浅谈湿陷性黄土地区防水混凝土池体质量控制措施

张 汉，王毅凡，王嘉玺

（陕西省桃曲坡水库灌溉中心,陕西 铜川 727031）

随着社会高速发展,城乡公共供水设施不断扩展,储水池、调节池等防水混凝土得到了更加广泛的应用。但在工程实际管理及应用过程,由于工程经验不足、措施不力,往往会发生池体渗漏等现象,增加工程维护和运行成本,造成工程安全隐患和物力财力上的浪费。笔者通过工程实例,总结经验,系统分析各类池体漏损原因及质量控制措施,以期为类似工程提供借鉴。

1 概况

西北地区某地表净水厂,主要承担城市居民生活和周边工业制水任务。厂内现有供水生产线两条,日供水能力5 万m3/d,目前实际日最高供水量4.4 m3/d。处理工艺为：不锈钢网格反应池→斜管沉淀池→V型滤池→消毒→清水池→城区管网。

该净水厂生产工艺过程产生废水总共约900 m3/d（制水总量的2%以下）,主要来自两部分,一部分为反应池、沉淀池排泥水,一部分为滤池反冲洗排水。由于净水厂的水源取自上游10 km外的桃曲坡水库,该水源为《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中的Ⅲ类以上,所以处理工艺主要去除水中的浊度及病原微生物,以上排泥水主要污染物为悬浮物。为了响应国家建设节约型、绿色、环保供水企业要求,该净水厂2020 年年底启动建设生产废水回用利用工程,近期先建设一座废水回用调节池,主要把收集的生产废水在调节池进行预沉淀,然后把上清液通过提升泵进行回收利用,每年可节约水资源32.8 万m3。远期建设一座污泥处理车间,主要把沉淀后的污泥进行脱水,泥饼进行无害化处置。本论文围绕该生产废水回用利用调节池工程的防水质量控制措施展开。

生产废水回用工程调节池由滤池反冲洗调节池和沉淀池污泥水调节池两部分构成。调节池池体设计概况如下：池体采用C30钢筋混凝土,池体混凝土防渗等级为S6,水灰比不大于0.5。池体尺寸33 m×11 m×5.6 m（见图1）,有效容积1700 m3,地板厚度0.55 m,池壁厚度0.4 m,池体中间加一道隔墙。为提高防水性能,设计中要求池体混凝土内壁采用多功能高效防水涂料进行喷涂。该工程长期满水运行,为避免对周边建筑物及地基造成渗漏塌陷危险,需严格控制地基处理质量和混凝土防水质量。

图1 生产废水（调节池）平面布置图

2 水池主要渗漏原因分析

常见给排水水池工程出现渗漏原因,主要归纳为以下几个方面：

（1）混凝土配合比控制不合适,特别是外加剂配比不当和坍落度控制不当,导致混凝土抗渗性能达不到；

（2）施工缝和止水带处理不当,造成漏水点或渗水通道；

（3）混凝土浇筑质量控制不好,在浇筑过程出现漏振、欠振或超振,造成混凝土表面蜂窝麻面或裂缝、烂根等现象；

（4）穿墙套管及模板止水螺栓等细节处处理不当造成漏浆渗水等。

常见渗漏工程案例见图1。

图2 常见渗漏工程案例示意图

3 主要防渗施工措施

防渗混凝土配合比不合适时会直接影响池体强度和抗渗性。抗渗混凝土配合比的计算方法和试配步骤除应遵守普通混凝土配合比设计的规定外,还应注意骨料选择及坍落度控制。

胶凝材料≥320 kg/m3；水泥用量≥260 kg/m3;砂率35%～40%；粗骨料宜采用连续级配,其最大粒径不宜大于40 mm,含泥量≤1.0%,泥块含量≤0.5%；细骨料的含泥量≤3.0%,泥块含量≤1.0%。坍落度120 mm～160 mm,水胶比≤0.5。

本工程选用西安某建筑材料公司生产的高性能纤维膨胀抗裂剂,加量为水泥用量的7.8%。粉煤灰掺用时通常是按照《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ 146-90）的规定,本工程采用二级粉煤灰（适用于钢筋混凝土和无钢筋混凝土）,掺加量为普通硅酸盐水泥用量的21%。本工程配合比见表1。

表1 工程配合比

注意,试配抗渗水压值比设计值提高0.2 MPa；抗渗试块留置每500 m3留置1组,每单位工程不少于2 组。

（1）施工缝处止水带的施工质量控制

本工程设计中在混凝土底板和侧墙浇筑之间考虑设置水平施工缝,具体位置为底板以上300 mm的侧墙高度处。而施工缝处的止水带质量控制是关键环节。

首先是止水带的选择,止水带一般有橡胶止水带、钢板止水带、钢边橡胶止水带、遇水膨胀止水条、迎水面外涂防水涂料等多种形式。橡胶类止水带容易遇雨水淋湿而造成提前膨胀,或模板加固和振捣过程位移,止水效果降低。本工程采用300×4 止水钢板。

其次,施工过程需控制好止水钢板的位置、埋深、加固、搭接等环节。止水钢板位置应为所在结构部位截面的中间位置,埋深应为止水钢板宽度的中间值,止水钢板折边所形成的凹面应朝向迎水面。止水钢板规格符合要求,折边30 mm～50 mm,两块止水钢板的搭接不应少于50 mm～100 mm,搭接处双面满焊。在钢板止水带下口焊短钢筋,以支撑钢板,短钢筋一般间隔不大于2000 mm,间距过小则增加成本和工作量,间距过大则钢板止水带易弯曲,浇筑混凝土时受振动易变形。止水钢板与钢筋焊接时严禁焊穿钢板或与钢板有空隙。

（2）混凝土浇筑过程质量控制

浇筑混凝土前,应清除表面浮浆和杂物,然后铺设高标号砂浆或涂刷混凝土界面处理剂、水泥基渗透结晶型防水涂料等材料,再铺30 mm～50 mm厚的1∶1水泥砂浆,并应及时浇筑混凝土。混凝土施工过程应严格控制混凝土塌落度在160 mm～180 mm。混凝土浇筑每层厚度应严格控制,浇筑层厚度≤振捣棒作用部分长度的1.25 倍。本工程采用50 型振动棒（作用部分长度38.5 cm）,混凝土分层厚度400 mm。现场制作五根混凝土浇筑厚度控制杆（在50 mm×25 mm×2000 mm木条上刷黄油漆,自下而上每400 mm用红油漆标上刻度,刻度字体要大而醒目）随时探测、调整混凝土（包括基础梁、柱、墙、梁混凝土等）浇筑厚度。振捣间距不得大于振捣棒作用半径的1.5 倍,振捣时应插入下层50 mm。混凝土下落高度超过1.5 m,输送混凝土时应使用串筒或溜槽。为了防止混凝土后期收缩开裂,应保证混凝土养护时间至少14天。

（3）穿墙管道套管及止水螺栓的选择注意事项

储水池一般涉及混凝土侧壁进出水管、溢流管穿墙等问题,在这些部位会因结构钢筋密集、管底人为漏振、套管与管体缝隙防水处理不当等原因造成后期渗水,施工时需加以重视。在制作防水套管时,翼环和套管厚度应符合规范要求,防水套管的翼环两边应双面满焊,且焊缝饱满、平整、光滑、无夹渣、无气泡、无裂纹等现象。焊好后,把焊渣清理干净,再刷两遍以上的防锈漆。在安装时,须严格控制安装位置和标高,套管两端用钢筋再用油麻、石棉水泥填充,填充后紧密捣实,施工结束后应进行及时养护。

本工程钢筋混凝土浇筑时规避了传统止水螺栓,选用新型三段式止水螺栓,其具有安拆方便、对混凝土扰动小、止水效果良好等特点,整个工程满水试验证实在拉杆处未出现渗漏现象。

（4）其它强调

根据工程地勘报告,本工程所处场地属自重湿陷性场地,湿陷等级为Ⅲ级,此类工程的地基处理设计及地基施工质量也将影响着混凝土池体的防渗安全性。工程设计地基处理类型多采用桩基及灰土垫层复合地基形式,需结合当地经验慎重确定地基形式,对于选用孔内深层强夯地基时需充分考虑土的含水量对桩间挤密效果的影响。施工过程需严格依据《湿陷性黄土地区建筑标准》（GB 50026-2018）和《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）等相关技术规范控制地基施工质量。

为提高防水性能,本工程设计中要求池体混凝土内壁采用多功能高效防水涂料进行喷涂。需要注意的是,涉及用于饮用水回用等涉水池体,如选用防水涂料、防水砂浆、防腐漆时,需核查相应涉水环保检验报告等产品安全证明,必要时做生物观测试验,确保防渗池体无污染。出现微量部位漏水点,可采用新型聚氨酯堵漏剂进行注射补漏,其遇水膨胀可达到迅速止水补漏效果（见上右下角图效果）,其具有高膨胀、不收缩、结构补强好的特点。

满水试验是检验防渗混凝土池体施工的重要环节,应依据《给水排水构筑物施工及验收规范》（GB 50141-2008）进行池体渗水量测定。

4 结语

综上所述,对于设计为自身抗渗防水的混凝土施工中,对施工能力提出更高的要求,期间可能会因地基沉降、混凝土配合比不当、施工振捣环节失控、止水带和螺栓细节处理不到位等原因造成池体渗漏,这些环节均有针对性经验措施,只要施工过程中重视落实质量管控措施,可以确保整体工程质量,从而实现满水试验无渗漏的合格产品目标,这样不仅利于缩短工程建设周期,且工程质量、安全、经济等方面均可做到兼顾。相信今后会有更多更好的创新技术应用到此类防渗池体质量控制中去。