混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法

《套用懸空雙面埋弧自動焊工藝焊接大型容器工法》是由中鐵二十局集團有限公司完成的工法；作者分別是汪君睿、郭朋超、郭晉、貼鋒斌；該工法適用於鐵路、公路隧道混凝土施工縫的施工；游泳池、污水處理池、房建工程地下室等施工縫防水處理。

《套用懸空雙面埋弧自動焊工藝焊接大型容器工法》主要的工法特點是：施工縫防水處理操作簡便，勞動強度低，施工效率高。

2009年10月19日，《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007~2008年度升級版國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法
• 主要完成人：汪君睿、郭朋超、郭晉、貼鋒斌
• 工法編號：YJGF33-2000
• 完成單位：中鐵二十局集團有限公司
• 類 別：工程建設類
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：升級版國家一級工法（2007-2008年度）

形成原因

滲漏水在中國地下工程，特別是隧道、水利工程、高層建築地下室的施工預留伸縮縫、施工接縫中較為突出，對運營和使用影響很大。混凝土施工縫SEM彌合砂漿防水技術成功地解決了這一難題，該防水砂漿採用補償收縮等技術，從根本上改善混凝土施工縫中水的微循環特徵，彌合收縮縫。中鐵二十局集團有限公司在朔黃電氣化鐵路石河口、白村隧道施工中，套用SEM彌合砂漿防水技術，經總結形成《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》。

工法特點

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》具備的特點有：施工縫防水處理操作簡便，勞動強度低，施工效率高，原材料來源廣泛，可就地取材，無毒無污染，成本低廉。

操作原理

適用範圍

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》主要適用於鐵路、公路隧道混凝土施工縫的施工；游泳池、污水處理池、房建工程地下室等施工縫防水處理。

工藝原理

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》的工藝原理：SEM彌合防水砂漿，是一種專門用於防止混凝土施工縫滲漏水的工程防水新材料，是採用化學外加劑一SEM彌合劑與水泥、細骨料、水等按特定配合比配製而成的特種砂漿。它對混凝土有補償收縮功能，延時膨脹效果，終凝時間可控制在50~80小時以便使其膨脹時兩側混凝土均具備足夠強度。SEM砂漿在施工縫中發生膨脹，這種膨脹是在混凝土的約束下發生的，膨脹的能量一部分壓迫兩側混凝土使之變形，一部分由於混凝土對砂漿膨脹的抵抗作用形成彈性變形能量儲存在砂漿內。處於壓縮狀態的施工縫砂漿當鄰側混凝土發生收縮變形時，會發生相應的膨脹，對混凝土的收縮做相應的補充，這就是SEM防水砂漿的關鍵功能一實時補償功能。人們正是利用這種功能達到防止施工縫滲漏水的目的。

工藝流程

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》的施工工藝流程見圖：

施工工藝流程

配合比的設計

1.配合比經過多年的套用和改進，得到了較為理想的配合比，實際施工時可根據現場原材料的實際情況作適當的試配調整（膨脹劑採用內摻法，等量取代水泥）。

2.（32.5級水泥+粉煤灰+礦粉+膨脹劑）:砂:彌合劑:水=（0.6+0.15+0.15+0.1）:2.0:0.02:0.44。

3.（42.5級水泥+膨脹劑）:粉煤灰:礦粉:砂:彌合劑:水=（0.58+0.15+0.15+0.12）:2.5:0.02:0.44。

• 彌合砂漿抗滲性檢驗

遵照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》GBJ82第五章進行。

1.抗滲試件的製作

（1）根據具體工程項目的混凝土強度標號和抗滲等級，在室內或施工現場提前7天製作同標號同抗滲等級的抗滲試件，在試件中央預埋一頂面直徑55毫米、底面直徑65毫米，高180毫米的木製或橡膠制圓台體，使脫模抽心後的抗試件中央出現一圓形孔洞。成形後的試件標養7天。

（2）將標養至7天齡期的試件重新裝入抗滲試模，在其預留孔洞中分三層灌入彌合砂漿，每層用直徑10毫米的鋼筋棍插搗25次，使砂漿充分填實孔洞，成形後的試件在室內環境中靜置24小時後，帶模在50°C×90%環境下快速養護96小時或帶模標養28天后進行抗滲性試驗。

2.抗滲性試驗

抗滲標號以每6個試件中4個試件未出現滲水時最大水壓力計算，其計算公式為：

式中P——混凝土抗滲等級；H——6個試件中3個滲水時的水壓力（兆帕）。

3.抗滲性評定

6個試件中3個出現滲水，且抗滲等級大於混凝土抗滲等級時，彌合砂漿的抗滲性合格。

• 基本性能試驗

1.試驗方法

遵照《建築砂漿基本性能試驗方法》JGJ70進行。

2.抗壓強度評定

為確保彌合砂漿是永久的剛性材料，彌合砂漿的抗壓強度230兆帕。

操作要點

1.拌合SEM彌合砂漿須嚴把計量關，嚴禁採用體積比，各種材料計量充許誤差為：砂±3%；膠凝材料±1%；外加劑±1%；水±1%。

2.攪拌機，拌合量不得大於其額定拌合量的85%，攪拌時間比普通砂漿延長1~2分鐘，採用滾筒式攪拌機時，攪拌時間比普通砂漿延長2~3分鐘。

3.投料順序最好採用外加劑後摻法，即：

砂+膠凝材料+膨脹劑→出料

若採用同摻法，則其順序為：

砂+膠凝材料+膨脹劑+彌合劑→出料

4.拌合物出機後應立即進行和易性及稠度試驗（達不到稠度及和易性要求的不能運往施工作業面），隨後應根據規定作抗滲試件及抗壓強度試件。按每工班且≤10立方米作抗壓試件3組，每組6塊（70.78毫米×70.7×70.7試模），按襯砌成洞每30~60米或5~10條施工縫作抗滲試件1組，每組6塊。

5.應儘量縮短彌合砂漿運輸時間，運輸過程應避免大的振動防止拌合物離析，運到工作面的砂漿應在鐵板上進行二次人工拌合後方可攤抹施工。

6.攤抹彌合砂漿的最佳時機為混凝土拆模後的8~24小時後，此時的混凝土表面尚未乾燥，容易進行表面處理，砂漿容易與混凝土粘結，過於乾燥的混凝土表面應噴水濕潤後再進行攤抹。

7.施工面在攤抹砂漿前應進行表面清理、鑿毛，清除鬆動石子，鑿毛深度不小於5毫米。

8.砂漿攤抹施工時不得使襯砌後的混凝土施工縫砂漿外露，達到襯砌面光潔美觀。自下而上均勻攤抹，抹面厚度應達到30~40毫米，分兩層進行攤抹，每層厚度為15~20毫米。

9.灌注混凝土時，在砂漿面附近應小心灌注，不得以拌合物正面衝擊施工縫砂漿，而應採用“保護埋沒法”，逐步使拌合物填滿模板。振搗時振動器應由遠而近慢慢接近砂漿界面，嚴禁直接插搗砂漿界面。砂漿出現脫落應及時補打開後恢復灌注或振搗。

10.砂漿應集中堆放，表面用塑膠膜覆蓋保存，再次使用前在鐵皮板上進行充分的人工拌合，超過48小時的砂漿將不得再次使用。

材料設備

材料

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》所用主要材料有：

水泥：矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，強度等級≥32.5，質量應符合《矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥》GB175質量標準，不宜使用礦晴矽酸鹽水泥。

細骨料：潔淨無污染的中砂，細度模數2.3~3.0，含泥量≤3%，其他技術指標應符合GB/T14684標準要求。

膨脹劑：符合混凝土外加劑套用技術規範GBJ199。

彌合劑：化學外加劑，其標準執行GB8076、GBJ119。

粉煤灰：符合GB/T1596中Ⅰ、Ⅱ粉煤灰標準要求。

礦粉：符合GB/T18046中S95、S105標準要求。

拌合水：符合飲用水GB5749標準，不得使用海水。

設備

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》作業工班所需機具設備見下表。

作業工班所需機具設備

序號	名稱	規格	單位	數量	備註	序號	名稱	規格	單位	數量	備註
1	砂漿攪拌機		台	1		6	鑿子	Φ25毫米	把	4
2	機動翻斗車		台	1		7	噴霧器		台	1
3	台秤	感量0.5千克	台	1		8	抹子		把	4
4	台秤	感量0.5千克	台	1		9	鐵鍬		把	4
5	鐵錘	0.5千克	把	4		10	鐵板		張	4	二次拌合用

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》工地試驗室試驗檢測儀器見下表。

工地試驗室試驗檢驗儀器

序號	名稱	規格	精度	數量	序號	名稱	規格	精度	數量
1	混凝土抗滲儀	HS40		1台	8	砂漿攪拌機			1台
2	萬能材料試驗機 WE-600	WE-600		1台	9	坍落度測定儀			1套
3	振動台			1台	10	砂漿稠度儀			1台
4	標準養護箱		±1攝氏度	1台	11	混凝土抗滲試模	175×185× 150		2組
5	砂樣篩			1套	12	砂漿試模	70.7×70.7× 70.7		6組
6	磅秤		0.1千克	1台	13	水泥維卡儀			1套
7	天平		0.01克	2台	14	水泥稠度測定儀			1套

質量控制

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》的質量控制要求如下：

1.嚴禁使用過期和受潮的水泥、膨脹劑、礦粉、粉煤灰等原材料。

2.採用精度較高的磅稱或電子計量設備對原材料進行計量，嚴禁採用體積比。

3.延長攪拌時間，提高拌合物和易性，以保證彌合劑發揮應有的作用。

4.拆模後應加強對鄰側混凝土的覆蓋等保濕養護措施，使其強度達到75%以上後方可轉為自然養護，以保證彌合砂漿補償收縮功能的實現。

5.SEM彌合砂漿相關檢驗和抽樣檢測應按操作要點2和操作要點3進行。

安全措施

使用《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.建立現場施工安全組織，對施工人員作好安全技術交底，建立安全責任制。設備專職安全員，監督各項安全規程和制度的執行情況。

2.施工機具，砂漿攪拌機，機動翻斗車，卷揚機等機械要勤檢查，非操作人員不得操作各類機械設備。

3.高空作業時，腳手架、平台支撐應牢固，作業前應檢查其可靠性。

4.彌合砂漿施工精細，工作面必須保證充足的燈光照明，所有照明線與動力線應注意架空、絕緣並安裝漏電保護器。任何人未經允許，不得接觸電源開關，發生故障由電工處理。

環保措施

採用《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》應採取以下環保措施：

1.建立完善的環境保護體系，建立健全環境保護措施及制度。

2.成立與本工程對應的施工環境衛生管理機構，在施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工機械燃料、工程材料、廢水、生活垃圾、廢棄砂漿的控制和治理，設定專用排放渠道和集中處理場地。

3.優先選用先進的環保機械，降低施工噪音和環境污染。

4.所有用於施工或生活場地的臨時用地，要做到工完場清，並且要進行及時復耕。

效益分析

採用《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》實現以下的效益：

• 經濟效益

原設計採用橡膠止水帶，每千米需原材料費24萬元，實際採用SEM彌合防水砂漿消耗材料費1.96萬元，原材料成本僅為橡膠止水帶的1/10左右；節省人工費和其他堵漏防滲材料費32萬元。兩項合計節約54萬元，經濟效益顯著。

採用SEM彌合防水砂漿施工，節省勞動力可使能耗降低到原來的1/2，降低了勞動強度，施工效率可提高3倍以上，防水質量是設計防水標號的300%以上。

• 社會效益

該技術使用無機材料替代有機材料防水，提出了混凝土施工縫剛性防水的新理念，施工簡便，防水效果良好，在業主和質檢站的多次檢查中都給予了高度評價，社會效益顯著。

• 節能和環保效益

在整個施工過程中無塵、無毒、無放射性、無任何污染，節能和環保效益顯著。

註：施工費用以2006-2008年施工材料價格計算

套用實例

《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》套用實例如下：

1.奉雲高速公路僑梨灣隧道和向家隧道

2006年8月~2008年12月該工法成功套用於奉雲高速公路僑梨灣隧道和向家隧道的施工縫防水處理上。梨灣隧道和向家隧道，位於重慶市雲陽縣龍洞鄉，兩座隧道總長1140米，圍岩為IV、V級裂隙發育圍岩，基岩裂隙水和鬆散層孔隙水較豐富，原設計採用橡膠止水帶、膨脹止水條，由於止水條、止水帶安裝困難、容易老化等缺點給施工帶來了很大不便，經採用“混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法”的施工縫防水處理技術，施工簡便，防水效果良好，在業主和質檢站的多次檢查中都受到高度的評價，社會效益顯著。

原設計採用300毫米×10毫米橡膠止水帶2114米、20毫米×30毫米膨脹止水條6036米，三類型防水材料購買成本價為：300毫米×10毫米止水帶：2114×102=215628元；20毫米×30毫米膨脹止水條：6036×6.9=41648元。以上原材料成本價為257276元。採用SEM彌合防水砂漿施工時，購買SEM砂漿彌合劑約2.5噸成本總計30000元左右，創造直接經濟效益22萬元。

2.重慶市江北城江溉路隧道

2007年10月~2008年12月該工法成功套用於重慶市江北城江溉路隧道施工縫的防水處理上，隧道全長780米，隧道跨越區內無斷層通過，區域構造整體穩定，岩層中發育四組裂隙，最大埋深不超過100米，原設計採用300×Φ18×R13橡膠止水帶853米，300毫米背貼式止水帶7122米，20毫米×30毫米膨脹止水條6102米。由於止水條、止水帶安裝困難、容易老化等缺點給施工帶來了很大不便，採用本工法的防水處理技術，施工簡便，效果良好。

3.西安市軌道交通二號線一期工程TJSG-9標段

2007年12月~2008年9月該工法成功套用於軌道交通二號線一期工程TJSG-9標段捷運工程，該工程位於西安市未央大道上，包含北關和龍首村兩座地下車站，車站建築面積10135.37平方米。車站所處地層主要為濕陷性黃土，地下水位為地面下5~6米。施工過程中，混凝土施工縫的處理，採用SEM彌合砂漿防水工法，其操作簡便，防水效果良好，受到業主和監理單位的好評。

榮譽表彰

2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，以文號建質[2009]162號公布《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》為2007-2008年度升級版國家一級工法。