环保电站垃圾池防渗措施及质量控制研究

(1.中电投电力工程有限公司，上海 201100；2.河南省第二建设集团有限公司，河南 郑州 450000)

环保电站土建工程量占电站总工程量的85%以上，占总投资的95%以上。垃圾池是环保电站最重要、施工难度较大的建筑物，垃圾池施工工程量大、施工周期长、危险性较大，是环保项目网络计划中的关键线路；垃圾池承载着环保电站垃圾收纳、发酵，渗滤液过滤、收集的重要功能，防渗要求很高，是设计、施工、监理、建设、管理等各参建单位关注的重点。尤其是建设于二级水源保护区的电站，生态及水源保护要求更为严格，是环保部门污染监测的重点。垃圾池一旦渗漏，会对地下水源和土壤造成二次污染，后果严重，负面影响大。目前环境保护一票否决制度已全面实施，垃圾池防渗质量将决定环保电站项目建设的成败。

现结合花溪、仁怀环保电站项目建设管理经验，从设计、施工、质量控制、缺陷处理等方面对垃圾池防渗技术进行简要分析，并对影响垃圾池防渗质量控制的有关工序进行重点论述。

1 垃圾池的防渗设计

为防止垃圾池内渗滤液污染环境及锈蚀池体结构钢筋，同时阻止地下水渗入垃圾池内，影响池内垃圾含水量，设计时会对垃圾池结构进行专门的防渗设计。

1.1 止水设计

垃圾池壁水平施工缝设3mm厚不锈钢板止水，钢板宽400mm；另设一道腻子型膨胀止水条。

1.2 防水涂层设计

在池内侧壁、底板上表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂层；在池壁外侧、池底板下侧设置一道高分子橡胶防水卷材聚氨脂防水涂料。

2 垃圾池的防裂设计

环保电站垃圾池纵向长度,一般都超出相关结构设计规范所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距，由于垃圾池防渗防水特殊工艺要求，池体结构不允许设置永久伸缩缝，故需要采取结构措施控制混凝土裂缝，抵抗温度应力。设计时，主要采取以下措施。

2.1 添加外加剂

为解决池体的防水及大体积混凝土收缩问题，在池体混凝土中掺入适量的粉煤灰和减水剂等外加剂，以提高混凝土的和易性，减小用水量，增加混凝土的密实度，提高水泥水化热及其他原因引起的收缩拉应力。

2.2 提高配筋率

适当提高垃圾池底板、池壁的纵向配筋率。一般设计采用的原则为首先满足池体的强度要求，采用细而密的配筋原则。

2.3 增设水平纵向加强筋

垃圾池与壁柱连接处，由于两者的配筋率相差较大，贵州项目环境条件为2b类，计算裂缝宽度限值为0.2mm，柱侧附近池壁成为应力较为集中的部位，易出现纵向收缩裂缝。因此，池壁与壁柱交接部分，适当增设附加水平纵向钢筋，且附加水平钢筋设置在受力钢筋外侧，能有效抵抗应力集中引起的破坏变形。

2.4 后浇带

垃圾池底板、池壁设2m宽后浇带，采用C45补偿收缩混凝土。要求限制膨胀率不小于0.04%，钢筋贯通不切断，两侧用密孔钢丝网将加强带内外混凝土分开。

2.5 采用膨胀混凝土

在混凝土中掺入一定剂量的混凝土膨胀剂，同时掺入适量的合成纤维，做到钢筋混凝土结构的自防水，提高结构的抗渗等级。如仁怀项目垃圾池混凝土设计要求为膨胀剂试验掺加量控制在30～50kg/m3，限制干缩率不大于0.03%，具体掺加量采用实际工程经过实验确定的材料。池壁混凝土强度等级为C40,掺加聚丙纤维0.9kg/m3。

3 垃圾池防渗施工工艺措施

3.1 对拉螺杆的止水设计及形式优化

传统池壁对拉螺杆端头，需按照相关规范将穿墙螺栓端头迎水面侧凿除20～30mm深混凝土，截去穿墙螺栓头，凿出的凹槽用嵌缝材料填实，并用聚合物水泥砂浆抹平。这种施工方法，费工费时，切割后的对拉螺杆栓头作为废料弃用，造成了材料浪费，凿除螺杆头也会对池壁的混凝土质量造成损害，既影响混凝土美观又浪费人工。

基于垃圾池的防渗要求，对穿墙对拉螺栓进行优化设计十分必要。首先，对拉螺杆中间设置1～2道钢板止水环，钢板止水环与螺杆应焊接饱满，确保防渗功能。其次，将传统的一段式对拉螺杆进行优化，改为三段式可拆卸型螺杆，端头两节可以自由拆卸，多次重复利用，经济节约，锥体拆卸后的凹槽规则，能够确保修补质量，增加防渗效果，提高池体外观质量。

3.2 混凝土浇筑施工工艺措施

3.2.1 避免浇筑时出现冷缝

垃圾池防渗要求较高，池体混凝土浇筑过程中，混凝土浇筑能力配置要满足施工需要，每一层混凝土的浇筑时间和初凝时间要严格计算，否则容易出现施工冷缝，导致池体渗漏。避免出现冷缝就必须确保混凝土浇筑的各项准备工作到位，如混凝土的坍落度及和易性是否适度，机械和人员配置是否合理等。

混凝土浇筑过程中，振捣要均匀，不能出现漏振现象，振捣工的熟练程度及责任心是确保池壁混凝土振捣质量的重要因素。

3.2.2 重视卸料口池壁混凝土浇筑质量

垃圾卸料口下部的斜坡混凝土是质量控制的薄弱部位，该处坡度较大，钢筋较密，混凝土的自流力较小，振捣器插入困难，该部位易出现冷缝、空洞、振捣不密实等现象，垃圾投料后易出现渗漏点。所以卸料口斜坡池壁部位应预留混凝土下料口和混凝土检查口等，浇筑时及时检查浇筑振捣情况，保证该部位池壁混凝土施工质量。

3.2.3 水平施工缝止水优化

垃圾池施工缝止水设计中，止水材料有止水钢板和膨胀止水条两种。由于垃圾池每一仓立模周期需要10～15天，贵州地区多雨，膨胀止水条遇雨后易膨胀失效，起不到止水作用。验仓时，失效的止水因钢筋密布也无法重新置换。

所以，在多雨地区，膨胀止水条对垃圾池池壁防渗作用不大，一般应取消腻子型膨胀止水条。

3.2.4 垃圾池底板按大体积混凝土要求施工

垃圾池底板一般厚度在1.2～2m，属于大体积混凝土，混凝土中胶凝材料水化会引起温度变化和混凝土收缩，从而导致有害裂缝的产生。

主要防范措施有以下几种：在底板下部设SBS防水卷材滑动层；混凝土拌和物采用低水化热水泥、适量掺加粉煤灰外加剂；混凝土仓内埋设温度监测仪器，并定时测量；夏季浇筑时，采用遮阳篷，降低原材料温度；拌和水中加冰，降低混凝土的入仓温度；混凝土浇筑时，采用阶梯式薄层浇筑。

4 垃圾池防渗施工质量控制重点

4.1 防水涂料施工质量控制

垃圾池内外壁及池底板上下面防水涂料是池体防渗的最后一道防线，该层施工对环境条件要求较高，须高度重视。实践证明，该涂层的黏结力取决于以下三个条件。

4.1.1 池体表面的清洁度

防水层施工前，对池体结构表面进行检查，将表面的灰尘、杂物彻底清扫，确保池体表面清洁。否则，这些灰尘、泥土将成为池体结构和防水层中间的一层隔离介质，使防水层和实体结构不黏结，影响工程质量及耐久性。

4.1.2 池体表面的干燥度

池体表面务求干燥，潮湿环境下施工防水层，质量不可靠，耐久性差，易脱落。由于池体表面的水膜隔离了防水层与混凝土体，导致两种介质不能有效黏合。

4.1.3 池体表面的粗糙度

池体防水层黏结检验结果证明，池体表面的粗糙程度和防水层的黏结力存在正比关系。池体表面光洁，黏结力就弱；反之，黏结力就高。

4.2 后浇带施工质量控制

后浇带混凝土是质量控制的薄弱部位，浇筑前应将内部浮渣清理干净，模板封闭严密，下料时要防止混凝土离析。尤其要加强振捣质量，避免流浆、蜂窝、错台和胀模等施工缺陷发生。

4.3 施工缝施工质量控制

垃圾池体4m、7m、11m、12m、17m、22.5m等池体水平施工缝是质量控制的重点部位。施工缝应确保在同一水平面上，不锈钢板止水埋入下层混凝土内50%，基面凿毛应彻底，验仓前，将仓底全部清理干净。浇筑前，铺设与混凝土同等级的砂浆。

4.4 确定膨胀剂掺量的注意事项

混凝土中适量添加膨胀剂可以抵抗温度收缩应力，如果掺加过量，膨胀剂也会成为混凝土的主要破坏因素。膨胀剂掺量应符合《混凝土膨胀剂应用技术规范》(GBJ 50119—2013)要求或设计推荐数据，根据工程选用的膨胀剂种类，经有资质的试验室进行试配，按照具体膨胀率及设计限制收缩率，确定膨胀剂掺量。

实践证明，由于掺加膨胀剂过量，导致混凝土破坏开裂，造成质量事故的事例并不罕见，这种破坏作用较大，裂缝往往贯穿，缺陷修复难度大、周期长、费用高，严重影响建筑物的耐久性和使用年限。

4.5 局部渗漏质量缺陷处理

垃圾池出现渗漏缺陷后，采用水溶性聚氨酯灌浆材料、专用灌浆针头及高压灌浆机进行化学灌浆处理。由于该材料具有阻水功能和较高强度，是池体渗漏的有效弥补措施。该设备工作压力大，可使浆液进入0.02mm的发丝裂缝。施工方法简单，对环境条件要求较低。

该灌浆材料被灌入含水的混凝土裂缝中时，能迅速与水反应，生成不溶于水和不透水的凝胶体及二氧化碳气体，边凝固边膨胀，形成二次渗透扩散现象(灌浆压力形成一次渗透扩散)，从而达到堵水止漏、补强加固的效果。

具体方法为沿池体混凝土裂缝表面150mm左右布设一个灌浆孔，插入专用针头，也可根据裂缝宽度及渗漏流量大小适当调整孔距。

5 结 语

垃圾池的防渗、抗裂问题，在设计中应引起足够重视，通过合理的措施避免垃圾池有害裂缝、池底渗漏或腐蚀现象发生，防止对周围环境产生二次污染。

在垃圾池施工过程中，严格按照相关规范和标准，对相关施工工艺进行适当优化，提高绿色施工技术含量，强化工序过程质量控制，确保垃圾池混凝土质量，减少渗漏。

谨慎掺加外加剂，必须经过试验室试配，按实验结果确定具体掺量。严禁过量掺加膨胀剂，防止有害贯穿裂缝产生。

池体出现裂缝或渗漏后，应及时分析原因，采取化学灌浆等措施及时进行修复处理。垃圾池投用后，及时启用配套环境监测系统，对渗漏情况及时监测，查明原因，防止污染地下水，确保环保电站正常运行。

加强环保电站垃圾池防渗措施及质量控制的研究，促进新时期再生能源、循环经济利用、生态环境保护事业的发展，对垃圾的减量化、无害化、资源化处理产业快速发展有助推作用。