淺談?lì)A(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊防水做法

常 松，蘆宇亭，張德平

（哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150070）

1 概述

伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化，大量民用建筑建設(shè)需求和節(jié)能環(huán)保之間的矛盾逐漸升級，傳統(tǒng)粗放型建筑建設(shè)方式必將被精細(xì)、快速、節(jié)能、環(huán)保的新型建設(shè)方式所替代。城市地下空間的開發(fā)利用，有利于節(jié)能環(huán)保，提高城市化水平。因此，大力倡導(dǎo)和發(fā)展地下工程預(yù)制裝配化，既能夠促進(jìn)我國建筑行業(yè)的更新升級，又可以加強(qiáng)我國建筑市場工業(yè)化程度，影響廣泛而深遠(yuǎn)[1]。防水技術(shù)是地下工程中十分重要的組成部分，地下結(jié)構(gòu)防水是為了防止地下水和滯留水滲入地下結(jié)構(gòu)內(nèi)部影響其使用功能，也防止水浸蝕結(jié)構(gòu)鋼筋，影響其使用壽命。地下工程屬于隱蔽工程，在使用過程中一旦出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，很難采取有效的補(bǔ)救措施，即使耗費(fèi)大量人力、物力也無法達(dá)到滿意效果。預(yù)制拼裝法的核心為預(yù)制箱涵節(jié)間相互成一體化，節(jié)間接縫處是預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)防水尤為薄弱的位置，接縫的防水性能是影響預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的關(guān)鍵問題。因此對其防水性能的探究尤為重要。

2 綜合管廊防水設(shè)計(jì)方案

2.1 基本原則

綜合管廊主體防滲的原則是“以防為主，防、排、截、堵相結(jié)合，剛?cè)嵯酀?jì)，因地制宜，綜合治理”。主要通過合理的混凝土級配、采用防水混凝土、優(yōu)質(zhì)的外加劑、合理的結(jié)構(gòu)分縫、科學(xué)的細(xì)部設(shè)計(jì)來解決綜合管廊鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主體的防滲[2]。防水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)綜合管廊的結(jié)構(gòu)型式、水文地質(zhì)條件、施工方法、施工環(huán)境、氣候條件等，采取相適應(yīng)的防水措施。只有在不引起周圍地層下降的前提下，才可對極少量滲水進(jìn)行疏排。

綜合管廊結(jié)構(gòu)防水設(shè)防等級為二級。在防水設(shè)防等級為二級的情況下：綜合管廊主體不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的2/1 000；任意100 m2防水面上的濕漬不超過3處，單個(gè)濕漬的最大面積不應(yīng)大于0.2 m2；平均滲水量不大于0.05 L/（m2·d），任意100 m2防水面積上的滲水量不大于0.15 L/（m2·d）[3]。按承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行雙控方案設(shè)計(jì)，裂縫寬度不得大于0.2 mm，并不得貫通，以保證結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下的防水性能。

2.2 結(jié)構(gòu)外包防水

遵循防水設(shè)計(jì)基本原則，確立鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水體系，與外包防水層相結(jié)合，重點(diǎn)處理好施工縫、變形縫、穿墻管等細(xì)部的防水。綜合管廊常見外包防水如圖1所示。第一道防水防線為混凝土結(jié)構(gòu)自防水體系，采用防水混凝土；第二道防水防線為3 mm厚自黏聚合物改性瀝青防水卷材聚酯氈胎體[4]。

2.3 變形縫設(shè)計(jì)

變形縫的設(shè)計(jì)要滿足密封防水、適應(yīng)變形、施工方便、檢修容易等要求。用于沉降的變形縫其最大允許沉降差值通常不大于30 mm。變形縫處混凝土結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于300 mm。用于沉降的變形縫的寬度宜為20～30 mm。變形縫的防水通常采用復(fù)合防水構(gòu)造措施，中埋式橡膠止水帶與外貼防水層復(fù)合使用，如圖2所示。

圖1 結(jié)構(gòu)主體外防水

（a）底板變形縫防水構(gòu)造示意圖

圖2 變形縫防水構(gòu)造示意圖（單位：mm）

變形縫的型式非常重要，一般有平接和企口兩種。平接型式一般適合用于承載力較好的地質(zhì)情況，對外力的適應(yīng)性較差，由于施工回填或鋼板樁拔出導(dǎo)致的地基沉降差對變形縫的拉裂情況也比較普遍。企口變形縫一般適用于地基承載力較差的地質(zhì)情況，由于企口的設(shè)計(jì)，使得變形縫的抗沉降差異能力大大增加。

2.4 施工縫設(shè)計(jì)

現(xiàn)澆鋼筋混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)，在澆筑混凝土?xí)r需要分期進(jìn)行。施工縫均設(shè)置為水平縫，水平施工縫一般設(shè)置在綜合管廊底板上300～500 mm處及頂板下部300～500 mm處。在施工縫中設(shè)計(jì)埋設(shè)鋼板止水條（300×3）。預(yù)制拼裝構(gòu)件在工廠預(yù)制，不設(shè)置臨時(shí)施工縫。

2.5 預(yù)埋穿墻管

在綜合管廊中，多處需要預(yù)埋電纜或管道的穿墻管。根據(jù)預(yù)埋穿墻管的不同形式，分為預(yù)埋墻管和預(yù)埋套管。

穿越電纜及通信光纜的部位由于有各種規(guī)格的電纜或光纜需要從綜合管廊內(nèi)進(jìn)出，根據(jù)以往地下工程建設(shè)的教訓(xùn)，該部位的電纜進(jìn)出孔是滲漏最嚴(yán)重的部位。電纜或光纜的穿線往往不是一次完成的，在土建結(jié)構(gòu)施工完成后，要很長的一段時(shí)間甚至幾年后才會逐步完成電纜和光纜的穿線，故該預(yù)埋件需要滿足不穿線時(shí)的防水問題，在需要穿線時(shí)要能方便取下預(yù)埋件，同時(shí)還需要考慮遠(yuǎn)期纜線方便更換的問題。另外，由于穿越的是纜線，所以橡塑預(yù)埋件還需考慮防火問題，考慮電纜電流自身的特殊性，一般不能用鋼制環(huán)形材料。圖3、圖4分別為穿墻管涂料和穿墻管卷材防水示意圖。

圖3 穿墻管涂料防水示意圖

給水、中水、燃?xì)獾裙芫€穿越綜合管廊一般采用預(yù)埋套管的方法。套管的型式要選擇防水性能好、有一定抗變形能力的預(yù)埋套管（見圖5）。套管的安裝需滿足以下施工要求：

（1）穿墻管必須焊接止水環(huán)，要滿焊密封無縫隙，要加強(qiáng)對止水環(huán)處焊縫的檢查，在滿焊的條件下應(yīng)逐個(gè)敲去焊渣檢驗(yàn)，對不合格的要補(bǔ)焊合格后方可用到工程上。

（2）結(jié)構(gòu)變形或管道伸縮量較大時(shí)，預(yù)埋穿墻管或預(yù)埋套管的管道外壁應(yīng)加焊10 mm×10 mm以上的法蘭盤，要求雙面滿焊。

（3）當(dāng)穿墻管線較多時(shí)，宜相對集中，采用穿墻盒方法。

（4）穿墻套管與穿墻管之間的縫隙嵌填聚氨酯密封膏，厚度要足夠，嚴(yán)禁用普通水泥砂漿封堵。

此外，在各類孔口還需設(shè)細(xì)鋼絲網(wǎng)，以防小動(dòng)物爬入綜合管廊。

圖4 穿墻管卷材防水示意圖

圖5 穿墻防水套管示意圖

3 工程實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

該工程采用單艙結(jié)構(gòu)型式，艙內(nèi)容納管線為給水管線、中水管線、電力管線及通信管線，其標(biāo)準(zhǔn)段是典型的預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊，如圖6所示。通風(fēng)口、投料口等節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)銜接處采用現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)型式。

3.2 防水設(shè)計(jì)

3.2.1 結(jié)構(gòu)外包防水

遵循防水設(shè)計(jì)原則，現(xiàn)澆段頂板、側(cè)墻、底板防水層均采用兩道3 mm厚自黏聚合物改性瀝青防水卷材聚酯氈胎體；預(yù)制段頂板、側(cè)墻、底板防水層均采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，一道3 mm厚自黏聚合物改性瀝青防水卷材聚酯氈胎體。頂板防水保護(hù)層為50 mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)，內(nèi)配Ф4@200雙向鋼筋網(wǎng)；底板采用50 mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層。圖7、圖8分別為側(cè)墻及底、頂板節(jié)點(diǎn)詳圖。

圖6 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

圖7 側(cè)墻及底板節(jié)點(diǎn)詳圖

圖8 側(cè)墻及頂板節(jié)點(diǎn)詳圖

3.2.2 特殊部位防水

預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊不設(shè)置臨時(shí)施工縫，其特殊部位包括拼接縫、變形縫、穿墻管件等，這些部位屬易發(fā)生滲漏水的部位，應(yīng)采取多道設(shè)防的防水設(shè)計(jì)方案。

預(yù)制管廊變形縫間距不大于40 m，變形縫處僅采用承插式接頭，不另設(shè)連接鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋，如圖9所示。變形縫內(nèi)設(shè)橡膠止水帶，并用低發(fā)泡塑料板和雙組份聚硫密封膏嵌縫處理。

圖9 變形縫連接圖

拼接縫的一般規(guī)定：

（1）拼縫處應(yīng)至少設(shè)置一道密封墊溝槽，密封墊及溝槽的界面型式應(yīng)符合A=1.0A0～1.5A0的要求（其中，A為密封墊溝槽截面積，A0為密封墊截面積）[3]。

（2）拼縫處應(yīng)選用彈性橡膠與遇水膨脹橡膠制成的復(fù)合密封墊。彈性橡膠密封墊宜采用三元乙丙（EPDM）橡膠或氯?。–R）橡膠[3]。

（3）拼縫彈性密封墊應(yīng)沿環(huán)、縱向兜繞成框型。溝槽型式、截面尺寸應(yīng)與彈性密封墊的型式尺寸相匹配。

施工時(shí)應(yīng)根據(jù)預(yù)制拼裝的要求，嚴(yán)格控制墊層的平整度在±2 mm以內(nèi)，從而確保預(yù)制節(jié)段拼縫平整。拼裝順序應(yīng)從一端開始向另一端依次拼裝。圖10為拼縫接頭水壓試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

圖10 拼接縫連接圖

3.3 拼接縫防水性能試驗(yàn)

預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊的拼縫接頭水壓試驗(yàn)，借鑒單口水壓試驗(yàn)的方法，在工廠和現(xiàn)場進(jìn)行拼縫接頭水壓試驗(yàn)（見圖11）。工廠內(nèi)試驗(yàn)成功后方可進(jìn)行現(xiàn)場拼裝，現(xiàn)場拼裝以每20節(jié)為一個(gè)檢驗(yàn)批，抽檢其中1個(gè)拼縫接頭進(jìn)行水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)的主要合格標(biāo)準(zhǔn)包括試驗(yàn)壓力值、恒壓時(shí)間、允許壓降值。

通過大量的試驗(yàn)，分析并總結(jié)試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)，得出了試驗(yàn)影響因素，優(yōu)化確定了生產(chǎn)控制允許偏差和現(xiàn)場安裝方案，確定了橡膠條尺寸及硬度等性能參數(shù)，并確定了將單根鋼絞線預(yù)加鎖緊力值、管廊內(nèi)縫尺寸，作為現(xiàn)場拼裝合格控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖11 拼縫接頭水壓試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

4 結(jié)語

地下空間的集約化利用不僅可以節(jié)約地面用地，還可以減少交通壓力。目前國家正加快推進(jìn)地下綜合管廊項(xiàng)目建設(shè)，國家政策走向正以綜合管廊為拐點(diǎn)，工作重心向地下空間的開發(fā)利用傾斜。地下結(jié)構(gòu)是否具備使用功能，與其防水工程質(zhì)量密不可分。為了確保地下結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，應(yīng)采取必要措施在防水施工方面加以提高。預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊采用主體自防水加外防水設(shè)計(jì)，在變形縫、出入口、預(yù)留口等滲漏設(shè)防重點(diǎn)部位，采取相應(yīng)可靠措施，保證結(jié)構(gòu)的水密性。本文總結(jié)并分析了預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊結(jié)構(gòu)的防水做法，結(jié)合試驗(yàn)，驗(yàn)證了拼接縫處柔性防水可以實(shí)現(xiàn)綜合管廊的抗裂防滲設(shè)計(jì)。本文可為預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊防水構(gòu)造設(shè)計(jì)提供參考。

[1]魏江洋.預(yù)制裝配式混凝土(P)技術(shù)在民用建筑中的應(yīng)用與發(fā)展[D].南京：南京大學(xué),2006.

[2]GB 50108—2008，地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB 50808—2015，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[4]GB/T 23457—2009，預(yù)鋪/濕鋪防水卷材[S].