郭志全，吳曉峰

(1.浙江省第一水電建設(shè)集團股份有限公司，浙江 杭州 310051;2.浙江梯梯建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315709)

大型長距離輸水渠道伸縮縫嵌縫材料是剛性材料渠道防滲工程和防止襯砌結(jié)構(gòu)破壞的一個重要問題.渠道伸縮縫滲水會造成水量損失，冬季滲漏水更會造成凍脹，引起襯砌結(jié)構(gòu)破壞從而危及渠道運行安全.在實際渠道工程應用中，剛性材料襯砌渠道多用瀝青砂漿、油氈、聚氯乙烯膠泥(或焦油塑料膠泥)等伸縮縫止水材料.這些材料受氣溫影響較大，高溫流淌，低溫脆裂，易老化且不環(huán)保，沒有較好地解決生產(chǎn)中的問題［1］.為滿足技術(shù)標準較高大型長距離輸水渠道要求，嘗試采用性能優(yōu)，費用低，運行效果好，施工技術(shù)簡便，適應氣候變化的新型伸縮縫嵌縫止水填料，對于防止渠道襯砌結(jié)構(gòu)破壞，保證渠道運行安全非常重要.

1 工程概況

北疆一大型引水工程輸水渠道全長162 km，承擔著106000 hm2耕地灌溉用水的任務，渠道斷面為梯形，設(shè)計輸水流量75 m3/s，屬大(Ⅰ)型Ⅰ等工程，工程主要由輸水明渠、無壓輸水隧洞及配套渠系建筑物組成.根據(jù)渠道結(jié)構(gòu)設(shè)計，以長度20 m為一個隔梁段，每個隔梁段設(shè)有四道橫向伸縮縫，縫斷面形式矩形，伸縮縫的寬度為20 mm，縫深為60 mm.據(jù)當?shù)貧庀笳镜臍庀蠼y(tǒng)計資料顯示:多年平均氣溫為7.4℃;極端最高氣溫為37.4℃;極端最低氣溫為－37.6℃，是我國的寒冷地區(qū)之一.

根據(jù)規(guī)范［2］剛性材料渠道防滲結(jié)構(gòu)應設(shè)置伸縮縫，伸縮縫寬度應根據(jù)縫的間距、氣溫變幅、填料性能、施工要求等因素確定，宜采用粘結(jié)力強、變形性能大、耐老化、在當?shù)刈罡邭鉁叵虏涣魈?、最低氣溫下仍具柔性的彈塑性止水材?渠道引水工程伸縮縫處理較多采用的嵌縫材料如瀝青砂漿、焦油塑料膠泥、塑料油膏等，近年來隨著渠道防滲工程技術(shù)的迅速發(fā)展和高分子材料的廣泛應用，水利工程開始應用聚氨酯砂漿［3］、水工 SBS改性瀝青［4］膏等新型嵌縫材料，其使用性能各不相同.結(jié)合本工程中使用的聚氨酯砂漿、水工SBS改性瀝青膏兩種嵌縫材料的基本性能、使用情況、施工工藝、造價費用等進行比較分析，總結(jié)在實際施工中嵌縫材料的選擇和使用經(jīng)驗，以利在今后工程的選擇使用.

2 嵌縫材料選擇

2.1 嵌縫材料選擇原則［5］

(1)耐水，耐疲勞，黏結(jié)力強，防滲效果好;

(2)適應變形能力強，防凍脹，使用壽命長;

(3)炎熱夏季不發(fā)粘，不流淌，表面無壅起，穩(wěn)定性好，寒冷冬季不脆裂，彈塑性能好;

(4)無毒無害，可灌性好，可塑性好，施工質(zhì)量容易控制;

(5)施工工藝簡單，原材料質(zhì)量穩(wěn)定，造價較低.

2.2 伸縮縫嵌縫材料比較

(1)聚氨酯砂漿

聚氨酯砂漿是聚氨酯與砂漿按4∶6(重量比)配制而成的一種防水嵌縫材料.施工工藝為將聚氨酯甲乙兩組按1∶4的比例調(diào)配好后，加熱至140℃～170℃，水洗砂加熱至160℃，將聚氨酯和砂按設(shè)計配比裝入容器內(nèi)攪拌均勻，即成聚氨酯砂漿.趁熱用膩子刀切取聚氨酯砂漿嵌入縫內(nèi)，用膩子刀抹壓實，使嵌縫料與縫壁粘結(jié)，表面低于預制混凝土板0.5 cm刮平修飾定型.根據(jù)現(xiàn)場施工情況，聚氨酯砂漿要求即配即用，冷卻后不利于與縫壁的粘合，并且凝固后不能再重新加熱使用.

聚氨酯砂漿的優(yōu)點是具有聚氨酯材料的一般物理力學性能，粘結(jié)強度較高，高溫不流淌，低溫不脆裂，耐老化，凍融后變形收縮小.缺點是造價較高;對水洗砂子的細度模數(shù)、含泥量要求較高，烈日暴曬下，表面砂粒易脫落;聚氨脂砂漿填縫施工后24 h方可固化，6～7 d才能達到最大粘接強度，對氣候條件要求較高.

(2)水工SBS改性瀝青膏

水工SBS改性瀝青膏是改性瀝青與水泥(礦粉)按4∶6(重量比)配制而成的一種防水嵌縫材料.施工工藝為將水泥加熱180℃ ～200℃，改性瀝青加熱170℃ ～180℃，將瀝青和水泥按設(shè)計配比裝入容器內(nèi)攪拌均勻，即成水工SBS改性瀝青膏，用帶嘴容器對縫進行分層灌注，灌注溫度120℃ ～130℃.一次灌筑量保證最低處不溢流，待下層溫度降低至80℃以下再進行上層灌注，灌滿為止.待表面溫度降至80℃以下用鋒利鏟刀騎縫鏟除多余嵌縫材料，并將嵌縫材料表面修整成凹形，以利界面防裂.根據(jù)現(xiàn)場施工情況，改性瀝青膏灌縫溫度控制在140℃以上，瀝青膏的流動性和自密性強，灌縫效果好，灌縫后縫面平整度，光滑度好，與混凝土面粘合牢固.當溫度低于120℃后，瀝青膏的流動性和自密性較差，灌縫效果明顯下降.將瀝青膏重新回爐加熱到140℃以上，再灌，效果同前，平整度，光滑度、牢固性均好.由此得出結(jié)論，施工時改性瀝青膏灌縫溫度必須控制在120℃以上，低于此溫度需重新對瀝青膏加熱后再灌，以確保灌縫質(zhì)量.

水工SBS改性瀝青膏的優(yōu)點是具有良好的彈性恢復能力，可以抵抗氣溫變化引起的溫縮裂縫;具有良好的粘附性，與水泥混凝土的粘附性可以達到五級;具有良好的高低溫性能，高溫不流淌、低溫不開裂;具有良好的防水性，密封效果突出.缺點是在施工過程要嚴格控制原材料的加熱溫度和灌注溫度，施工現(xiàn)場注意防火，施工人員要認真做好防燙傷保護措施.

2.3 技術(shù)、經(jīng)濟比較

工程施工所用的兩種嵌縫材料聚氨酯砂漿和水工SBS改性瀝青膏，結(jié)合現(xiàn)場施工試驗資料及實際投入對這兩種嵌縫材料的技術(shù)性能和造價進行分析比較，分析結(jié)果見表1.

由附表可知，水工SBS改性瀝青膏在適應氣溫變幅能力要優(yōu)于聚氨酯砂漿;并且在每米造價的實際投入方面差距更大，相比之下使用水工SBS改性瀝青膏做的嵌縫材料在工程投資和節(jié)約成本方面更有優(yōu)勢.

表1 嵌縫材料技術(shù)性能及造價對比表

3 結(jié)語

為了使材料的性能得到充分發(fā)揮，同時使工程經(jīng)濟投入得到有效的節(jié)省，經(jīng)過對兩種嵌縫材料技術(shù)性能、施工工藝及造價的比選，以及新疆地區(qū)夏季干燥、炎熱，冬季寒冷的特點，并結(jié)合工程實際應用和后期運行管理檢驗證明，輸水明渠伸縮縫采用水工SBS改性瀝青膏進行灌縫處理，填充效果好，黏結(jié)力強防滲性好，抗變形能力強，尤其低溫柔軟等優(yōu)良性能，灌縫質(zhì)量完全可以滿足設(shè)計和后期運行管理的要求，除具有聚氨酯砂漿相近的物理力學性能和施工工藝外，造價較低是其最大的優(yōu)點，因此綜合分析比較造價、施工和材料的耐久性，水工SBS改性瀝青膏是北方寒冷地區(qū)要求較高的大型引水渠道伸縮縫嵌縫材料的較理想選擇，是在大型引水渠道施工中值得推廣的嵌縫材料.

［1］何武全，劉群昌.我國渠道襯砌與防滲技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］.中國農(nóng)村水利水電，2009(6):3 －6.

［2］中華人民共和國水利部.SL 18—2004渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2004.

［3］李敬瑋，郝巨濤，韓本正.彈性聚氨酯填縫止水密封材料的研究［J］.水利水電技術(shù)，2005，36(11):93 －95.

［4］劉增宏，郝巨濤，付元茂.適應水利工程施工特點的SBS改性瀝青研制［J］.中國水利水電科學研究院學報，2005，3(3):205－207.

［5］國家發(fā)展和改革委員會.DL/T 949—2005水工建筑物塑性嵌縫密封材料技術(shù)標準［S］.北京:中國電力出版社，2005.