谭鹏

摘 要：高水头船闸结构缝渗漏处理对现场施工工艺控制要求非常高。本文以五强溪水电站三级船闸一闸室闸墙结构缝渗漏处理为例，介绍了改进型结构缝表层止水结构施工工艺，取得了良好的效果。

关键词：船闸;结构缝;渗漏处理

中图分类号：U641             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）10-0100-02

船闸是我国常见的内河水利枢纽通航构筑物，目前我国已经建成大小船闸800多座[1]，在保证内河航运畅通、促进经济发展方面发挥着重要作用。船闸结构缝渗漏是船闸建筑物常见的问题之一，在高水头船闸运行过程中表现得更加突出，对船闸建筑物安全产生的影响不容忽视。如何保证船闸止水结构发挥作用、有效控制渗漏，是长期以来困扰水工技术人员的一大难题。本文以五强溪水电站三级船闸结构缝渗漏处理为例，研究探讨高水头船闸结构缝渗漏处理技术。

1五强溪船闸简介

五强溪水利枢纽位于湖南省沅陵县五强溪镇，是沅水干流上最大的水利枢纽工程。五强溪三级船闸建成于1995年2月，船闸总长544m，设计年货运量250万吨，是湘西南地区通往洞庭湖水系最重要的水运枢纽之一。其中一闸室闸墙高42m，闸首最大工作水头42.5m[2]（仅次于三峡永久船闸45.2m），工作水头高，通航任务重。

五强溪船闸一闸室共有三条结构缝。2001年，利用船闸大修机会，对L0+65、L0+172、二闸室L0+314三条结构缝进行了渗漏处理[3]。经过多年运行，闸墙结构缝金属护板已经变形脱开、锈蚀严重，止水材料受到破坏并逐渐老化，局部已严重淘空。右侧闸墙三条结构缝均出现不同程度漏水，其中靠下游侧闸墙结构缝漏水最为严重，高水位运行时局部已形成压射流。2015年，利用船闸大修机会，再次对闸室、输水廊道结构缝进行止水处理。

2 高水头船闸结构缝渗漏处理难点

2.1结构缝渗漏原因分析

通常，水工建筑物结构缝渗漏的主要原因有以下几种[4]：①止水材料本身存在缺陷，例如止水铜片存在破损、孔洞等。②止水材料周边混凝土存在质量缺陷，例如蜂窝、孔洞、气泡，经水压侵蚀形成渗漏通道。③闸墙混凝土温度变形差异产生的拉应力导致止水材料脱开。据观测数据分析，五强溪船闸一闸室闸顶最大开合度36-40mm，结构缝水平变形差异平均达25mm。④止水材料因温度变化、水头压力频繁变化造成疲劳、老化而失效，形成渗漏通道。

2.2结构缝渗漏处理的难点及特点

要确保结构缝渗漏处理效果非常困难，有以下原因：一是受高水压的往复变化、混凝土结构差异变形以及止水材料本身老化的影响，止水结构非常容易失效;二是结构缝贯穿整个闸墙、闸室地板，必须要确保迎水面各个部位渗漏处理质量，才能有效恢复止水功能，但受环境条件限制，施工质量往往很難保证[5]。处理结构缝渗漏问题主要有两个突破方向，一是研发具有抗拉强度高、延展性好、耐久性强的高性能止水材料;二是改进施工工艺，控制施工质量，确保止水材料能够封堵所有的渗漏通道。

针对船闸结构缝渗漏处理的特点和难点，目前常用的渗漏处理方法主要有两种，一种是增设表层止水结构，沿缝切槽，嵌填止水材料，表面盖上刚性保护层;另一种是结构缝内灌浆。工程实践中经常将两种方法结合使用[5]，以达到更好的效果。本次止水处理采取第一种方法，在传统止水结构的基础上，采取新型止水材料，并对施工工艺进行了改进，达到封堵渗漏通道、完全止水的效果。

3 表层止水结构施工工艺

3.1选用材料

本次选用的表层密封止水材料为：纳米SR塑性止水材料、三元乙丙橡胶增强型SR防渗盖片、SR配套底胶、不锈钢弧形（Ω型）保护盖板。

纳米SR塑性止水材料[6]是柔性嵌缝、封缝止水材料，具有塑性高、延展性好、耐候性强、与混凝土的粘结性好、容易施工等特点，是目前国内最常用、效果最好的水工建筑物止水材料之一。三元乙丙橡胶增强型SR防渗盖片是由纳米SR塑性止水材料、高强度聚酯土工布、聚酯膜、三元乙丙橡胶片等复合而成的片状防渗卷材，具有防渗、防裂、防碳化和防冰冻的特性，可在常温下冷施工。SR配套底胶是和纳米SR塑性止水材料相配套的黏合剂，可以与后者保持高强度结合，保证止水材料与混凝土黏结强度大于材料本身的强度，又能渗入到混凝土的毛细孔结构中，增强粘聚力，有效封堵混凝土毛细孔渗漏通道。

不锈钢保护盖板采用3mm厚304不锈钢盖板，将其中间部位加工成弧形，两侧用膨胀螺栓固定在闸墙上，以抵抗闸墙温度变形产生的拉应力，同时对SR防渗盖片形成压应力，提高止水结构防渗透能力。

3.2施工工艺

采取“嵌、封、排”的综合处理措施，即“SR柔性止水材料+SR盖片+不锈钢保护盖板”。主要步骤为表层处理→凿槽→嵌填止水材料→安装防渗保护盖片→安装不锈钢盖板。

3.2.1表层处理

拆除原有表层止水结构，表面残留物清理干净，局部有缺陷的位置，用丙乳砂浆补强加固，保证基面干净、平整。

3.2.2凿槽

采用手持型切割机，沿结构缝切出80mm宽、60mm深的骑缝V型槽，剔除结构缝内老化的嵌填材料，将 V型槽表面残留物打磨干净并用高压水枪冲洗干净后晾干。必须保证基面平整、干净、干燥。

3.2.3嵌填止水材料

在干燥的混凝土表面分层涂刷SR配套底胶2遍，应保证每遍底胶干透后才能涂刷下一遍底胶。底胶干透后，将SR塑性止水材料加热成条状，将槽底缝隙填实，并利用止水材料的黏性将PVC橡胶棒固定在缝槽底部。然后将SR塑性止水材料现场加工成条装逐层填满V型槽，缝槽表面止水材料手工整理成弧形，并保证略高于两侧混凝土平面。

工艺要点：① SR塑性止水材料具有冷凝热熔的特性，应现场将止水材料充分加热（特别是冬季施工），使其呈热熔状态，提高塑性和黏性，以保证工艺质量。②止水材料必须嵌填密实，现场配置加热设备（如乙炔或煤油喷灯），确保接头很好地熔合。

3.2.4安装SR防渗保护盖片

防渗保护盖片安装：先在需要粘贴SR防渗盖片的混凝土部位涂刷SR配套底胶，如混凝土表面有缺陷或者不平整，可用SR塑性止水材料补齐。展开SR防渗盖片，撕去保护膜，将盖片粘贴在SR塑性材料上，挤出空气，使防渗盖片与基面粘贴密实。

搭接部位处理：SR防渗盖片搭接长度为200～300mm，搭接时应先在搭接段SR防渗盖片背面涂刷SR配套底胶，待表面干燥后再进行搭接粘贴。

工艺要点：①必须确保盖片与止水材料、与配套底胶粘贴密实，不留气泡。②搭接部位应保证搭接长度，相邻两条盖片粘结密实。

3.2.5安装不锈钢盖板

（1）SR防渗盖片安装后，船闸结构缝表面用400mm（输水廊道300mm）宽3mm厚Ω型不锈钢（厂家加工成Ω型）保护压板覆盖，压住SR防渗盖片。Ω型不锈钢护板用M10×100mm@200不锈钢膨胀螺栓固定于闸墙，并在蓄水验收前对膨胀螺栓再一次紧固，突出螺帽的螺杆进行切割，然后将螺杆和螺帽焊接，防止水流冲刷松动。

（2）SR防渗盖片安装并固定好后，最后用SR止水材料对SR防渗盖片所有边缘进行封边，做到封边密实、粘贴牢固。

3.2.6渗漏处理效果检查

“嵌、封、排”的綜合处理措施全部完成后，将闸室充水至正常水位，对比处理前后渗漏量。在试水期间，右闸墙结构缝渗漏量显著减少，由喷射状漏水减少为极少量渗水，效果显著。

4 结束语

船闸结构缝渗漏，不仅会对船闸建筑物结构安全性、耐久性产生不利影响，还会降低水资源利用效率。高水头船闸结构缝渗漏处理施工难度大，要达到理想的止水效果并保证止水材料长期有效非常困难。五强溪船闸结构缝处理，对施工材料进行了更新，采用新型纳米SR塑性止水材料和Ω型不锈钢护板，提高了材料强度和耐久性;改进了施工工艺，采用膨胀螺栓紧固不锈钢盖板，能增强止水盖片、SR止水材料与混凝土的黏结紧密程度，有效防止渗漏。本次结构缝渗漏的成功处理，为类似工程提供了良好的实践经验。

参考文献：

[1]张利鹏.高水头船闸水流三位数值模拟研究[Z].重庆交通大学硕士论文，2008.

[2]申群众.五强溪三级船闸系统[J].华中电力，1995.

[3]林金良.三峡永久船闸结构缝渗漏处理技术[J].水利发电，2003.

[4]邓文兵.五强溪水电厂三级船闸结构缝漏水处理[J].大坝与安全，2003.

[5]张勇，吴海斌.三峡船闸闸室及闸首结构缝渗漏处理[J].中国三峡建设，2003.

[6]王甘伟，龙小庆.SR止水材料在三板溪水电站副坝面板上的应用.贵州水利发电[J]，2008.