铁路后张梁封端混凝土渗漏问题及施工治理技术

高家成

(中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300)

1 项目背景

新建郑州至济南铁路郑州至濮阳段，局部施工中封端、梁体两处的混凝土浇筑时间不相同，导致结构间的衔接稳定性欠佳，界面存在裂缝，宽度0.2～0.6 mm，绝大部分从梁顶贯通至梁底，破坏结构的完整性。遇降雨天气时，聚积在桥面的雨水沿着裂缝下渗，逐步侵蚀结构，削弱结构的力学性能。此外，随着梁端封端裂缝的持续发展，水损害问题有加剧的趋势，内部的钢绞线受损，预应力较之于正常状况明显偏低，梁的承载性能大大降低。此外，封端混凝土局部脱落，该部分脱落的块体落入伸缩缝内，严重制约梁的自由伸缩，在此条件下进一步出现石碴下漏现象，由于石碴量不足，轨枕局部呈悬空状，稳定性难以得到保障，行车安全隐患剧增。

针对前述提及的问题，对预应力梁的施工方法做出优化，以期规避该类问题。以锚固后的预应力为例，在对钢筋做切断处理后随即采取防腐措施，而后用水泥封平梁端部，予以有效的防护。但部分梁已经存在异常，必须针对既有问题加以处理。分析发现，病害部位的伸缩缝普遍狭窄，不利于施工作业的顺利开展，并且梁体上部裂缝有遮盖物(道砟、盖板)，治理难度较大。为此必须探寻可行的治理方案。

2 方案设计及对比分析

2.1 方案设计

方案一：在桥面端面刷涂防水涂料，而后进一步于该处铺SBS防水卷材，构成多重防护体系。施工中，先锁定受损梁端侧部的具体范围，对该部分做全面的清理与修补；随后，刷涂防水砂浆和防水涂料，实现对病害的有效治理。根据现有交通状况，上部防水时不可对正常通车秩序造成影响，因此充分利用天窗点时间，及时调度物资与施工人员，尽快铺设上部SBS防水卷材。

方案二：端面防水方法与前述提及的方案一的相关内容一致，此处不再赘述。对于上部防水，在距顶部10 cm的位置开凿梯形槽，清理槽内杂物后填充优质的防水材料。截水槽施工中，用具有防水性能的砂浆填塞，保证该处具有严密性。施工顺序方面，首先完成上部防水工作，而后采取端面防水措施。

2.2 方案对比

前述提及的两种方案均考虑到雨水可能从上部封端缝渗入的问题，因此采取了针对性的处理方法。

方案一：在梁端上部铺设SBS卷材，施工时先扒去上部道砟，将设置在该处的挡板移开，将基面清理干净后紧密铺贴卷材。施工受既有车辆运营的影响，可控性较差，但不会对梁体造成损伤，最终取得的防水效果良好。从适用性的角度来看，同一施工面有多片梁端面需治理时，宜采用铺设SBS卷材的方法。

方案二：施工的独立性较好，不会受到既有列车运营的影响，但不足之处在于开截水槽的难度较大，受开槽的扰动作用，梁体可能会受损。从适用性的角度来看，在同一施工面仅有少数梁端面存在病害时较为可行。

为更加清晰地掌握两种方案的具体应用特点，对两者加以对比分析，具体如表1所示。

表1 两种施工方案的优缺点对比

2.3 材料的选择

防水材料施工中要求其与梁体稳定粘结，否则易影响防水效果。但外部环境错综复杂，全年内的温度具有变动性，受高低温的交替影响，防水材料易老化，因此，其必须具有足够的温度稳定性和抗腐蚀性。对此，本次防治选择华千EC2000聚合物防水砂浆，28 d龄期时，该材料具备的抗折、抗压强度分别达到9.5、24 MPa。考虑到防水效果和耐久性的要求，选择的是SBS改性沥青防水卷材。

3 治理施工技术分析

3.1 基面清理

防水施工前先清理基面的杂物，以免防水砂浆以及防水涂料的粘结缺乏足够的稳定性。基面清理时常见的有动力钢丝刷法、高压水冲法等，但其在本工程中均缺乏可行性，因此，经过技术探索后采用自行改装的打磨机，臂长1 m，灵活性强，仅由单人即可完成基面清理工作。对于处理难度较大的腐蚀基面更换为大直径的磨片，予以有效的清理。经过全面的清理后要求处理后的基层保持洁净、平整、干燥的状态，且以露出新混凝土为宜，以便后续施工防水材料。

需强调的是，基面并非越光洁越好，即应当具备一定的粗糙度，以增加防水砂浆与基面的摩擦力，使施工后的防水砂浆稳定粘结在基面上，因此，还需利用砂轮机凿毛。但现阶段的铁路桥涵施工技术规范中并未围绕具体的凿毛参数做出规定，因而，从业内汲取经验，结合工程实际情况予以控制。参照德国公路标准，凿毛深度1.5～2.0 mm,粗糙度1.5 mm,以扩缝的方法施工成“V”型小槽，该槽的深度和顶宽均控制在15～20 mm,成型槽面带有一定的齿形，此时有利于提高填缝砂浆的抗剪性能。在有序落实各项基面打磨工作后，清理打磨过程中残留在槽内以及周边的杂物，以便施工防水工作。

3.2 梁端侧面的治理

3.2.1 防水砂浆施工

基面得到有效的清理后适度润湿“V”形槽，再用EC2000防水砂浆填补，直至与基面齐平为止。后续予以至少24 h的静置时间，使防水砂浆收缩干燥，向基面喷水，直至该处保持湿润状态为止(但不可形成明水)，再于梁端面设置防水砂浆，形成第一道防水层，此部分厚度控制在3～5 mm；3 h后刷涂第二道，厚度0.7～1.2 mm,期间根据防水砂浆的施工情况对圆角部位做适当的修整，避免局部因应力过大而受损[1]。

3.2.2 防水涂料的刷涂

滚筒法和刷子法联合应用，分两次完成，第一次刷涂表干后组织第二次刷涂，最终得到完整的防水涂料防护结构层。具体操作中，防水砂浆实干后向该处刷涂第一层防水涂料，经过约2 h的静置后，该层表面干燥，继续刷涂第二层，再用刷子处理接头、拐弯等薄弱的部位。针对基面气孔现象，应在掌握实际情况的前提下适度修整。

3.3 梁端顶面的防水

SBS防水卷材的铺设具有工作量大、周期长、人工需求量大等特点，如何在不中断铁路运输的前提下顺利完成梁端顶面防水工作并取得良好的效果是值得重点探讨的内容。根据现有情况，需充分利用4 h的天窗点施工。

为此，做出如下规划：首先，清理伸缩缝上部及两侧70 cm的道砟，使该处保持洁净，将预先设置的挡板抽出；随后，清理伸缩缝两侧50 cm，将该处的浮渣颗粒处理干净，此环节设备采用打磨机，并凿除赋存在裂缝周边的松散混凝土，经过扩缝处理后形成“V”型槽；沿封端缝灌注防水涂料，约0.5 h后用防水砂浆填缝；继续防水施工，即紧密铺设SBS防水卷材，布设在伸缩缝上部时，为保证防水卷材的稳定性，两侧深入梁体30 cm，并在两片梁间留“U”型空间。防水卷材的施工示意如图1所示。

图1 防水卷材施工(单位：cm)

卷材的粘贴施工采用热熔法，为避免卷材内夹杂大量空气，边粘贴边轻微滚压，逐步将其中的空气挤出，使卷材紧密粘贴，无空鼓、翘边。遵循连续铺设的原则，待SBS防水卷材铺设到位后对其粘贴情况做详细的检查，若无误则施工4 cm的保护层，纵横向坡度均不小于2%，充分发挥出该结构层的防护和引水作用，随后将盖板放回原位，组织道砟回填施工，使施工现场恢复原状[2]。

3.4 施工治理的注意事项

1)基面清理是渗漏治理的基础工作，必须按照科学的工艺清理，以免影响防水材料的粘贴稳定性。

2)将破碎的混凝土凿除干净，用适量的防水砂浆予以回填，直至该处具有平整性为止，实干后施作找平层。

3)防水材料的施工对现场温度较为敏感，条件允许时以10℃～30℃的气温最为合适，遇降雨、冰冻天气时禁止施工，否则雨水的掺杂会影响粘贴效果，冰冻天气条件下容易出现防水材料冻伤的问题。

4)注重对各处细节的处理，例如拐角部位、角头部位，全面提升防水施工效果。

5)在防水砂浆以及防水涂料施工过程中有必要将其收口至基面内；SBS防水卷材咬边处理时注重精细化作业，抹出平滑过渡边；卷材铺设时谨慎操作，以免影响铺贴的稳定性。

6)防水砂浆实干后方可组织防水涂料的刷涂施工，且采取分层逐步刷涂的方法，待第一层表干后安排第二层。

4 结束语

综上所述，针对后张预应力梁封端混凝土的渗漏问题，必须查明具体的问题以及原因，以科学的方法予以处理，避免造成更大范围的损伤。本文以工程实例为依托展开了分析，提出渗漏治理工作要点，通过本次分析，希望给类似工程提供参考，以便更为有效地治理渗漏。

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