LEAC丙烯酸聚合物水泥在北疆供水渠道防渗中的应用

赵多明

（新疆额尔齐斯河投资开发（集团）有限公司，乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

北疆供水工程总干渠位于季节性冻土地区，工程沿线分布泥岩、低液限粉土等不良地质，具有遇水膨胀、崩解或软化变形的特征。同时渠道兼有挖方、填方及半挖半填等多种形式，底下水位赋存条件复杂，运行期渠道防渗层老化导致的渗漏水极易在挖方区域形成滞水区，或者在填方区域形成管涌及流土破坏。因此，对于长期运行条件下渠道防渗层的老化及防渗功能丧失问题，需要进行工程修复。目前，渠道断面为弧底梯形，弧底半径8.4 m，弧长6 m，采用现浇混凝土+一布一膜复合防渗结构，因此，弧底具有较好的防渗能力。然而弧底上接的直线段渠坡为六棱块预制衬砌板+一布一膜的复合防渗结构，在预制板间进行砂浆勾缝，长度达16.7 m。直线段与弧底相接处土工膜采用热熔胶进行黏接，存在一定的施工缺陷，因此，容易形成渗漏点。同时直线段预制衬砌间砂浆勾缝长期受冲刷及冻融循环作用而产生剥蚀，导致土工膜保护层破坏从而形成渗漏通道[1，2]。为此，工程修复主要区域为直线段与弧底相接处土工膜以及直线段预制衬砌。前期修复方案选择全断面现浇混凝土衬砌来代替预制衬砌，然而限于施工工期长且渠坡平整度差等原因而难以实施。

借鉴目前建筑物屋顶绿色防渗涂料的防渗施工方案，本文提出了采用有机高分子涂料防渗配合无机水泥强化的方案进行渠道防渗层修复。通过市场调研，选用了聚脲、沥青以及丙烯酸聚合物水泥等多种防渗涂料。经过现场多次实践，最终采用丙烯酸聚合物水泥涂料，并对该材料的具体工程应用进行了研究。

2 材料与设备

2.1 LEAC双组分聚合物水泥材料性能

所选抗渗材料为LEAC 双组分丙烯酸聚合物水泥，通过将该材料涂刷在渠坡迎水面的衬砌表面上，在渠坡外侧形成防水层，既能保护原混凝土衬砌不受侵蚀介质的作用，又达到了代替原先防渗膜实现消除渠基渗漏的目的。材料性能特点如下：

1）施工完成后无搭接缝，可根据各类建筑造型、细部结构（如穿墙管、管根）的几何形状成膜，整体性好。避免了其他各类卷材在此类部位因贴合或搭接不好而造成的渗漏隐患。

2）满粘材料避免了因蹿水给维修造成的困扰。耐候性好，耐冻融能力强，有很好的抗紫外线老化能力。通过耐紫外线老化1 000 h 测试。本产品可在屋面长期裸露使用，防水性能可靠，使用寿命长。

3）有多种低温柔度材料可选择，适合全国所有建筑气候区。低温柔度可在-5～-40 ℃范围内选择，可满足全国不同建筑气候的使用环境。

4）耐水性好，防水涂膜可长期在水中裸露浸泡使用。弹性好，抵抗基体开裂能力强。涂膜架桥能力超过3 mm。

5）良好的黏结性，与常用建材均有较强的黏接或被黏接性。可在彩钢板、PVC 管、玻璃、铝合金、不锈钢、瓷砖光面、石材抛光面等基面上实施防水施工，也可在木材、沥青、橡胶上使用。

为了保证该材料在本工程渠道衬砌表面应用的可靠性，根据渠坡可能产生的不协调变形、水流冲刷及高水位运行渗漏等特殊情况，对材料的抗剪切强度、黏接强度和高水头抗渗性能进行了室内检测，结果见表1。检测结果表明，目前选用的防水抗渗材料本身抗渗性和黏结性能可以符合目前渠道要求，然而抗剪性能较弱，为此，采用铺设加筋布方式提高其应对渠坡不协调变形对材料产生的破坏。

表1 LEAC丙烯酸水泥防水涂料力学性能

2.2 LEAC丙烯酸聚合物水泥渠道现场施工设备

LEAC 丙烯酸聚合物水泥防渗材料在建筑物屋顶防渗中应用较为广泛，多采用喷涂方式，具有施工效率高、节省人工的优点，然而在本工程中难以实施，主要有以下原因：

1）渠道坡面较陡，喷涂料无法有效凝固而产生流动，造成材料分布不均匀。

2）现场常为有风环境，喷涂无法保证材料有效着面。

3）现场施工量大，施工时间长，环境温度较低，喷涂设备常发生堵塞。鉴于本工程现场施工环境的特点，现场需要采用涂抹方式进行施工，所用材料及相应的设备见表2。

表2 材料设备一览表

3 防渗涂层现场施工工艺设计

为保障防渗涂料与渠道衬砌层黏结牢固并且涂抹均匀，达到防渗的效果，现场设计多次涂刷+加筋布的施工方案，工艺流程为：表面除杂→现场施工配合比及现场搅拌→局部加固→底层喷涂→铺设加筋布→主防渗层喷涂→表层处理。各流程的操作要点和技术要求如下：

1）表面除杂：采用湿水滚轴、软毛旋转清扫机对衬砌表面进行清理，清楚灰尘与杂质，并进行自然晾晒使其恢复干燥。

2）施工配合比及现场搅拌：将丙烯酸聚合物与水泥按质量比1∶1 进行现场拌和，拌合物由乳白色变化为深青色且无大块凝聚物时表明拌和均匀。另外，将丙烯酸聚合物与水按质量比1∶2 进行稀释，作为底层喷涂材料。

3）局部加固：对于渗漏严重的接缝处，表面衬砌破损严重部位或凹凸不平位置，首先用拌合物进行局部喷涂，随即粘贴加筋布，并反复喷涂使其与周围表面齐平。

4）底层喷涂：待局部喷涂材料干燥后，整体喷涂稀释后的丙烯酸聚合物，使其充分浸润混凝土衬砌及砂浆层，随后均匀喷涂拌合物作为底层防渗层。

5）铺设加筋布，底层喷涂完毕后，趁湿沿渠道横断面方向整块铺设加筋布；专用加筋布粘贴时，应摊压平整，与下层涂料贴合紧密。

6）主防渗层喷涂：加筋布黏结紧密后，在其上表面垂直加筋布铺设方向进行第一道喷涂，待干燥后（一般以手摸不粘手为准），与第一道喷涂方向垂直再进行第二道喷涂，干燥后再次垂直前一道喷涂进行喷涂，直到达到设计厚度。

7）表层处理：采用稀释后的底层喷涂材料对已干燥的主防渗层表面进行喷涂，以达到表面光洁，保护主防渗层的目的。

4 质量控制

为保证施工质量，现场按照GB 50204—2015《混凝土结构工程施工及验收规范》、GB 50208—2011《地下防水工程质量验收规范》、GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》、10J301《地下建筑防水构造》、17CJ101《丙烯酸水泥防水涂料应用构造》、JC/T 864—2000《聚合物乳液建筑防水涂料》等标准采取质量控制措施。

1）施工时必须严格按照GB 50208—2011 施工，产品技术指标符合JC/T 864—2000。

2）防水层的施工应在上道工序完毕后进行。

3）实行技术交底制，施工前项目部施工员对操作工人实行书面交底。操作工人更换必须重新交底。

4）所有操作工人必须经过专业培训，并取得证件，人证相符，无证者不得上岗。

5）施工时注意坡面施工人员安全保护，同时对防渗施工材料包括聚合物涂料、加筋布妥善放置，提高施工安全及效率。

6）施工现场注意防火，严禁穿戴硬质、尖锐鞋底的鞋，尽量穿胶鞋，保护防渗层。

7）现场严格控制闲杂人员进入，避免施工过程中废水流入未干燥的防渗层表面导致破坏。增强巡视，及时发现防渗层施工过程中的破损部位，一旦破损，应进行涂料的及时修补。

5 环保措施

本工程作为输水渠道，必须保障水源的安全无污染，为此制定了以下环保措施：

1）成立施工环境保护管理机构，施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律和法规。

2）丙烯酸水泥防水涂料有很好的环保性，可通过食品卫生级检测。

3）丙烯酸水泥防水涂料储运施工暴露使用，均可达到不自燃、不助燃、无安全隐患。

4）丙烯酸水泥防水涂料由专业工厂生产，不需要现场再加工，有效地降低了施工现场噪声、粉尘及建筑垃圾的产生，有利于建筑周边的环境保护。

6 效益分析

6.1 经济效益

同SBS 防水卷材施工相比，LEAC 丙烯酸聚合物水泥防水涂料施工工法在同等条件下能有效加快施工进度，降低各种管理费用成本。

6.2 社会与环保效益

LEAC 丙烯酸聚合物水泥防水涂料，提高了施工效率，减少了材料的消耗和工人的劳动强度，该防水涂料节能环保，可以保证工程质量，提高了建筑的防水效果，响应了国家环保节能的号召，具有较好的社会和环保效益。

7 结语

通过分析LEAC 丙烯酸聚合物水泥防渗涂料在北疆大型供水渠道上的应用实践，探索了混凝土衬砌表面涂抹防渗材料进行封堵的新型防渗技术，同时论证了LEAC 丙烯酸聚合物水泥在此类工程中应用的材料和设备改进手段，提出了适用于渠道工程的施工工艺、质量控制和环保措施，为相似工程防渗处理提供了参考。