浅析水工建筑物伸缩缝渗漏问题处理措施

昌 魏 任 轶 孙晓燕

（作者单位：江苏省灌溉总渠管理处 223200江苏省淮沭新河管理处 223005）

一、工程概况

1.二河新闸工程背景

二河新闸工程地处江苏省淮安市清江浦区和平镇境内，位于淮河入海水道与二河的交汇处，是淮河入海水道的第一级控制工程，其主要任务是承泄洪泽湖洪水。新泄洪闸共10 孔，单孔净宽10m，总宽度120.08m，顺水流方向长21.0m，底板面高程为6.0m，设计泄洪流量2270m3/s，强迫泄洪流量2890m3/s。泄洪闸左右岸墙为空箱式结构，上下游翼墙为空箱式和扶壁式结构。公路桥为预应力混凝土空心板结构，汽-20 设计，挂-100 校核。工作闸门为弧形钢闸门10 扇，配固定卷扬式启闭机10 台套。左右岸堤防及子堤堤顶设有混凝土或泥结碎石路面。二河枢纽新泄洪闸为I 等大（1）型水闸。右堤为1 级堤防，左堤及子堤为2 级堤防，工程按7 度抗震设防。

2003年淮河大水，二河新闸开闸33 天，下泄洪水44.8 亿m3，确保了洪泽湖以东大片地区的防洪安全，工程建成后的第一年即创造了很大的经济效益和社会效益。淮河入海水道工程建成后经历了2003年、2007年两次流域性洪水和2010年、2017年、2018年的小流量行洪，累计泄洪量近80 亿m3，有效地缓解了洪泽湖的防汛压力。

2.问题现状

伸缩缝是为了防止建筑物因气候变化产生裂缝而预留的构造缝，可有效减少裂缝的产生，但同时增加了防水难度。二河新闸工程共有五块底板，左右两个岸墙总共6 条伸缩缝，由于原伸缩缝处理方式不当及外界环境影响，造成了一定程度的渗水，影响启闭机房内设备的安全，虽每年维修养护处理渗水，但无法从根本上解决问题。

二、工程处理目标及内容

本工程主要对启闭机房屋顶伸缩缝渗漏问题进行防水处理及进行嵌填和封闭涂刷处理，旨在彻底解决启闭机房屋面渗水问题，改善屋面伸缩缝处防水性，并使其具有一定的抗形变能力，提高混凝土基面的耐久性和安全性，保证其安全稳定和长久运行的能力。

三、具体技术方案

1.处理原则

启闭机房屋顶的伸缩缝原先做过一次防水处理，由于之前修补时开槽较大，约为10cm×10cm，此次修复需先嵌填5cm 厚的GMT 高性能改性聚合物修补砂浆，填缝的同时，增加屋顶强度。因砂浆为刚性材料，在涂刷时需本身预留3cm 宽伸缩缝，使用聚乙烯闭孔泡沫板进行嵌填，防止因热胀冷缩等原因导致聚合物砂浆产生裂缝或与基面脱开，然后嵌填双组分聚氨酯密封胶，深度约5cm，待密封胶实干后，以伸缩缝为中心线，左右各20cm 范围内，使用单组分（脂肪族）聚脲防水涂料进行封闭处理，将伸缩缝渗漏问题彻底根除，达到密封止水和防渗堵漏的目的。

2.使用材料

本部位采用聚乙烯闭孔泡沫板、双组分聚氨酯密封胶、单组分（脂肪族）聚脲防水涂料和GMT 高性能改性聚合物修补砂浆。

（1）聚乙烯闭孔泡沫板

聚乙烯闭孔泡沫板是由化学交联聚乙烯发泡，独立的气泡结构使其具有独特的优越性，表现为：密度小、复原率高、表面吸水率低、防渗性能好、抗冲击性能优异、耐酸碱盐油等能力强、耐老化性能优良、高温不流淌、低温不脆裂等特点，被广泛应用于水利工程堤坝、护坝、消力坎、护坡、挡阻墙之伸缩接缝板，水电、火电、工程、水塔底部止水接缝板，混凝土公路伸缩缝接缝板，道桥接缝止水板，建筑用沉降缝、框架结构的填缝板，生活用水厂及污水处理厂水池止水填缝板，机场跑道之接缝板，港口、码头、混凝土之接缝板，水洞、隧道混凝土之过水接缝板，地铁、地下通道混凝土止水接缝板等。

（2）双组分聚氨酯密封胶

该材料是以含有氨基甲酸酯基团重复结构单元的聚氨酯预聚体为A 组分，和含有活泼氢为反应基团、混合部分改性粉料组成的B 组分两部分组成，属于双组分反应固化型密封嵌缝材料。A、B 两组分按一定比例经化学缩合反应而成具有高粘结性的橡胶弹性体，以达到密封止水的目的。其主要特点为：常温下冷作业，操作便捷，缩短施工时间；与混凝土粘结性好，回弹性优良；高温时不流淌，低温下不脆裂，抗老化，主要性能指标如表1。

（3）单组分（脂肪族）聚脲防水涂料

该材料是以功能性聚醚多元醇、脂肪族异氰酸酯以及自制的潜固化剂为主的原材料，与多种助剂和填料混合配制而成，使其接触空气中的湿气、室温固化，是目前耐久性最长的柔性涂层之一。其主要特点为：湿气室温固化，整个反应过程不生成CO2，可成膜任意厚度而不起泡；超高力学性能，抗拉强度可达16～40MPa；变形能力大，延伸率可达400%～550%；与基材浸润性好，与混凝土基材粘接强度≥4.0MPa；抗紫外线能力强，表面不粉化、不黄变，耐久性可达30年；施工便利，颜色可调，可手刷、可喷涂；性能稳定，低温柔性好；具有耐酸、碱、盐侵蚀能力及高抗冲耐磨性。主要性能指标如表2（执行标准GB/T19250-2013）。

（4）GMT 高性能改性聚合物修补砂浆

高性能改性聚合物修补砂浆由高性能水性聚合物、活性母液、外加剂、水泥（P.O42.5）、粉煤灰、微硅粉、石英砂等组成。该材料具有优异的粘结、耐磨、抗裂、防氯离子渗透、耐老化等性能。主要应用于水工混凝土基材破坏的修复，也可用于其他水工建筑的防护，尤其是潮湿基面修复的首选材料。其主要特点为：水性高分子聚合物改性砂浆与油性聚合物砂浆相比，更加环保，更适用于潮湿的基面施工；与普通水泥砂浆相比，抗拉、抗折强度分别提高了35%和50%；与普通水泥砂浆相比，极限引伸率提高1～3 倍，弹性模量降低，抗裂效果显著提高；与普通水泥砂浆相比，与基面粘接强度提高4倍以上；与普通水泥砂浆相比，密实性显著调高，2天吸水率降低10 倍，抗渗性提高1.5 倍；抗冻指标＞F300；施工方便、成本低。主要性能指标如表3（执行标准SL352-2006JG/T70-2009）。

表1 双组分聚氨酯密封胶主要性能指标表

表2 单组分（脂肪族）聚脲防水涂料主要性能指标表

3.施工设备

电锤、切割机、角向磨光机、大功率吹风机、刷子、油灰刀、刮板等。

4.施工准备

进场材料必须符合《聚氨酯建筑密封胶》（JC/T482-2003）、《修补砂浆》（JC/T2381-2016）和《单组分聚脲防水涂料》（JC/T2435-2018）等相关标准要求。选择素质较高的专业防水施工队伍，严禁非专业人员上岗操作，施工前组织操作人员学习相关操作规范，严格进行技术交底。对施工设备进行检查，保证无误、清洁、精准，且已具备工作条件。

5.施工流程

施工流程图如图1 所示。

6.施工方案

（1）伸缩缝嵌填工艺

表3 GMT 高性能改性聚合物修补砂浆主要性能指标表

图1 施工流程图

缝面清理：用切割机、撬棍清理缝内卷材、密封止水材料及杂物，再用角磨机对伸缩缝及左右两侧20cm 范围内的混凝土基面进行打磨，直至露出新鲜混凝土基面，后用大功率吹风机将缝内粉尘杂物吹除干净。

聚合物砂浆嵌填：使用电镐或电锤对伸缩缝进行凿毛处理，并使用大功率吹风机对基面进行吹干清洁，保证基面无杂物粉尘；然后按照配比要求在混凝土基面上刷一道自改性聚合物净浆，最后将拌制好的砂浆用抹刀根据实际情况涂抹到已刷好基液的基面上，涂抹的时候尽可能地同方向连续摊铺，注意衔接处要压实排气。一边涂抹一边压实找平，表面提浆。涂层压实提浆后，间隔2h 左右再次抹光。聚合物GMT 高性能改性聚合物修补砂浆嵌填宽度约10cm，嵌填深度约5cm，涂抹完毕后，需洒水养护3～7d，养护期间要注意不被人员踩踏或被重物撞击。

砂浆嵌填时预留3cm 宽的伸缩缝，使用聚乙烯闭孔泡沫板嵌填，防止刚性材料因热胀冷缩引起的开裂等问题，嵌填时要求封填连续密实。

界面剂涂刷：对清理干净并检验合格的伸缩缝使用滚筒或排刷将单组分界面剂涂于伸缩缝混凝土基面上，要求均匀无漏点。

图2 伸缩缝处理工艺剖面图

嵌填聚氨酯密封胶：待界面剂涂刷20min 后，用油灰刀将拌制好的双组份聚氨酯密封胶嵌入伸缩缝中，嵌缝宽度约10cm，深度约5cm，缝内胶应按压密实，避免断头空洞，表面修饰光滑饱满。

（2）伸缩缝封闭工艺

基面处理：使用大功率吹风机对伸缩缝左右两侧各20cm 范围内的基面进行吹除处理，将表面浮尘杂物清理干净，保证表面干燥、清净。

界面剂涂刷：使用滚筒或排刷将双组分界面剂均匀地涂刷在基面上，要求涂刷部位均匀无漏点。

聚脲涂刷：界面剂涂刷至少20min 后，将单组分聚脲用塑料刮板均匀刮涂，每次刮涂厚度控制在0.4～0.6mm，分两至三次进行刮涂，每次刮涂完毕的涂料表干后进行下次涂刷（时间间隔一般不大于7h），最终保证聚脲封闭涂层厚度在2.0±0.2mm。

（3）屋顶伸缩缝处理工艺剖面图

伸缩缝处理工艺剖面图见图2。

四、结语

针对二河新闸启闭机房屋顶伸缩缝处理出现的质量缺陷和工程概算，结合新材料、新工艺在重大水利工程中的实际应用，选用聚乙烯闭孔泡沫板、双组分聚氨酯密封胶、单组分（脂肪族）聚脲防水涂料和GMT 高性能改性聚合物砂浆对伸缩缝进行嵌填和封闭处理，达到密封止水和防渗堵漏的目的，并使伸缩缝具有一定的抗形变能力。本方案可以完全根治二河新闸启闭机房伸缩缝和裂缝导致的渗漏问题，保证二河新闸启闭机房内设备、设施安全■