聚氨酯防水材料在武川分干渠裂缝处理中的应用

摘要：文章介绍了聚氨酯防水材料的基本特征、技术参数、施工工艺，并结合实际运行管理经验和现场施工实践，提出了聚氨酯防水材料在引大入秦工程武川分干渠裂缝处理中的施工方法和注意事项等。

关键词：聚氨酯防水材料；裂缝处理；武川分干渠；引大入秦工程；水利工程 文献标识码：A

中图分类号：TV223 文章编号：1009-2374（2015）10-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0881

1 工程概况

引大入秦工程武川分干渠位于甘肃省白银市武川乡境内，承担着向白银市城市供水和沿线农业灌溉的重要任务。该地区地势总体上北东高、南西低，地形、地貌属陇西高原西北边缘厚层黄土覆盖中低丘陵凹陷槽地的山间盆地，梁峁丘陵地貌。海拔1700～2300m之间，属于典型的温带半干旱气候。年平均降水量204.3mm，年蒸发量2004mm，年平均气温7.9℃，极端最高温37.3℃，极端最低气温-26℃，最大冻土深度1.19m。多年平均风速1.9m/s，最大风速25m/s，风向多西北，温差大、干旱少雨，相对湿度51%。渠道地基岩土主要为中～强湿陷性的粉质壤土和中～弱湿陷性老黄土。

武川分干渠工程全长25.363km，共有隧洞61座，管道3座，渡槽5座，明渠5.120km，暗渠长0.253km，分水口29座，各类建筑物54座。设计流量2.72～3.3m3/s。

2 渠道裂缝的成因分析

2.1 反复冻胀和融沉引起

岩土产生冻胀的主要因素有：（1）起始含水率越高冻胀越严重；（2）缓慢冻结速率会出现最大冻胀量；（3）粉土含量越高冻胀越大。该工程地基在岩土上，渠道地处强湿陷性的粉质壤土和老黄土地带，含水率较高，冻胀量较大，冬季较长，每年冻胀和融沉破坏较为严重，是裂缝形成的主要原因之一。

2.2 渠道基础渗水造成沉陷引起

工程裂缝多产生在渠道和隧洞连接段及隧洞侧周处，在内水（施工缝、伸缩缝开裂）和外水（灌溉回归水、雨水）的包裹渗入情况下，势必造成局部沉陷进而使砼自重和应力不均产生拉裂，形成不同程度纵横、环向多种交错出现的裂缝。

3 聚氨酯防水材料

3.1 基本特征

聚氨酯防水材料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的防水材料。该类材料为反应固化型（湿气固化）材料，对基层变形的适应能力强。具有以下特点：（1）能在潮湿或干燥的各种基面上直接施工，质轻，不增加建筑物负载；（2）产品具有高强度、高固含量、高延伸率、黏结力强；（3）与基面粘结力强，涂膜中的高分子物质能渗入到微细缝内，追随性强；（4）高延伸率，涂膜对基层伸缩或开裂的适应性强，抗拉性强度高；（5）耐候性好，高温不流淌，低温不龟裂，优异的抗老化性能，耐酸碱侵蚀；（6）涂膜密实，防水层完整，无裂缝，具有防水隔气功能；（7）绿色环保，无毒、无味、无污染。

3.2 技术参数

聚氨酯防水材料的技术参数执行标准（GB/T19250-2003），如表1所示：

3.3 施工工艺

聚氨酯防水涂料施工工艺分表面处理和涂刷处理两部分：（1）表面处理。表面处理时要将裂缝及周围的所有杂物清理干净，保证表层平整、干净，无杂物无积水；（2）涂刷处理。施工简单但工艺要求必须做到，要点是：使用前应搅拌均匀；裂缝表面及周围必须干净无杂物；涂刷时保证均匀且无漏涂；应尽量保证防水材料浸透玻纤布等增强材料，减少气泡和孔洞；注意稀释剂、缓凝剂和促凝剂的合理使用。

4 聚氨酯防水材料在武川分干渠裂缝处理中的应用

4.1 相关情况说明

聚氨酯防水材料在建筑工程防水处理中应用较多，将此材料应用在水利工程中是一个大胆尝试，对武川分干渠裂缝进行处理是在对局部区域内进行实验的基础上展开的，裂缝主要分布在连接段、渐变段上和个别隧洞内。推广使用后可作为渠道裂缝处理的新措施。

4.2 施工方法

（1）基层处理：用铲刀和钢丝刷将黏在裂缝表面和里面及裂缝左右（宽度至少15cm）基面上的泥土和杂物刷掉，清扫干净，潮湿或有水时用喷灯做烘干处理。表面必须平整，裂缝（凹陷）处较大时要用1∶3水泥砂浆填平；（2）第一层涂膜：将材料倒出搅匀，用滚动刷或油漆刷蘸材料均匀地涂刷在基层表面，不得过薄也不得过厚，覆盖即可；（3）裂缝处填充形成浸入层：将材料用油漆刷蘸材料在裂缝处点涂至防水材料浸入裂缝中，填充黏接起到防水的作用；（4）第二层涂膜：第一层和浸入层材料固化后，将材料用橡胶刮板或油漆刷刮涂一层，厚度要均匀一致，刮涂方向必须与第一遍刮涂方向垂直，刮涂量以覆盖底层为宜；（5）玻璃纤维布增强层：第二层涂膜未完全固化时，将玻璃纤维布（宽度至少10cm）平整的铺设黏接在涂膜上，压平压实，应尽量保证防水材料浸透增强材料，减少气泡充分黏接，以保证增强材料的良好加强效果；（6）第三层涂膜：第二层涂膜固化后进行第三遍刮涂，刮涂量以完全覆盖玻纤增强层为宜；（7）裂缝处加强层：在第三层完成后，随即在裂缝处进行再次涂刷以补强防水材料，形成裂缝处的加强层，以最大限度地保障裂缝处有最优的防水效果。涂完未固化时，可在涂膜表面稀撒砂粒，以缓止防水材料的日照老化。在施工过程中一定要提前准备好主料和辅助材料，如材料黏度过大不便涂刮时，可加入少量稀释剂进行稀释。如材料涂刷后固化过快，影响施工时，可加入少许缓凝剂；如涂膜固化太慢，可加入少许促凝剂。

4.3 注意事项

使用聚氨酯防水材料进行裂缝处理时，在施工中应注意以下事项：（1）施工温度应在5℃以上为宜；（2）不能在雨天施工（勿掺入水分），否则影响成膜效果；（3）请注意产品的防冻贮存，贮存温度不低于0℃；（4）施工中按要求涂膜均匀，无堆积漏涂现象；（5）施工时请采用合适的防护措施，如手套、口罩等。

5 结语

聚氨酯防水材料应用在武川分干渠裂缝处理工程施工中，经过两年的实验和大面积应用，得到了长时间、大流量通水运行的检验，裂缝覆盖效果明显无变化，质量稳定，经久耐用，起到了防渗防漏的作用，达到了方便快捷、经济实惠、防渗明显的预期效果。

作者简介：毛登权（1978-），男，甘肃景泰人，甘肃省引大入秦工程管理局工程师。

（责任编辑：秦逊玉）