水工建筑物止水施工存在问题分析与控制

2015-10-09唐保铭

科技资讯 2015年17期

唐保铭

摘要：水工建筑物的止水系统为闸门、坝底、地下建筑等伸缩缝混凝土浇制配用的。水工建筑物止水系统的正确使用可以有效确保水工建筑物的安全和使用寿命，是水工建筑物必不可少的配用系统，因此要对水工建筑物的止水施工存在的问题要进行仔细的研究分析，要采取一定的措施保证水工建筑物止水系统的正常使用。

关键词：水工建筑物止水施工存在问题分析与控制

中图分类号：TV61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0135-02

止水系统在水工建筑物中发挥了重要作用，但是止水一旦破损就可能引起各种各样的问题，甚至造成恶劣的后果。止水系统的破损容易引起渗漏，会影响水工建筑物外观；如果破损严重则会发生水压力和结构超载，也可能淹没块体止水下游侧的廊道和变压器等重要地区和设备，最严重的可能在混凝土块体中引起间接拉应力，并使岸墩、基础和毗连块体超载，总之出现这些问题都会对周边人民群众的生命安全和财产安全造成影响[1]。因此要本着为人民负责的原则，真正地解决这些问题，从而保证社会的稳定和人民群众的安居乐业。

1 水工建筑物止水系统存在的问题

1.1 止水系统的选用考虑不周到

止水系统的正确使用既可以起到防水保护作用也可以更好的止水，因此止水带的选择要考虑到各个方面，但是在具体的施工过程中由于受施工条件和施工时间的限制对这些问题考虑得不够细致周到。止水系统的选择和应用首先要考虑的是水质，我国江河湖海分布众多，但是水质则差别很大，因此有的施工方不考虑水质问题的差异，一刀切地选择止水带造成了严重的后果[2]。应该考虑制造工艺和施工的影响，因为每个水工建筑物的结构不同，地理位置也不同，因此采取的制造工艺也千差万别，所以在止水带的使用上要根据制造工艺和施工的具体情况去进行合适的选择，而且钢筋混泥土结构中的止水带更是对钢筋的布置有严格的要求，但是在我国有些地方不顾施工的具体情况不顾水工建筑物的结构，更不顾制造工艺的强弱，盲目的选择和使用止水带，造成了止水带和水工建筑物根本就不配用，所以出现一些问题可以说也是在所难免。

1.2 止水系统的安装和设计存在问题

止水系统的安装和设计也存在着很大的问题，对止水系统的安装缺乏必要的地勘和测量，对一些工程基础材料准备不充分，对水工建筑物的周边地形了解不够全面深刻，对水系情况和地表结构也知之不深，对这些问题没有掌握好从而造成了在安装和设计时会出现难以预防的问题[3]。由于材料准备不够齐全，因此在安装和操作中就无法甚至不愿意进行符合水工建筑物实际深度的研究，一些施工人员就套用以前安装和设计的经验、甚至直接套用现成的图纸和书籍的数值，与实际的水工建筑物有一定的出入，没能进行细部设计，也没能制定预防的措施，从而造成了止水带无法进行正常的工作，水工建筑物止水系统的基础设计和安装一定要从细微处着手，从而防止出现土方回填以及出现裂缝渗漏、缝隙渗漏和表面渗漏等现象，但是在具体的安装和设计过程中往往忽略对细节设计，不但与实际要求有出入而且容易造成严重的后果。

1.3 水工建筑物止水系统的材质选择不合理

水工建筑物止水系统的材质选择很重要，因为他直接关系着水工建筑物的安全和使用寿命，但是在水工建筑物止水施工的过程中一些人往往对材质选择有所忽略，造成了一些不该出现的问题。从现在的水工建筑物的现状来看一般情况大多都去选择天然橡胶止水带，辅以紫铜止水带和其他材质的止水带[4]。因为橡胶止水带和止水橡皮系以天然橡胶与各种合成橡胶为主要原料，掺加各种助剂及填充料，经塑炼、混炼、压制成型，其品种规格较多，该止水材料具有良好的弹性，耐磨性、和抗撕裂性能，适应变形能力强、防水性能好，但是对橡胶止水带的使用也要符合水工建筑物的实际，因为橡胶止水带的温度适用范围是在-450℃～+600℃之间，如果超过这个温度，尤其是超过了700℃就会造成受到强烈的氧化作用或受油类等有机溶剂的侵蚀，造成橡胶止水带的破损从而造成严重的后果。而其他一些材质的止水带也会出现老化甚至挤压和拉伸等情况，影响止水效果，因此要根据实际情况合理地去选择止水带的材质。

2 水工建筑物止水系统的分类

2.1 金属类止水材料

金属类止水材料相比于天然橡胶止水带具有一定的抗腐蚀能力，强度较高，但是由于我国大部分的水工建筑物都是混泥土结构的，金属类止水材料与混泥土的咬合性比较差，而且都是运用热施工的方式进行安装设计处理的。在操作方面也比较复杂，成本也比天然橡胶止水带要高，由于金属止水材料在接缝中比橡胶止水材料更能发挥作用，因此在应用范围上也比较广[5]。金属类止水材料应用范围比较广的首先是紫铜类的止水带，紫铜一般分为硬铜、半硬铜和软铜等种类，因为是金属类的所以温度要求比较高，一般是在3000℃-4000℃之间的高温下退火处理，但它实际上没有消除应力，因此会造成铜片氧化不利于发挥止水作用，相比于硬铜和半硬铜，软铜的伸长率就比较大，而且比较适应变形，加工和设计完毕后不容易出现破坏，因此受到了很多水工建筑单位的欢迎。

目前在我国不锈钢类的止水带也逐渐兴起，不锈钢止水带有着和紫铜类止水带差不多的优势，厚度、断面尺寸都和紫铜类止水带差不多，尤其是在伸长率上更是相当，但是不锈钢比紫铜类的止水带的刚性更大，可以承受混泥土中的应力，这是紫铜类止水带不可比拟的，也具有较高的强度和较好的韧性，但是不锈钢类的注水带成本也比较高，焊接工艺也比其他金属类的止水带要复杂，所以大部分用于与预埋钢构件连接的止水部位。

2.2 橡胶止水材料

橡胶类止水材料可以说是当前水工建筑物应用最广泛的止水材料，而其中的天然橡胶更是其中的佼佼者，天然橡胶材料本身就具有优异的弹性和良好的加工性，使用起来比较方便，而且在温度适应性上也有着先天的优势，但是他也有许多自身的缺点，抗臭氧能力要比其他的止水材料差一些，而且最致命的缺点就是容易老化，尤其是在阳光照射和长时间暴露在空气的时候[6]。氯丁橡胶也是比较通用的橡胶止水材料，它的性能比较优良，他相比于天然橡胶最大的优势就是具有耐老化和耐化学腐蚀性能，使用温度范围和天然橡胶差不多，其劣势就是成本在橡胶止水材料可能是最高的，三元乙丙橡胶常用于止水板材，是多空弹性的橡胶止水材料，他的优势比较明显不仅具有抗老化而且也能抗酸碱腐蚀，使用的温度的范围也比天然橡胶和氯丁橡胶要大，缺点就是很难与混凝土牢固结合，强度也太低，在橡胶材料中合成橡胶的也是比较受欢迎的，他有着以上这些橡胶的优势，但是由于是合成的，价格相应的就比较高，而且接头很困难。总体而言现在还是使用橡胶材料比较多，但是由于橡胶材料容易变形和老化，因此应该更多地适用于伸缩缝位要求不高的水工建筑物中。

2.3 塑料类止水材料

目前塑料类的止水材料应用的也比较广泛，因为它的成本相比与其他的止水材料要低一些，而且施工人员在安装和操作中比较方便。塑料类的止水材料现在主要有两种，也就是PVC止水材料和塑料油膏类止水材料，先说PVC止水带它的拉伸强度比较高，伸长率也比其他类型的止水材料要高一些，硬度上也很大，而且有一定的耐寒性，吸水率很低，这些优势对于目前的水工建筑物来说比较重要，但是它也有很多劣势，它既能在阳光的照射中容易发生老化又耐低温性比较差，也就是既享受不了高温，又享受不了低温[7]。因此在低温寒冷的地区尽量不要采用PVC止水带，尤其是在冬季会造成严重的后果的。塑料油膏类的止水材料是一种在夏天的高温中不流淌，在寒冷的冬季易柔软的止水材料，可以说塑料油膏类止水材料完全克服了温度的限制，这比起PVC在使用周期上要长得多，而且粘着力也比较强，老化也比较慢，价格更是比其他的止水材料低得多，但是因为这种止水材料在冬季的时候缺乏最重要的弹性，因此和混凝土不能很好的粘结，这可以说是致命的缺点，所以在一些大型水工建筑物中很少使用。

3 水工建筑物金属止水带的施工控制

3.1 水工建筑物金属止水带的施工

金属止水带最大的施工特点就是采用带材料进行现场加工，从而减少了一些不必要的接头，加工硬化和加工残余应力是使金属片破坏的重要缘由，它可以说贯穿在金属止水带成型整个的过程中，因此为了更好地使用金属止水带必须采取必要的措施减小加工硬化和加工残余力的影响，所以一般在现场施工中都采用分级模压和加温的方法，这两种方法都能有效减小交工硬化和加工残余应力的影响，如果这两种方法不怎么得力，必要时可以采取退火的方式消除残余应力。

金属止水带采用的焊接是用黄铜焊条，为了保证质量和节省时间一般都会采用双面进行焊接，采用的焊接方式主要是搭接和对接。为了减少搭接造成的缝隙，保证焊接的质量，搭接的长度一般要控制在20mm以上，为了能更好地发挥金属止水带的止水与防水作用，金属止水带的接头强度与木材强度之比一定要大于0.7[8]。金属止水带也是暴露在空气中的，只要有暴露就可能会出现氧化，因此为了让这些紫铜类的止水带和不锈钢类的止水带能延长寿命，就必须采取必要的保护措施，一般根据金属止水带的特点采用的是用架立模版和方木的方式进行保护。紫铜类的止水带比起不锈钢类的止水带还要另外采取防锈的措施，只有采取必要的防护措施才能发挥进水止水带的防水和止水的作用。但是为了减少费用和时间，建议在一些水工建筑物中采用不锈钢的止水带，但是采用不锈钢的止水带一定要用低碳和钛，这样就能使不锈钢止水带更加稳定，也有利于焊接后的耐腐蚀性，当然如果要想让不锈钢更加的柔软性，那就有必要进行退火。

3.2 水工建筑物橡胶和塑料止水带的施工

橡胶和塑料止水带在混凝土浇注过程中可以说是浇埋在混凝土中的，但是混凝土是由石子和钢筋组成的，锐利的钢筋和棱角分明的石子最容易将橡胶和塑料止水带刺破，如果止水带刺破就会大幅度的降低止水带抵抗外力的能力，甚至使止水带失去防水和止水的功能。因此在止水带的定位和滚凝土浇捣过程中一定要注意安装定位的浇捣压力，从而不使橡胶和塑料止水带遭到刺破[9]。橡胶和塑料止水带在嵌入混凝土的过程中要注意宽度，因为宽度直接影响了止水带发挥作用，目前在我国一些水工建筑物中嵌入混凝土的宽度设置一般在120—250mm左右，中心变形型止水带一侧要注意肋高和肋宽，而且肋高和肋宽不小于橡胶或塑料止水带的厚度，中心变形型止水带一侧在一般情况下要大于两个止水带肋，止水带的端部一般都会布置在钢筋起始位置的里侧，这样就能防止钢筋的保护层不容易造成破坏[10]。为了有效避免浇注混凝土发生位移现象，保证止水带能在混凝土中有正确的位置，因此有必要采取固定措施，橡胶或塑料止水带的固定方法一定要根据水工建筑物的现场情况和设计的要求来进行规范施工，在固定止水带的过程中一定不要损坏本体部位，所以一般都在止水带的允许空余的部位上进行打洞穿孔，方法采用附加钢筋、专用卡具以及铅丝和模块进行固定。

虽然一般的橡胶或塑料止水带的接头都在现场内进行，但是由于受制造工艺和运输条件的的限制，像T形接头和十字接头就需要在工厂整体加工成型后才能在水工建筑物现场运用。塑料止水带一般都会采用焊接的方式，而橡胶止水带由于特殊的材质一般会用热压硫化胶合的方式。但是不管采用何种方式一定要保证外观的平整光滑[11-12]。为了确保塑料止水带与混凝土能够更好地进行结合，从而能发挥止水效果，一定要在浇埋过程中使塑料止水带与混凝土界面保持平整的贴合，接头的部分要用黏结的方式进行紧固，在浇埋过程中要用适当的力充分振捣混凝土，通过采用以上几种方法塑料止水带就能发挥出应有的作用来。长时间的阳光照射和暴露很容易造成橡胶和塑料止水带的老化和变质，这样就不利于水工建筑物的安全。因此在施工过程中要采取措施进行解决，从目前的经验来看最好的方法就是对这些止水带进行覆盖，覆盖的材料现在能用并且能起到真正作用的就是不透光的塑料袋包裹，因此在施工过程要注意使用不透光的塑料袋包裹。

4 结语

止水带在水工建筑物中具有特殊的作用，止水带的使用要考虑到施工的具体环境、选择合适的施工条件、选用符合水工建筑物的止水带材质，从而确保止水带能发挥出更好的止水效果，这样就能提升整个水工建筑物的安全性能和整体的质量，并在一定程度上延长水工建筑物的使用寿命。

参考文献

[1] 邢志华.灌区水工建筑物施工质量管理研究[J].黑龙江水利科技，2013，41（3）：179-181.

[2] 叶文武，汪亮，吴斌，陈伟.水工建筑物伸缩缝止水材料的性能及应用初探[J].江苏水利，2013（8）：21-23.

[3] 刘世煌.试谈覆盖层上水工建筑物的安全评价[J].大坝与安全，2015（1）：46-63.

[4] 银俊梅.水工建筑物铜止水结构可靠性研究[J].科技创新导报，2011（3）：6-7.

[5] 熊国兵，田丽，杨胜强，付举科.试析水工建筑物渗漏及处理措施研究[J].河南水利与南水北调，2012（12）：52-53.

[6] 陈友国，余代广，郦行.小型水工建筑物常见渗漏问题分析[J].江苏水利，2012（10）：19.

[7] 邵森林.小型水工建筑物接缝止水设计的改进方法[J].四川水泥，2014（12）：275.

[8] 邱姬垚，龚建达.水工建筑存在质量问题分析及防治对策研究[J].中国水运（下半月），2014，14（2）：218-219.

[9] 孙庆国，周庆玉.水工建筑物止水带的应用[J].黑龙江水利科技，2011（5）：101-102.