任永青，夏鑫磊

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200082）

0 引言

水務(wù)工程中常用的結(jié)構(gòu)形式可分為建筑物、大中型構(gòu)筑物、小型構(gòu)筑物和線型工程四大類，其中滲漏水情況通常發(fā)生在大中型構(gòu)筑物和線型工程中。大中型構(gòu)筑物主要包含廠站類工程中各類大中型水處理工藝水池類構(gòu)筑物、泵站以及大中型水閘等，線型工程包含各類管道工程和堤防、海塘等擋水、護(hù)岸、護(hù)坡結(jié)構(gòu)以及農(nóng)田溝渠等。目前，水務(wù)工程以現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)為主，隨著裝配式技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用，也有部分水務(wù)工程的構(gòu)筑物采用裝配式建造，但兩者都存在不同程度的滲漏情況。對(duì)于線型工程中的管道等滲漏水修復(fù)問(wèn)題已有相關(guān)的研究和案例［1］，本文重點(diǎn)結(jié)合幾處水務(wù)工程大中型構(gòu)筑物的滲漏水修復(fù)工程進(jìn)行分析總結(jié)。

1 水務(wù)工程構(gòu)筑物滲漏水分析

對(duì)于現(xiàn)澆混凝土工程而言，水務(wù)工程構(gòu)筑物的滲漏通常表現(xiàn)為混凝土收縮開(kāi)裂滲水，伸縮縫止水帶失效漏水兩類。預(yù)制裝配構(gòu)筑物的滲漏根據(jù)裝配式連接形式，主要表現(xiàn)為濕法連接由于新老混凝土面結(jié)合不充分滲水，干法連接由于止水帶防水效果達(dá)不到預(yù)期漏水。

1．1 混凝土收縮開(kāi)裂滲水

混凝土的收縮包含自收縮和干燥收縮兩類［2］，自收縮的程度取決于水灰比、膠凝材料組成、減水劑的使用、骨料品種和比例等； 干燥收縮是水泥基混凝土的固有特性，其程度取決于水泥品種、骨料類型和用量、水灰比、灰質(zhì)摻料、養(yǎng)護(hù)條件和構(gòu)件尺寸等。圖1 為某水務(wù)工程清水池壁板出現(xiàn)收縮裂縫的情況，該清水池壁板一側(cè)長(zhǎng)度80 m，設(shè)置一道伸縮縫，單塊壁板長(zhǎng)度為40 m，高3．6 m，中間設(shè)置一道2 m 寬加強(qiáng)帶，在加強(qiáng)帶兩側(cè)出現(xiàn)收縮裂縫并滲水，底板未出現(xiàn)滲漏。水務(wù)工程構(gòu)筑物的收縮裂縫與民用建筑的地下室相似，一般發(fā)生在較長(zhǎng)的底板和豎向池壁。構(gòu)筑物底板受到天然地基或樁基的約束，壁板受到底板的約束，壁板所受約束比底板大，且壁板作為豎向構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)難度較底板大，因此壁板的收縮裂縫更為常見(jiàn)。

圖1 水池壁板出現(xiàn)收縮裂縫

1．2 伸縮縫止水帶失效漏水

現(xiàn)澆混凝土伸縮縫止水帶失效漏水的原因主要有： 不均勻沉降引起的漏水； 施工不當(dāng)導(dǎo)致伸縮縫漏水； 橡膠止水帶材料不滿足設(shè)計(jì)要求引起的漏水。其中不均勻沉降和橡膠材料不合格導(dǎo)致漏水的情況較為常見(jiàn)。

圖2 為某給水工程沉淀池伸縮縫處的漏水情況，該地面式池體于2011 年建成，基礎(chǔ)底部采用砂石換填，換填深度1 m ～2 m。經(jīng)2016 年實(shí)測(cè)該伸縮縫兩側(cè)存在不小于20 mm 的沉降差且出現(xiàn)輕微漏水情況，2020 年該地區(qū)經(jīng)歷寒潮使漏水情況加劇。造成該現(xiàn)象的原因在于初期伸縮縫兩側(cè)沉降不均勻引起伸縮縫內(nèi)的橡膠止水帶變形拉裂而導(dǎo)致輕微滲漏，滲水水流對(duì)原有換填地基造成沖刷擾動(dòng)使沉降加劇，同時(shí)寒潮的冷熱交替對(duì)已破損的止水帶造成二次影響，損傷的累積導(dǎo)致了現(xiàn)場(chǎng)的嚴(yán)重滲漏。

圖2 伸縮縫兩側(cè)不均勻沉降致漏水

圖3 展示了某幾處工程伸縮縫處未按要求實(shí)施的情況，由于施工原因?qū)е侣┧幸韵聨追N情況：1） 橡膠止水帶在施工過(guò)程中定位不準(zhǔn)，止水帶中間的環(huán)形結(jié)構(gòu)無(wú)法發(fā)揮本身應(yīng)該具有的抵抗變形的作用；2） 施工過(guò)程中止水帶未有效保護(hù)，已有損傷；3） 止水帶搭接位置處，未采用熱熔進(jìn)行連接。

圖3 伸縮縫施工不合格現(xiàn)象

符合設(shè)計(jì)要求的橡膠止水帶具有抗拉和抗變形要求，自身能抵抗一定程度的不均勻沉降和壁板錯(cuò)動(dòng)變形。不滿足設(shè)計(jì)要求的橡膠止水帶延性、抗拉性能等較差，尤其是在冬季溫度較低，止水帶變脆，延性降低，池壁間距在溫度作用下熱脹冷縮，伸縮縫可能出現(xiàn)漏水。

1．3 裝配式構(gòu)筑物結(jié)合面滲水

目前，采用濕法連接技術(shù)的裝配式構(gòu)筑物技術(shù)方案主要包含現(xiàn)澆混凝土連接、超高性能混凝土（UHPC） 連接、裝配整體式（疊合板式） 結(jié)構(gòu)等。對(duì)于混凝土連接和UHPC 連接的裝配式結(jié)構(gòu)，滲漏點(diǎn)主要發(fā)生在后澆混凝土和預(yù)制構(gòu)件之間的結(jié)合面處，主要原因有以下幾點(diǎn)：

1） 結(jié)合面處先后澆筑的混凝土收縮不一致導(dǎo)致收縮應(yīng)力偏大開(kāi)裂滲水；2） 結(jié)合面處混凝土表面未清理干凈導(dǎo)致滲水；3） 結(jié)合面黏結(jié)力不足導(dǎo)致荷載較大時(shí)開(kāi)裂滲水。圖4 為某水務(wù)工程采用UHPC 連接的裝配式水池滲水情況，主要由于結(jié)合表面未完全去除浮渣、灰塵等雜物引起。采用裝配整體式建造方案的構(gòu)筑物，當(dāng)設(shè)計(jì)合理時(shí)，可以形成一道后澆筑混凝土防水層，避免出現(xiàn)結(jié)合面的滲漏源，但該方案應(yīng)用于水務(wù)工程構(gòu)筑物面臨的主要問(wèn)題是水池類構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)受力的特殊性。

圖4 采用UHPC 連接的裝配式水池滲水情況

1．4 裝配式構(gòu)筑物膠條失效

水務(wù)工程給排水廠站中水處理構(gòu)筑物主體結(jié)構(gòu)很少采用干法連接的裝配式結(jié)構(gòu)，主要原因在于其在內(nèi)水工況下的受力問(wèn)題難以妥善解決，以及對(duì)現(xiàn)有膠條的安裝質(zhì)量和使用壽命存在一定的質(zhì)疑。但在某些過(guò)路箱涵，綜合管廊等平面受力模式下的工程中，結(jié)合后張預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行建造。目前國(guó)內(nèi)常用的橡膠止水產(chǎn)品種類很多，如壓縮密封體（密封墊） 、橡膠圈、膩?zhàn)踊鶑?fù)合橡膠條、遇水膨脹橡膠條、三元乙丙橡膠條等［3－4］，其主要的防水模式以采用壓縮密封的方式為主，試驗(yàn)研究表明［5］，其防水壓力與膠條受到的擠壓力關(guān)系密切。因此，干法連接的裝配式構(gòu)筑物滲水主要原因在于：1） 防水膠條安裝表面不平整，安裝不到位；2） 防水膠條壓縮力不滿足防水要求； 3） 橡膠條質(zhì)量不足或老化嚴(yán)重。

2 水務(wù)工程構(gòu)筑物滲漏水修復(fù)

對(duì)于混凝土收縮產(chǎn)生的開(kāi)裂，根據(jù)開(kāi)裂的嚴(yán)重程度可選擇涂抹滲透結(jié)晶型涂料、灌漿、外噴涂防水等方式修復(fù)，目前已有大量的研究和案例，本文不再重復(fù)，同時(shí)采用濕法連接的裝配式構(gòu)筑物也可參照進(jìn)行。對(duì)于伸縮縫的漏水和干法連接的裝配式構(gòu)筑物膠條失效漏水，兩者有共通之處，均屬于原有縫內(nèi)防水材料失效，需要對(duì)縫隙進(jìn)行堵漏，一般可從嵌縫防水或外貼止水帶防水進(jìn)行。

2．1 伸縮縫嵌縫修復(fù)

嵌縫修復(fù)防水包括剛性防水和柔性防水兩類。剛性嵌縫防水是采用遇水硬化的防水材料灌入縫內(nèi)密封，該方案適用于基礎(chǔ)穩(wěn)定，滲漏程度較輕的情況。該修復(fù)是不可逆的，一旦灌入的密封材料硬化后與混凝土有一定的黏結(jié)力，如果沒(méi)有達(dá)到止水效果采用其他方案進(jìn)行二次修復(fù)時(shí)需要鑿除硬化的密封材料。

柔性防水采用內(nèi)置彈性密封體的方案，適用于伸縮縫處出現(xiàn)輕微滲漏的情況，同時(shí)可二次更換。圖5 為某工程連通渠道的伸縮縫修復(fù)方案，施工時(shí)首先掏出內(nèi)表10 cm 深的原伸縮縫內(nèi)的泡沫填充體，用電錘進(jìn)行縫隙清理修整，縫內(nèi)表面伸縮縫兩側(cè)混凝土邊保持平行，結(jié)構(gòu)邊角進(jìn)行倒角，保證壓縮密封體在較大范圍內(nèi)發(fā)揮密封功能，適應(yīng)縫的沉降變形，然后將圓柱狀的壓縮密封體壓入修好的縫內(nèi)，壓縮密封體和伸縮縫混凝土表面形成擠壓，來(lái)保證伸縮縫不滲漏。該方案優(yōu)點(diǎn)在于施工速度快，對(duì)于輕微滲漏的伸縮縫修復(fù)有一定效果。缺點(diǎn)在于考慮熱脹冷縮的作用，適合在溫度較低的冬季進(jìn)行，冬季伸縮縫間距最大，對(duì)密封體的擠壓達(dá)到最大，此外，需要專門的廠家提供密封體材料，如果用于給水工程，材料還應(yīng)保證滿足食品級(jí)飲用水要求。

圖5 彈性密封體嵌縫修復(fù)

2．2 內(nèi)貼止水帶修復(fù)

內(nèi)貼止水帶修復(fù)方案較為成熟，應(yīng)用較廣，適用于橡膠止水帶破損，滲水點(diǎn)較多的情況。該方案采用在水池或者渠道迎水側(cè)內(nèi)貼一圈止水帶修補(bǔ)止水，能適應(yīng)一定程度的不均勻沉降，當(dāng)試水效果不好時(shí)也可二次更換，但修復(fù)后止水帶面會(huì)高于原結(jié)構(gòu)面，需注意對(duì)設(shè)備產(chǎn)生影響。圖6 為某工程采用的內(nèi)貼止水帶方案，具體實(shí)施方案如下：

圖6 內(nèi)貼止水帶修復(fù)

1） 停水待內(nèi)部空間干燥，清理水渠伸縮縫兩側(cè)內(nèi)表面，內(nèi)側(cè)原嵌縫材料挖出，重新填充密封膠等嵌縫材料；2） 對(duì)于壁板存在錯(cuò)位的情況，采用細(xì)石混凝土澆筑修平，將伸縮縫兩側(cè)的混凝土墻面填平，為內(nèi)貼止水帶創(chuàng)造工作面；3） 在伸縮縫兩側(cè)打入膨脹螺栓或化學(xué)錨栓，施工內(nèi)貼橡膠止水帶。

2．3 輔助修補(bǔ)措施

在確定修補(bǔ)方案以前，首先要明確滲漏的原因。一般而言，若新建構(gòu)筑物在建成后不久便出現(xiàn)滲水、漏水情況，且沉降有進(jìn)一步生長(zhǎng)趨勢(shì)，需要再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況判定是否需要對(duì)地基進(jìn)行加固，起到“治本”的作用； 如果運(yùn)行多年的構(gòu)筑物發(fā)生滲漏，而水池沉降已趨于穩(wěn)定時(shí)，對(duì)地基再進(jìn)行加固對(duì)減小水池滲漏的效果不明顯，此時(shí)修復(fù)方案則以滲漏點(diǎn)的處理為主。

對(duì)于修補(bǔ)方案的選擇，也可以是采用多種方案的組合。以前嵌縫采用的密封膏主要以聚硫密封膏為主，隨著產(chǎn)品研發(fā)的進(jìn)展，國(guó)內(nèi)也逐步引入了日本應(yīng)用較廣的酮脂密封膏［6－7］，其與混凝土面的黏結(jié)力和變形性能都有顯著的改善。圖7 為某工程在原中埋止水帶完全失效后采用的修復(fù)方案，其結(jié)合了多種施工措施以確保可靠性。

圖7 組合修復(fù)方案

3 結(jié)論

本文結(jié)合水務(wù)工程中幾處典型的滲漏修復(fù)案例，分析了造成構(gòu)筑物滲漏的主要原因并總結(jié)了相關(guān)處理措施，得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1） 現(xiàn)澆構(gòu)筑物的滲漏通常表現(xiàn)為混凝土收縮開(kāi)裂滲水，伸縮縫止水帶失效漏水兩類；裝配式構(gòu)筑物的滲漏表現(xiàn)為結(jié)合面開(kāi)裂滲水和膠條失效漏水。

2） 伸縮縫漏水的修復(fù)方案主要有嵌縫修復(fù)和內(nèi)貼止水帶修復(fù)兩類，嵌縫修復(fù)適用于滲漏程度較輕的情況，內(nèi)貼止水帶適用性廣但對(duì)結(jié)構(gòu)面有影響。

3） 實(shí)際工程選擇修復(fù)應(yīng)該首先分析滲漏原因以確定是否需要進(jìn)行地基加固處理，此外可按需求選擇多種方案組合使用。