学本科,助理会计师,工作单位：淄博市太河水库管理局,从事灌区、水利工程及城乡供水管理工作。

李炳亮(1971.8—),男,大学本科,工程师,工作单位：淄博市太河水库管理局,从事机电管理。