干渠穿过黄河,来到焦作。12.9公里的南水北调焦作工程,是整个南水北调中线工程中惟一一座穿越中心城区的明渠工程。
干渠自陶岔渠首到北京团城湖全线自流,落差仅有99米,沿线坡度必须精打细算。为满足调水要求,只能对地势低洼的地基进行填筑。焦作城区渠堤高出地面6米以上的高填方段长3598米,平均高度在10米左右,最高处有13米。渠底高、流量大,一旦出现透水跑水事故,后果不堪设想。因此,设计人员为干渠上了“多重保险”,对高填方段的渠堤加宽3米,将渠道内部的衬砌厚度从8厘米增至10厘米,渠堤增设防渗墙等。此外,整个焦作城区,总共设置了两个退水闸,一旦出现险情,可以随时退水减压。
防渗帷幕与井点降水相结合
穿漳工程河床下70多米深是砂卵石冲积层,像个漏斗,一个点抽水,周围的地下水都会流过来。后来,工程采用了防渗帷幕与井点降水相结合的施工方案。在施工区域周围,像梅花桩一样,钻下七八十米深的孔,然后灌入水泥泥浆形成防渗墙。到了冬天气温较低,为了防止冰块进入隧洞影响调水,因此,在这里专门设了退水排冰闸,被拦住的冰块可以从这里排入漳河泄洪道。在进口检修闸上,有100多吨的平板钢闸门,上面也装置有融冰系统,避免防水系统被冰块损坏。
新材料试水解难题
目前用于渠道混凝土变形缝的填缝止水材料多为焦油树脂胶泥聚氯乙烯胶泥 。该材料施工麻烦、性能不稳定、易老化、毒性大,且原建设部1998年就已下文要逐步淘汰污染环境的焦油类防水材料。国际灌排委员会推荐的弹性聚硫密封胶变形缝止水材料,其价格是焦油树脂胶泥的10倍以上,并且用于水工建筑物混凝土嵌缝止水时,在潮湿环境下,黏接面易开裂,止水效果差。除此之外,也有采用聚氨酯嵌缝胶等材料的,但它们也存在成本高、性能差等缺陷。
鉴于此,项目组经过四年多的探索研究,终于开发出性能优、造价低、施工方便的环保型HBPU沥青聚氨酯水工混凝土嵌缝止水密封胶,并结合缝内表面难清理、缝潮湿等现场实际情况,开发出ZP-1专用底涂剂及嵌缝胶的施工工艺。
据介绍,研制高性能的沥青聚氨酯嵌缝密封胶,关键技术在于如何解决极性的聚氨基甲酸酯与弱极性石油沥青的相容性难题。项目组以高分子聚集态理论、聚氨酯化学、沥青化学理论为依据,进行了聚氨基甲酸酯分子结构及大小设计,从根本上解决了聚氨基甲酸酯与石油沥青的相容性难题,并通过合成方法、合成工艺条件、性能测试的研究,找到了理想的生产技术路线,通过了成果鉴定。鉴定专家一致认为,该成果总体达到国内领先水平,在止水材料的性能方面达到国际先进水平。