透水模板布 （CPF） 在船闸工程上的应用

全国水利投资近年来呈现高速增长态势，2024 年已达 1.35 万亿，在市区更是有一大批水闸、泵闸、船闸等水利设施正在新建、重建之中。钢筋混凝土构筑物作为水利设施中的主要结构，其施工质量对于实现水利行业高质量发展起着至关重要的作用。混凝土作为一种重要的施工建筑材料，目前正向高性能、高耐久性方向发展，改善混凝土表面质量是提高混凝土性能重要途径之一。

透水模板布（CPF）目前在交通行业应用较多 [1]，但是在水利行业的应用不是特别常见。而水工混凝土又区分有水上、水下和水位变动区等部位 [2]，其用途不同，技术要求也不同，在水闸、泵闸、船闸等一些工程中，由于混凝土常受高速水流冲刷，要求混凝土具有更好的抗冲刷、耐磨及抗气蚀性能，这就对其混凝土表面质量提出了更高的要求。

一、工程概况和特点

（1）淀东水利枢纽船闸重建工 市淀浦河闵行段上，是淀东水利枢纽重要的组成部分并承担着枢纽中的通航功能。原船闸于1978 年 于四类闸，需要拆除，本 工程是在原址对老船闸进行拆除重建。工程主要任务是通过重建船闸闸首、 墙，疏浚内外河引航道等工程措施，消除淀东水利枢纽船闸的安全隐患，保障船舶通航安全，确保区域防汛安全。通航等级为Ⅵ级。

（2）船闸闸室混凝土设计强度为 C30W6，由于其是航道重要组成部分，且长期受水流冲刷，对结构耐久性有更高的要求。闸室为 3 级水工建筑物，总长 207m，分为 1~14# 闸室，标准仓段长 15m，宽 16m，闸室断面为U 型坞式结构，闸室墙身和底板处设计有高1.2m 宽0.6m、角度63°的倒角。

二、透水模板布（CPF）特点和作用机理

2.1 材料特点

透水模板布是一种新型建筑材料，以改性高分子聚丙烯纤维为主要原料，经过特殊工艺加工而成，是亲水性的复合纤维组织，具有复合的二层功能。其质地柔软、坚韧，贴敷于模板内侧，能够很好的适应各种类型的混凝土模板，对于水利工程中一些需采用异形钢模板的流道等混凝土结构，也可以很好的适应。透水模板布具有以下特点：

（1）透水模板布分为表层（过滤层）和毛面层（垫料层），其中表层光洁、致密，具有微细小孔，平均孔径为30~35μm，与混凝土直接接触，能使水和空气通过，但可以阻止水泥颗粒通过，避免表面产生气泡、砂线、砂斑等混凝土外观质量问题。毛面层厚度约1~1.5mm，贴于模板内侧，具有保水透气的性能，保水能力大于0.45L/m2，排水能力大于 3L/m². 。作用是保留适当的水份，多余的水份渗出，气体排出，使混凝土表层始终处于潮湿的环境当中，降低了混凝土表面水与水泥的比例值W/C，提高了混凝土表面强度和耐磨性。

（2）透水模板布在施工中紧贴混凝土表面，透水模板布的保水作用能确保混凝土在最初阶段的养护保持高湿度，大大减少细微裂缝产生的风险，从而使混凝土表面变得细致、密实，减少表面的砂眼和裂纹。提高了混凝土的耐久性、耐磨性、抗冻性和表面抗拉强度。

2.2 作用机理

浇筑混凝土后，在混凝土内部压力、混凝土透水模板布的毛细作用及振捣棒等的共同作用下，混凝土中的多余的水分、气泡穿过模板布的表层进入毛面层，气泡在毛面层中逸出，水分中的一部份积聚在毛面层中，多余的水份沿模板布外沿渗出。多余的水分排出后，混凝土表层水与水泥的比值 W/C 值从一般的 0.4-0.5 降低至0.2-0.3，另外还确保混凝土在养护期间保持高湿度。

2.3 作用效果

（1）可以有效减少构件表面混凝土的气泡，使混凝土更加致密；

（2）可以使混凝土中的部分水分排出而水泥颗粒留在混凝土到头面，导致数毫米深的混凝土表面水胶比显著降低；

（3）使构件表面形成一层富含水化硅酸钙的致密硬化层，极大提高混凝土表面硬度，耐性、抗裂强度、抗冻性，使混凝土的渗透性、碳化深度和氯化物扩散系数也显著降低；

（4）减少了混凝土内部与外界交换物质的可能，从而提高了构件的耐久性；

（5）混凝土透水模板布具有均匀分布的孔隙，水能通过渗透和毛细作用经透水模板均匀排出，不形成聚集这样有效减少砂斑、砂线等混凝土表面缺陷的产生；

（6）混凝土透水模板布的保水作用，为混凝土养护提供了一个良好的条件，减少了细微裂缝的产生。

（7）透水模板布施工快捷简单，可以重复利用，节省成本。使用后，模板不需要脱膜剂，方便脱模。

（8）模板因不需直接接触混凝土，可以提高模板的周转次数，降低购买模板的费用。

（9）节省修补砂眼和裂缝的费用，降低整体施工成本，后续维修保养的费用大幅减少。

三、透水模板布（CPF）施工方法

3.1 工艺流程

模板表面清理→模板布剪裁→胶水喷涂→粘贴模板布→保养

3.2 材料与设备

未使用模板布 使用模板布

（3）由于增加了粘贴模板布的工序，模板安装施工速度略有降低，但显著提高了混凝土表面质量，减少了后期混凝土表面缺陷修理的时间和费用。模板布可重复利用 2~3 次，使用成本低。在各种倒角部位，采用透水模板布以提高混凝土表面质量是非常有效且经济的一种方式。

五、模板布使用不当所产生的问题和处理方法

透水模板布为新型建筑材料，使用得当可以显著提高倒角位置混凝土表面质量，使用不当，特别是在水利行业，由于应用不是特别广泛，很多作业工人是第一次使用，操作不够熟练且需要多人配合，因此也会增加造成一些外观问题，主要有以下几点：

5.1 褶皱现象

（1）问题描述：拆模后，混凝土表面出现一些条纹状褶皱，高低起伏。

（2）原因分析：模板布在粘贴时未采用塑料挂板或滚轴压实、压平，使模板布发生褶皱。混凝土浇筑完成面就会呈现模板布褶皱后的形态。

（3）预防措施：使用模板布前对作业人员进行详细交底，可先在现场试铺。铺设过程中应双人甚至三人互相配合，应先将模板布一端粘贴固定在模板一端，待紧固后再使用塑料挂板和滚轴将模板布向另一端逐步粘贴、压实。初次操作时，这个过程应该仔细、缓慢，避免模板布发生扭曲、褶皱。如有褶皱，可将模板布掀起，重新粘贴。对于模板螺栓孔洞位置的模板布，务必在粘贴完成后，采用美工刀沿着孔洞切割，严禁反方向直接用螺栓杆捅穿，否则会将模板布掀起。

5.2 出现小坑

（1）问题描述：拆模后，部分混凝土之间夹杂着模板布，将模板布外侧混凝土凿除后，混凝土表面存在一些坑坑洼洼的地方。

（2）原因分析：模板布质量不合格，振捣时振捣棒将模板布破 。部分灰浆渗入模板和模板布中间使模板鼓起，混凝土凝固后，将模板布夹杂在混凝土内。拆模后，部分损坏的模板布粘贴在混凝土上。

（3）预防措施：采用质量合格的模板布，振捣时注意振捣棒与模板的距离，避免振捣棒触碰模板布，以20cm 的距离为宜。对作业人员做好技术交底，既不能过振，也不能漏振，否则都会影响混凝土外观质量。

结束语

（1）闸墙倒角部位采用透水模板布，虽然增加了模板布、喷胶、人工等费用，但是倒角部位混凝土外观质量得到了显著的提升，表面平整，无蜂窝麻面、气泡孔洞、裂缝，可以提高混凝土耐久性，效果良好，节省了后续修补的费用。

（2）透水模板布作为一种新型浇筑材料，在水利行业具有非常广泛的应用前景，值得推广，特别是在水闸、泵闸、船闸等水利设施中，因为这些设施存在较多的异形结构，比如流道，采用透水模板布可以显著提高混凝土表面质量。但是使用前需对作业人员仔细交底，必要时可以现场实操演练，避免因透水模板布的使用而带来一些其他混凝土外观问题。

参考文献：

[1] 温锦秀 . 透水模板布在桥梁工程的应用及分析 [J]. 福建建筑 ,2023,(03):92-95.

[2] 陈雁东 . 透水模板布在水工混凝土施工中的应用 [C]//《建筑科技与管理》组委会 .2018 年 9 月建筑科技与管理学术交流会论文集. 中国水利水电第九工程局有限公司;,2018:63-65.

3.3 施工步骤

（1）模板表面清理：采用抹布、打磨机等将模板表面的杂物、混凝土、油污等清除干净，使模板表面清洁、平整，无凸起物。清洗后晾干，保证模板表面干燥，从而使胶水能充分粘贴模板和模板布。

（2）模板布裁剪：按照木模板尺寸（ 1.22×2.44m ）裁剪模板布，每边预留 5～10cm, 。

（3）胶水喷涂：采用 3M super77 多用途胶水在模板表面及四周喷涂一层胶水（也可刷涂），注意胶水不宜涂太厚，否则会堵塞排水层的孔隙而影响浇筑出来的混凝土效果。胶水喷涂时应注意喷涂角度基高度，喷嘴与模板成60~90°夹角，与模板高度离 30cm 为宜，高度太高造成胶水飘散，影响喷涂效果；高度太低导致胶水喷涂较厚，浪费胶水。

（4）粘贴模板布：三人配合，先将模板布完全展开，先将模板布 端粘贴固定在模板一端，再使用塑料挂板和滚轴将模板布向另一端逐步粘贴、压实。确保模板布紧密粘贴在模板表面，如果有褶皱，可将模板布掀起，重新粘贴。整块模板布粘贴好后，用美工刀将模板螺栓穿孔位置的模板布割除，再仔细检查模板四周以及螺栓孔位置模板布是否粘贴牢固。

3.4 注意事项

（1）由于透水模板布在水利行业应用少，且铺贴需要多人配合，因此正式施工前，应加强技术交底工作，必要时，可在施工现场试铺贴后再正式进行模板布的安装。

（2）模板布施工前应对作业人员进行分组，安排如下：一人测量模板布尺寸、一人裁剪、一人喷胶、三人铺贴，其中一人负责固定，两人负责摊铺和粘贴。

（3）模板布应选用合格的产品，保证拉伸强度，避免后期振捣将模板布破坏。

（4）大风天气阴停止模板布施工，避免大风影响胶水喷涂效果并浪费胶水。在微凤天气应控制喷涂方向，应顺风喷嚏，并尽量放低高度，减少胶水飞散。（5）模板布粘贴后应采用薄膜覆盖，防止灰尘污染表面，影响排水效果。避免阳光暴晒及雨水淋湿导致开胶，出现气泡和褶皱。

四、现场实际应用效果

（1）本工程首先施工的 1# 和2# 闸室采用常规木模板，浇筑完成拆模后，发现倒角部位出现大量气泡孔洞，且直径较大，严重影响混凝土外观质量。对倒角部位气泡孔洞发生率进行统计分析，发生率为 2.81% ，

（2）3# 闸室倒角位置在原有木模基础上粘贴了透水模板布，气泡孔洞发生率降低至 0.004%_∘0 。拆模后的混凝土表面平整、颜色均匀、无裂缝，混凝土外观质量得到了显著提高。剩余 4~14# 闸室倒角位置继续采用模板布，使用效果与3# 闸室能够保持一致。