| 杜拉纖維砂漿在鐵山北總干渠防滲中的應用 任 偉 明 （湖南岳陽市鐵山供水工程管理局） 二、噴射杜拉纖維砂漿防滲設計 （一）方家坡填方滲漏原因分析 方家坡填方滲漏原因主要有：一是填筑料不符合要求，95%以上是石碴填筑，本身就形成了無數個孔穴和通道；二是修渠道時，沒有清基，在結合處形成通道，這種現象在南方丘陵區修建渠道具有一定的普遍性；三是修建時先作堤身，渠槽削坡成型，未用機械夯實，邊坡形狀不規則，導致在澆筑邊坡砼時，厚度不一，加之施工時偷工減料，質量十分低劣，設計時沒有采取其它防滲措施；四是堤身有6-8m高，產生不均勻沉降，導致砼開裂厲害，從而形成了許多管涌和散浸；五是伸縮縫瀝青杉板失去作用，滲漏更為嚴重。 （二）防滲層材料選擇 根據滲漏原因分析，我們采取首先用903聚合物水泥砂漿噴射和涂抹的工藝在原砼表面形成完整、致密的防滲界面層增強新老砼（或砂漿）的結合，再噴射杜拉纖維砂漿結構層修補缺陷，用有機硅改性聚氨脂彈性材料填充伸縮縫。 1、903聚合物水泥砂漿防水膠 特點： ① 優良的物理力學性能，抗裂性能好。 ② 抗滲性能好。 ③ 與砼的粘結強度高。 ④ 施工工藝簡單，可噴射和涂抹。 ⑤ 可在潮濕的基面施工。 配制： ① 903膠由甲、乙兩組份組成，先將組份按1:1混合攪拌均勻。 ② 按903膠∶水泥=1∶2-3配制903凈漿。 ③ 按水泥：砂：903膠=1∶1-2∶0.5配制903砂漿。 2、杜拉纖維砂漿 杜拉纖維砂漿不同于一般的砂漿，即在砂漿中加入杜拉纖維和硅粉及其它外加劑（簡稱GFJ防水材料），本工程是采用噴射施工，該材料具有抗裂性大，彈性模量高，又具防水性能。 杜拉纖維的性能： 杜拉纖維的英文原名為：Durafiber,DURA是Durability的縮寫，其意為“耐久”，故可將杜拉纖維理解為耐久的合成纖維。此種纖維是美國所產砼專用纖維的一個品牌產品，它是由有抗老化劑的聚丙烯熱熔拉絲，表面涂覆與短切工序制成，其主要特點是：① 密度小（0.91），抗拉強度高（≥270MPa）、彈性模量高（3.8 GPa）；② 抗老化性好；③ 耐化學侵蝕（抗堿與抗酸性均好）；④ 攪拌時容易均勻分散為單絲，不結團；⑤ 與水泥漿粘結性好；⑥ 保水率低（＜0.1%）。 杜拉纖維主要技術參數 材 料 聚丙烯 抗拉強度 ≥276MPa 纖維類型 束狀單絲 安全性 無毒材料 密 度 0.91g/cm3 吸濕率 ＜0.1% 吸 水 性 無 抗酸堿性 極高 熔 點 168℃ 燃點 580℃ 導 熱 性 極低 旦尼爾 15±2（g/9000m） 導 電 性 極低 彈性模量 3793MPa 拉伸極限 15% 杜拉纖維增強聚合物噴射防水砂漿具有下列主要性能： 1、杜拉纖維噴射砂漿中加入防水劑，具有很強的防水抗滲性能。 2、杜拉纖維噴射砂漿的抗壓強度比一般的素砂漿提高30%以上。 3、杜拉纖維噴射砂漿的抗彎強度比素砂漿提高40%以上。 4、杜拉纖維噴射砂漿的抗拉比素砂漿提高50%。 5、杜拉纖維噴射砂漿的抗沖擊力比素砂漿好。 6、杜拉纖維噴射砂漿的韌性比素砂漿強。 7、杜拉纖維噴射砂漿比素砂漿具有更大的拉應變，其與土層或層面界面粘結強度高。 8、杜拉纖維噴射砂漿加入外加劑后對原有強度不產生影響。 9、耐侯性好。 杜拉纖維摻入砂漿（砼）中的作用機理： 杜拉纖維摻入混凝土或砂漿中有助于大幅度提高水泥基材的抗滲性，這主要歸功于均布于水泥基材中數以千萬計的細纖維，這些纖維在砼或砂漿基體中起著如下的作用： ① 阻止砂漿或砼的離析現象（即水泥與集料的分離傾向），提高了澆注體的整體均勻性，不致發生各層的不均勻收縮，減少澆注體的內部裂縫。 ② 即使基材在限制收縮條件不同失水干縮而引發裂縫，由于存在纖維的阻裂作用，亦可顯著減少裂縫的數量、裂縫的長度和寬度，并因而降低產生裂縫的可能性。 ③ 由于混凝土體內大量均勻散布的短纖維呈現三維亂向分布，事實上可以起到阻斷砼內毛細孔作用效果，這也是纖維砼具有較高抗滲性能的一個原因。 配制： 將水泥、砂和GFJ、杜拉纖維按水泥∶中砂∶GFJ∶水=1∶（1.5-2）∶0.12∶（0.32-0.4）配制好，然后在1m3砂漿中配1kg杜拉纖維，充分攪拌均勻，或先干拌均勻再加水更好。 3、有機硅改性聚氨脂彈性材料 HK-8505是一種環保型彈性密封膠，屬于無溶劑、無焦油、無瀝青、無其它橡膠成份的純聚氨脂密封膠，用途廣泛。 特點： 1、抗垂掛性能好，在立面、傾斜面施工不垂掛。 2、固結體致密，彈性好，延伸率大。 3、與基面粘結力強。 4、固化時間短，25℃失粘時間5-7小時；低溫下固化時間會適當延長。 5、固結體耐水、耐低溫、耐油、耐腐蝕。 主要性能： 項 目 指 標 外觀 A組份 透明粘稠液體 B組份 白色粉狀物 C組份 膏狀物 失粘時間（小時） ＜30小時 伸長率% 200-400 拉伸強度（MPa） 0.2-0.4 與水泥砂漿粘結強度（MPa）（涂有底膠） 1.0-1.5 配制： A∶B∶C = 1∶（0.25-0.3）∶3，按順序在拌和用的塑料桶中配制。 三、施工工藝及方法 1、機械配置： 15kw柴油發電機、3m3/h擠壓泵改裝的噴漿機、雙層攪拌機、盆式攪拌機、手持電動攪拌機、3m3空壓機、運輸汽車、雙膠輪車、篩子。 2、主要材料： R32.5普通硅酸鹽水泥，中細砂，杜拉纖維，903高分子聚合物，HK-8505膠，防水劑，水。 3、施工工藝： ⑴ 清基：首先用水槍將待處理面上的淤泥全部沖干凈，對于已鼓殼、坑洞用膨潤土，粘土加石灰填實，已剝落、蜂窩、殘缺、破損等用摻了膠的砂漿或砼填平密實。 ⑵ 在原來的伸縮縫位置用模板預留伸縮縫。 ⑶ 在基層上噴涂和涂抹1mm厚903水泥凈漿。 ⑷ 將拌好的903砂漿裝入噴槍，壓力控制在0.4-0.5MPa，噴槍與基面保持0.3-0.4m，緩慢均勻噴涂兩道達5mm，并整修抹平。 ⑸ 配制杜拉纖維增強聚合物砂漿。 ⑹ 用噴槍噴射杜拉纖維增強聚合物砂漿二到三遍，使總厚度達2cm厚。 ⑺ 杜拉纖維砂漿表面整修、抹平。 ⑻ 清除伸縮縫預留模板。 ⑼ 涂底膠：用配套的聚氨脂基液涂刷粘結面。 ⑽ 有機硅改性聚氨脂彈性材料嵌填伸縮縫。 ⑾ 養護：常溫下7-14天。 三、施工工藝及方法 1、機械配置： 15kw柴油發電機、3m3/h擠壓泵改裝的噴漿機、雙層攪拌機、盆式攪拌機、手持電動攪拌機、3m3空壓機、運輸汽車、雙膠輪車、篩子。 2、主要材料： R32.5普通硅酸鹽水泥，中細砂，杜拉纖維，903高分子聚合物，HK-8505膠，防水劑，水。 3、施工工藝： ⑴ 清基：首先用水槍將待處理面上的淤泥全部沖干凈，對于已鼓殼、坑洞用膨潤土，粘土加石灰填實，已剝落、蜂窩、殘缺、破損等用摻了膠的砂漿或砼填平密實。 ⑵ 在原來的伸縮縫位置用模板預留伸縮縫。 ⑶ 在基層上噴涂和涂抹1mm厚903水泥凈漿。 ⑷ 將拌好的903砂漿裝入噴槍，壓力控制在0.4-0.5MPa，噴槍與基面保持0.3-0.4m，緩慢均勻噴涂兩道達5mm，并整修抹平。 ⑸ 配制杜拉纖維增強聚合物砂漿。 ⑹ 用噴槍噴射杜拉纖維增強聚合物砂漿二到三遍，使總厚度達2cm厚。 ⑺ 杜拉纖維砂漿表面整修、抹平。 ⑻ 清除伸縮縫預留模板。 ⑼ 涂底膠：用配套的聚氨脂基液涂刷粘結面。 ⑽ 有機硅改性聚氨脂彈性材料嵌填伸縮縫。 ⑾ 養護：常溫下7-14天。 四、竣工運行防滲效果及經濟分析 1、防滲效果： 本次工程應用段方家坡填方總長1000m，橫斷面周長11.3m，施工面積為11300m2。施工工期為2004年2月1日至2月14日，歷時14天。從2月16日開始運行放水，本處實測流量6.2m3/s，水深2.5m，連續放水20天。我們實地檢查3次，堤坡外腳原先用的排水溝內沒有因滲漏來的水，整個1000m渠段可以說是完全不漏水 。放水一結束，我們立即會同廣州化學所有關專家在渠槽內檢查，沒有發現任何裂縫、鼓殼現象。直到2004年7月份，經過三次放水和高溫考驗，得到了上述同樣結論。其抗沖擊力、韌性及抗拉力都比原素砼有較大提高，達到了防滲設計要求，更是節約了有限的水資源，創造了巨大的經濟效益和社會效益。 2、經濟分析： 整個工程造價67.8萬元，每米經濟指標為678元，工期14天。如采用土工復合膜結合砼防滲，需資金85萬元，而工期需2個月以上，如采取灌漿防滲辦法則投入更大，工期更長。將這些漏掉的水按城市供源水價0.3元/m3計，一年經濟效益十分可觀。 五、結 語 1、杜拉纖維砂漿適宜于應用渠道大面積管涌、散浸，防滲效果好。還可以加固渠道地基，不開裂，不鼓殼，抗凍防滲。 2、杜拉纖維噴射砂漿施工簡便，易于操作，既可噴射，又可粉刷，施工工期短，壽命長。 3、工程造價低，適宜于我國缺水嚴重、地形復雜的渠道防滲，具有極大的推廣價值。 4、雖然杜拉纖維噴射砂漿理論使用壽命可達20年以上，但由于還未實現這個工期，須經過考驗。 |
