王庆龙 王少华 张金龙 康业渊

中国葛洲坝集团国际工程有限公司 北京 100025

钢筋混凝土结构水池是市政工程中常见的一种水池结构，应用广泛。近年来随着技术的进步，水池结构不断呈现出超长、超大化的趋势。最近由中国葛洲坝集团参与承建的卡塔尔大型战略蓄水池项目，单体水池容量达500 000 m3，是目前世界上最大的单体钢筋混凝土水池。

由于混凝土材料固有特性及水池结构本身特有的板（壳）体系和约束形态，导致水池容易出现一定程度的裂缝，尤其是超大型钢筋混凝土水池，一般均为超长结构，更容易产生收缩和温度裂缝。为控制裂缝的产生，通常需要设置伸缩缝和施工缝来减小混凝土的分块体积和浇筑体积。而这些分缝的部位往往是整个水池结构防渗的薄弱环节，需要进行专门的止水处理，以控制渗漏。对于超大型钢筋混凝土水池，止水结构性能直接影响工程寿命和经济效益，需要重点关注[1-8]。

1 工程概况

卡塔尔大型战略蓄水池项目，是为提升卡塔尔国内用水安全的国家重点项目。项目包含由多个单体钢筋混凝土水池组成的储水系统，用以储存经海水淡化制取的清水，以供生产生活所用。单体水池采用矩形有盖结构，内部分成3个隔间，每个隔间包含3道导流墙来控制水流，水池内部采用立柱支撑。水池采取半地下式的整体现浇钢筋混凝土，尺寸为305 m×150 m×11.5 m（长×宽×高），水池钢筋采用HRB400带环氧涂层，水池混凝土等级为C40，采用筏板基础。由于项目的重要性，业主对水池各方面要求严苛。如为提升水池结构的耐久性，水池钢筋均采用带环氧涂层钢筋。为保证饮用水的安全，与池内水体接触的材料均需为无毒环保材料。

由于水池结构尺寸规模巨大，为防止结构内部的温度应力及沉降变形导致结构出现裂缝，水池沿长度方向设置了3道伸缩缝，伸缩缝间距77 m。混凝土结构在伸缩缝部位全部切断，并通过设置可伸缩的传力杆传递剪力。另外，为控制混凝土浇筑体积，水池结构采用分块浇筑，单块的平面尺寸为14.4 m×12.5 m，相邻浇筑块之间形成施工缝。水池结构尺寸巨大，浇筑分块多，施工缝总长逾20 000 m。为保证伸缩缝及施工缝部位抗渗功能的可靠性，本项目对分缝位置进行了专门的止水结构设计。

2 止水结构设计

2.1 伸缩缝止水结构

本项目伸缩缝间距大，远超国内规范要求的30 m限制。为满足伸缩变形需要，缝宽设计为50 mm，伸缩量±50 mm（国内缝宽一般不超过30 mm）。为保证伸缩缝部位防渗功能的可靠性，伸缩缝部位采用3道PVC柔性止水带＋高性能防水胶带的止水结构布置形式，自池内向外依次为高性能防水胶带、止水顶帽、中埋止水带、外贴止水带，具体如图1所示。其中各PVC止水带选用50 mm缝宽专用形式，具体见表1。

图1 伸缩缝止水设计典型断面

表1 伸缩缝止水结构材质及形式

相较于常规的止水设计，本项目池壁内部使用了高性能防水胶带止水结构。该结构是一种较为新型的止水技术，在沙特、法国等地的蓄水及地下工程中已有运用。该止水结构主要由柔性聚烯烃材质的防水带和特制的环氧树脂黏胶组成，黏胶施涂硬化后可将防水带牢固地贴合在缝的两侧，防止水分进入缝内。同时防水带良好的弹性又可适应缝的变形，从而起到良好的防水效果，如图2所示。

图2 高性能防水胶带结构示意

另外，本项目在施工缝顶面埋设PVC止水顶帽（图3），代替了常规的嵌缝密封膏处理方式。相较于常规的密封膏，PVC止水顶帽安装方便，耐久性好，可免去后续因密封膏老化而进行的维护作业。除高性能防水胶带和止水顶帽之外，伸缩缝还设置了具有高延展度的PVC中埋止水带和外贴止水带，一共形成了4道止水结构，高于国内类似工程的止水设计标准。

图3 伸缩缝止水顶帽结构示意

2.2 施工缝止水结构

本项目施工缝总量大，渗漏风险较高。为保证抗渗的可靠性，施工缝部位也采用4层止水结构设计，具体如图4所示。自池内向外依次为高性能防水胶带、膨胀止水条、中埋止水带、外贴止水带。由于施工缝部位可能出现的变形量远小于伸缩缝，因此选用窄型的高性能防水胶带。另外，中埋止水带及外贴止水带选用施工缝专用PVC止水带。各止水结构材质及形式见表2。

图4 施工缝止水设计典型断面

表2 施工缝止水结构材质及形式

3 止水结构施工技术

本项目伸缩缝与施工缝部位结构复杂，在4道止水结构中，除高性能防水胶带外，其余结构需在混凝土浇筑时埋设，安装工序多。另外，各部件需要位置和姿态准确，才能在后续工作中正常发挥作用，施工精度要求高。因此，需要采用专门的施工方法，并进行重点控制。

3.1 伸缩缝止水结构施工

本项目伸缩缝除止水结构外，还设有2层传力杆和填料板。其中外贴止水带、中埋止水带、止水顶帽及传力杆需要在混凝土浇筑时埋设，安装固定部件较多。为简化程序，提高缝面浇筑质量，填料板采用后装方式，即先期采用胶合板作为端模，待一侧缝面浇筑完成后，再安装填料板。另外，为满足各部件安装需要，施工中将伸缩缝端模沿中埋止水带分成两部分，并在传力杆位置对端模进行穿孔，通过端模及扎丝固定止水带及传力杆。结合不同部位，具体施工方法如下。

1）底板伸缩缝。先沿伸缩缝轴线铺设外贴止水带，并保证止水带中心线与施工缝或伸缩缝轴线一致。然后安装伸缩缝一侧钢筋，中埋止水带、传力杆和端模同步安装，中埋止水带及传力杆穿孔位置夹紧密封，止水顶帽卡在端模顶端并严格控制端模顶面高程及水平度。为保持端模稳固，防止滑移，端模采用外撑内拉方式固定，即外面用方木斜撑，内部采用铁丝拉紧。待浇筑完成拆模后，安装填料板及传力杆套筒并施作另一侧钢筋，固定止水带另一侧，完成浇筑（图5）。

图5 底板伸缩缝止水带安装示意

2）外墙伸缩缝。外墙伸缩缝施工与底板伸缩缝类似，但外贴止水带的施工顺序和端模支撑方式不同。施工时，先安装伸缩缝一侧钢筋，中埋止水带、传力杆及端模同步安装，止水顶帽卡在端模内墙面端，外贴止水带在合模前固定在外模上。合模后，端模后设方木作为竖肋，并用连接两侧模板用的双槽钢连接器作为横肋固定（图6）。

3.2 施工缝止水结构施工

本项目施工缝数量众多，总长度长，工作量大，施工缝施工的效率将会直接影响项目的整体进度。因此，除了保证施工缝部位的施工质量外，还需采用效率高的施工方法。

根据本项目施工缝特点，经研究采用了免拆模板网施工技术。免拆模板网是一种带波浪形齿纹的开口金属网片结构，该模板面在混凝土浇筑完成后形成粗糙缝面，可以省去拆模及凿毛工序。根据不同部位的施工特点，本项目针对底板施工缝和外墙施工缝采用了不同的免拆模板网施工方法。

图6 外墙伸缩缝止水带安装示意

1）底板施工缝。免拆模板沿垂直墙或板的方向分成4个部分，与止水带、钢筋网交错布置。自下向上依次为：外贴止水带→免拆模板网→下层钢筋→免拆模板网→中埋止水带→免拆模板网→上层钢筋→免拆模板网。施工时，先铺设外部止水带，然后在止水带中线位置安放混凝土预制块和①号免拆模板网，并将①号免拆模板网固定在下层钢筋上，然后沿施工缝安装弓形临时支撑筋。当施工缝高度为600 mm时，按500 mm间距布置。当施工缝高度为1 200 mm和1 600 mm时，按300 mm间距布置。支撑筋上下部分分别与上层和下层钢筋绑扎固定。支撑筋安装好后，安装②、③号免拆模板网和中埋止水带并固定，最后安装④号免拆模板网并用方木支撑。具体如图7所示。浇筑完成后，弓形支撑筋可拆下重复利用。

图7 底板施工缝免拆模板网与止水带安装示意

2）外墙施工缝。外墙施工缝包含横向施工缝和竖向施工缝。其中竖向施工缝的施工方法与底板施工缝类似，但免拆模板网分块及支撑方式不同。具体为：免拆模板网以中埋止水带为分割线，分2段安装。墙体钢筋安装完成后，将免拆模板网按纵向钢筋间距开孔，然后将免拆模板网插入纵向钢筋进行安装。一段免拆模板网安装完成后，安装中埋止水带，然后再安装另一段免拆模板网。最后用方木满布在免拆模板网的后面作为竖肋，方木后用连接两侧模板用的双槽钢连接器作为横肋固定。横向施工缝不设免拆模板网，施工时，安装固定好外贴止水带及中埋止水带，止水带水平且中心保持在缝面位置（图8）。

图8 外墙施工缝止水带安装示意

膨胀止水条在施工缝一侧施工完成后粘贴。粘贴前，应清理缝面并施涂配套的化学黏胶进行粘贴。膨胀止水条安装完成后应尽快进行下一仓结构的施工，其间做好保护。

高性能防水胶带在混凝土结构完成后进行施工。施工前，需对施胶部位进行清刷处理。施工时，先拌制专用黏胶。黏胶采用2种化学材料拌制而成，拌制时需严格控制材料比例，并用专用的搅拌机械搅拌。由于黏胶后期会固化，为保证伸缩缝、伸缩缝的伸缩性，先在缝面的中心粘贴隔离条，施胶后撕下隔离条，使缝两侧的黏胶形成一定宽度的隔离。

施工时，先涂刷底胶，然后铺防水带，之后再涂刷面胶。在涂刷底胶和面胶时，胶体需抹成中间厚两边薄的弧形，应控制好胶的厚度，防水带中部上下厚度5 mm，两边厚度不小于2 mm。防水带接头采用热熔焊接，焊接完成后需要对有无漏焊点、虚焊点等进行检查，如有，则立即修补。

3.3 施工控制要点

在大型供水工程中，施工缝及伸缩缝的工程量巨大，工序烦琐，一旦操作不当，极易造成质量缺陷，影响结构的防渗性能。结合工程实践，对以下施工要点需要进行重点控制：

1）严格控制止水带接头质量。止水带接头采用专用接头，在工厂加工成形，然后与止水带进行热熔焊接。接缝要平整牢固，不得有裂口，脱胶现象。

2）止水带固定要位置准确、牢固可靠。其中心线要与缝中心线对正，止水带不得有孔洞、撕裂、扭曲、褶皱等情况。

3）端模固定要稳固、紧密、不松动。端模被止水带分成2块，若模板加固不牢，将极易出现偏移，造成止水带偏离缝中心位置或扭曲撕裂等情况。

4）止水带周围的混凝土要浇筑密实、无气泡。尽量选用流动性好的混凝土。另外，底板部分中埋止水带固定时，止水带两端应微微翘起与中心部位形成15°～30°的水平夹角，以便浇筑混凝土时排出内部空气。

5）浇筑混凝土时，倾倒不宜集中，距缝要保持一定的距离，防止止水带被压瘪。另外，振捣时，振捣棒距止水带至少有10 cm的安全距离。

6）橡胶止水带及膨胀止水条安装后，要做好保护，防止发生损坏。特别是膨胀止水条，要防雨防水，避免浸泡引起材料性能下降。

7）在进行横向施工缝混凝土浇筑时，高程需严格控制，浇筑完成的缝面应控制在止水带中心位置附近。

8）施工缝下一仓结构施工前，需检查缝面浇筑质量，凿除有孔洞、未填实的免拆模板网。另外，若需凿毛处理时，要做好止水带的保护。

4 结语

卡塔尔大型供水工程水池结构尺寸巨大，相较于其他类似工程，结构分缝部位多，渗漏风险大。为保证工程抗渗功能的可靠性，在伸缩缝部位和施工缝部位均采用4道不同的止水结构。针对伸缩缝和施工缝复杂的止水结构，结合现场工程实际制定了专门的施工方法，并对施工要点进行重点把控。施工质量满足了业主的要求，在后续的试水试验中，水池结构的防渗性能表现良好，各项指标满足业主要求。

结合卡塔尔大型供水工程实例，伸缩缝和施工缝采用的4道止水设计被证明在超大型钢筋混凝土结构水池中可发挥稳定可靠的防渗性能。另外，针对项目伸缩缝和施工缝止水结构特点，采用的施工方法及重点控制措施，可保证止水结构的施工质量，提高施工效率，既缩短工期，又节省成本，可供类似项目借鉴。

[1] 白秀芹.浅谈大型水池橡胶止水带伸缩缝施工中关键技术[J].中国建材科技,2014(增刊2):153-155.

[2] 周文钢,李晓,岳兵.超大型蓄水池密集伸缩缝、施工缝施工技术研究[J].青岛理工大学学报,2016,37(6):51-56.

[3] 毕雅明.钢筋混凝土水池设计中的裂缝控制[J].结构工程师,2009,25(3):17-23.

[4] 周洋,吴永新.综述现浇混凝土水池施工技术及防水措施[J].黑龙江科技信息,2013(7):269.

[5] 尚书仁.高温干燥环境下钢筋混凝土水池施工特点及防水措施[J].给水排水,1999,25(8):60-63.

[6] 许志.浅谈大型地下水池防水施工技术[J].建筑,2014(10):76-78.

[7] 张铠.水工建筑物伸缩缝质量控制研究[D].天津:天津大学,2015.

[8] 王昌前.矩形钢筋混凝土水池的结构分析与设计[D].湘潭:湘潭大学,2015.