大型输水渡槽结构缝渗水处理技术

郑晓阳，陈嘉敏

（中国南水北调集团中线有限公司河南分公司，河南 郑州 450000）

1 结构缝渗水处理的背景及必要性分析

针对南水北调输水渡槽结构缝渗漏水问题，为确保南水北调工程安全和供水效益，有必要开展输水渡槽结构缝处理技术研究。

2 结构缝渗水原因分析

2.1 渡槽自身的原因

渡槽的结构性能直接关系到渡槽的使用性能，如果渡槽自身的结构不合理，结构缝过宽或过窄、止水带选型不合理、止水带位置布置不合理等都可能导致止水带使用寿命缩短或止水带止水效果不佳等问题。在结构方面，结构缝预留止水槽的宽度、形式，预留钢筋的布置等均对止水效果有一定的影响。

在止水材料方面，橡胶止水常用于渡槽结构缝防水，但结构缝部位橡胶止水容易受到温度的影响；紫铜止水具有延展性好、造价相对较高。

2.2 施工原因

渡槽结构缝施工过程中作业不规范也是导致后期结构缝渗水的主要原因。

3 结构缝渗水处理

3.1 水下修复技术

水下修复技术可以在确保输调水工程正常供水的工况下开展，具有施工工艺简单，经久耐用，不损坏工程主体结构，不影响供水水质等特点。此技术结构简单，易于操作，处理方式虽以表面封闭为主，但充分考虑结构缝的变形及结构缝处理耐久度要求，处理时采用SR柔性材料和SR鼓包形式对结构缝进行封堵，表面采用盖片保护和螺栓紧固。该施工方案所采用的SR 柔性材料具有密封性好、耐久性强、变形能力强等特点，非常适用渡槽结构缝这种受热胀冷缩影响明显的部位，同时在水下黏结剂、密封胶、盖片、不锈钢压条的共同作用下，结构缝处理的防渗能力和变形适应进一步提高，采用不锈钢螺栓、压条大幅提高了施工效率，同时具有耐久性好的特点。

3.2 干场修复技术

干场修复技术，适用于多槽布置且检修段槽体内水体相对较少的渡槽，该项修复技术一般在小流量输水期开展，首先是排空作业，其次通过拆除原止水带结构、更换新止水带、不等边角钢压固止水带、回填细石混凝土或环氧砂浆、表面手刮聚脲封闭，最终完成结构缝渗漏水处理。

4 主要技术创新点及特点

4.1 水下修复技术

①在不停水工况下完成结构缝检修，在结构缝检修时最大程度确保南水北调工程供水效益。②SR柔性材料、盖片、不锈钢螺栓等材料的合理应用，耐久性更高，更适应结构缝部位热胀冷缩、持续水压力等不利影响，同时不加剧原止水结构的破损最大程度保护原止水结构。③用水中检查渗漏点，渗漏的位置查找更为准确，渗漏的处理也更为精准，处理效果更为直观。④该项目施工不受气温、天气等外界因素影响，具有工艺先进、易于施工、适应性强等优点。

4.2 工场修复技术

①采用环氧结构胶固定新橡胶止水带并对操作间隙进行封堵，截断了渗漏通道，使得U 形橡胶止水带和槽身的混凝土结构结合得更加紧密。②在回填槽口后又对槽口和混凝土结构接缝部位涂刷了防水涂料，进一步隔断了渗水通道。③创新地使用了方钢压条，止水带压板下方固定有两个方钢压条，方钢压条压接在翼边上方，由于方钢压条有较好的平顺变形能力，使得压板与橡胶止水之间压力传导更均匀，在提高橡胶止水使用寿命的同时，进一步提升橡胶止水周边的密闭性。④止水槽内回填细石混凝土或环氧砂浆，提高了结构缝部位混凝土的防渗能力。⑤手刮聚脲对结构缝两侧1.50 m范围进行封闭，进一步提升了结构缝部位防渗能力。⑥该项技术在渗水处理的同时可以更好地检查处理渡槽槽体其他缺陷，使得各种缺陷处理更彻底。⑦涂刷聚脲后，可以起到防止淡水壳菜在槽壁附着生长，有效的避免了淡水壳菜对槽体混凝土的侵蚀破坏，提高的渡槽混凝土耐久性。⑧具有施工作业面大、条件好，处理简单，人员设备可大量投入，施工质量、进度更易保证等优点。

5 国内渡槽结构缝修复处理技术对比

5.1 水下修复技术国内技术比较

在不停水的运行工况下，传统的国内渡槽结构缝修复处理技术化学灌浆处理和铺设环氧胶粘贴橡皮、氯丁胶片或塑料止水带等柔性材料的处理方式，陈莉（2019）指出官山渡槽采用结构缝中嵌入聚氨酯等防渗漏材料一般寿命周期在1-2 年左右。南水北调属于大型输水工程，渡槽单个跨度在30 m，跨度较大，受温度、热胀冷缩、长期水压力、风化等因素的影响，经以上处理方式处理的结构缝洇湿、渗水问题得不到有效解决，主要原因为，外侧聚氨酯灌浆和化学灌浆，冬季温度收缩变化大，容易再次出现渗水；因基础面不容易找平，单排螺栓不容易保证压实效果。

另一种渡槽结构缝外侧处理方式是采用缝内嵌柔性填料缝面安装钢板支撑防止填料脱落（滕玉楠，2015），外部加装钢板的方式固定填缝材料，因钢板的刚性大，承受变形小，钢板固定后容易造成破坏，该处理方式一般使用寿命也在1-2年左右。

此水下修复方式不同于传统处理方式，直接在不停水工况下实施水下作业，减少了因停水造成的经济损失，通过降低维修频次、缩短维修时间，快速高效解决渗水问题，实现在正常输水流量不停水检修条件快速修复，节省了施工时间，降低了维修成本，而且提高了施工质量，可操作性强，理论寿命周期在10年以上。自2017年2月该技术应用以来，已经历长达7年的运行考验，处理后的结构缝止水效果好，效果非常显著。

5.2 干场修复技术国内技术比较

目前国内干场修复技术多采用刻槽修复，方广文（2017）在赵山渡引水工程渡槽结构缝修复时，采用将原结构缝两侧混凝土切割成矩形凹槽，在SR塑性止水材料表面粘贴1层SR防渗盖片，两侧用不锈钢膨胀压条与螺栓固定，膨胀条安装后，遇水后具有膨胀特性，使用寿命一般不超过2年。通过不锈钢板保护SR 胶，防止SR 胶溢出，因SR 没有起到阻水作用，长时间的浸泡，容易从钢板外围推移出来，结构稳定性较差。

通过分析结构渗漏原因，总结往年渗漏处理施工难点，此技术提出由一般工程采取面-面接触的平压板结构调整为线面接触的压板焊接压筋结构，大大提高了压板止水效果。压板式止水效果受紧固面的平整度制约，黏合式止水受接缝变形和黏结力制约，此技术采用压板式和黏合式相结合的止水结构，采用3～5 mm 厚环氧结构胶替代橡胶止水带与混凝土基面之间柔性黏接材料，采用不锈钢角钢替代平钢压板，有效解决了改造工程基面平整度找平问题和增加了不同止水材料之间有效连接和封闭，大大降低了施工难度，提高了止水效果，同时此技术结构缝设有橡胶止水，耐久性大大提高，使用寿命理论超过10年。

6 结语

国内外引水工程渡槽结构缝渗漏较为普遍，渡槽结构缝止水年久失修产生的渗漏，不仅造成水资源浪费，渗漏会使配筋产生锈蚀，进而危及工程结构安全。采用两种修复技术充分考虑了渡槽的结构形式、规模、南水北调的供水特点及综合效益等方面，有效解决了渡槽渗漏水问题，对比现有的处理技术，该结构缝渗水处理技术在国内处于领先水平，在南水北调中线工程的广泛应用，产生了巨大的社会经济效益。