城市綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫復(fù)合防水施工技術(shù)研究

宋金嶺 楊鵬偉

摘要： 綜合管廊的建設(shè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工程，這一項(xiàng)工程準(zhǔn)確的來講，他們在建設(shè)的過程當(dāng)中對(duì)于自身的要求還是非常高的，畢竟這種綜合管廊的建設(shè)是埋藏于地下，如果自身要求不高的話，是很難建設(shè)完成的，而且即便是建設(shè)完成，那么對(duì)于整個(gè)綜合管廊地下建設(shè)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，尤其是地下現(xiàn)澆綜合管廊變工縫位置防水的設(shè)置和施工是滲漏的關(guān)鍵和根本原因?；诖?，本項(xiàng)目提出了一種“城市綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫復(fù)合防水施工技術(shù)”，并申請了國家發(fā)明專利。針對(duì)所提出的新技術(shù)，進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)驗(yàn)證和理論分析，并給出了相關(guān)作法和施工建議。

Abstract： The construction of integrated pipe gallery is a basic project， the requirements in the process of construction is very high， after all， the construction of integrated pipe gallery is buried underground. If requirements are not high， it will be very difficult to complete the construction， and even if the construction is completed， it will have a certain impact on the whole underground construction of the integrated pipe gallery. In particular， the installation and construction of waterproofing in the position of changing joints in the underground cast-in-place integrated pipe gallery is the key and fundamental cause of leakage. In this project， a kind of "composite waterproof construction technology of deformation joint of cast-in-place structure of urban integrated pipe gallery" is put forward， and the patent of national invention is applied for. The experimental verification and theoretical analysis of the new technology are carried out in detail， and the relevant methods and construction suggestions are given.

關(guān)鍵詞： 城市綜合管廊；現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫復(fù)合防水；施工技術(shù)；研究

Key words： urban integrated pipe gallery；waterproofing of composite cast-in-place structure；construction technology；research

中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）10-0131-03

0 引言

科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步推動(dòng)了建筑工程防水技術(shù)翻天覆地的變化，從防水材料到防水工程設(shè)計(jì)與施工方面都有顯著的提升。而變形縫防水技術(shù)一直是防水施工中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。我國新型防水材料分為六大類：高聚物改性瀝青漆防水卷材、合成高分子防水卷材、建筑防水材料、建筑密封材料、剛性防水及堵漏止水材料和特殊防水材料。我國從50年代開始至今已有近70年之久，無論是產(chǎn)品生產(chǎn)量、質(zhì)量、品種都能夠迅速發(fā)展為適應(yīng)我國基本建設(shè)事業(yè)高速度發(fā)展的需要，從中央到地方各級(jí)行政主管部門和科研、設(shè)計(jì)、企業(yè)等單位都十分重視加快對(duì)各種建筑防水材料的研究開發(fā)、技術(shù)引進(jìn)和推廣應(yīng)用工作。施工過程中不少變形縫有不同程度的滲漏，原因有很多，其中主要有：止水帶焊縫不飽滿或與鋼筋相連形成滲漏通道；橡膠或塑料止水帶接頭沒有銼成斜坡并粘結(jié)搭接；變形縫處混凝土振搗不密實(shí)等。

傳統(tǒng)的防水方式比較單一，在地下室防水工程施工過程中可能會(huì)用到一種或兩種防水方式相結(jié)合，但在本工程地下綜合管廊深基坑內(nèi)變形縫防水施工時(shí)，采用了多種防水方式相結(jié)合，設(shè)置多道防線，真正做到防水不漏，解決了深基坑主體結(jié)構(gòu)內(nèi)防水滲漏問題，增加了主體結(jié)構(gòu)的完整性、安全性和使用功能。

1 工程背景

本工程以北京市通州區(qū)潞城鎮(zhèn)的北京城市副中心行政辦公區(qū)啟動(dòng)區(qū)地下綜合管廊工程（三標(biāo)段）的防水工程開始建設(shè)為背景，如圖1所示。該工程建設(shè)單位是北京新奧集團(tuán)有限公司，設(shè)計(jì)單位是北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，監(jiān)理單位是北京雙圓監(jiān)理工程咨詢有限公司。

本管廊工程位于北京市通州區(qū)潞城鎮(zhèn)政通東路，政通東大街綜合管廊北起通胡路，南至政通北街，主管廊全長812m，南區(qū)總長282m，北區(qū)總長502m，南側(cè)終點(diǎn)與綜合管廊第四標(biāo)段相接。本標(biāo)段管廊干線在政通東路正下方，運(yùn)河?xùn)|大街至玉帶河大街處原混凝土瀝青路面需翻修，自然地面絕對(duì)標(biāo)高為20.12m；開挖深度約9～12m，槽底絕對(duì)標(biāo)高為8.253～12.35m。采用圍護(hù)樁、剛腰梁和鋼支撐的支護(hù)形式；地質(zhì)情況復(fù)雜，主要由人工堆積層和新近沉積層組成，表層為人工堆積層，一般厚度0.50～5.30m，主要是粉質(zhì)粘土層，新近沉積層為沉積的中砂、細(xì)砂層。地下水類型為潛水和承壓水，潛水層根據(jù)2016年11月26～28日檢測顯示，地下水位一般在8.610～12.059m，水位年變幅一般在1.0～3.0m。該層受副中心大量在建工程的降水影響，該層地下水穩(wěn)定水位在在建工程周邊存在較大幅度的下降。承壓水在場區(qū)內(nèi)連續(xù)分布，主要賦存于埋深32.00m以下的細(xì)砂、中砂層中，比較穩(wěn)定。建筑物擬建場地現(xiàn)狀主要地物有在施工地、堆土、拆遷地、廢棄荒草地、現(xiàn)狀道路、臨時(shí)施工道路、綠化帶、高壓線等。南區(qū)0+620～0+840段東側(cè)為三水潞城小區(qū)及中間八局C2地塊施工場地，西側(cè)為通州三中操場及籃球館，場地狹小。原有地下管線情況復(fù)雜，上部管線玉帶河大街通信未拆改，下部管線主要有燃?xì)?、熱力、電力、排水、供水、通信及不明管線等。

另外，2017年單位從3月份進(jìn)場施工，考慮到熱力公司的介入，業(yè)主單位對(duì)于南區(qū)工期要求在2017年6月30日，管廊正式移交，在本年度11月15日保證周邊小區(qū)供暖的正常使用。所以在工期要求緊，施工場地狹小、地質(zhì)情況復(fù)雜、地下水位不穩(wěn)定的情況下，一次性建好管廊尤為重要。由于本管廊工程屬于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，采取調(diào)倉法施工，每30m為一個(gè)流水段，分段澆筑。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，處理好現(xiàn)澆管廊變形縫處的防水施工是重中之重?；诒卷?xiàng)目的實(shí)際情況，現(xiàn)提出一種“城市綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫防水施工技術(shù)”，采用遇水膨脹止水條、鋼邊止水帶、鋼板止水帶、聚硫密封膏和高分子聚乙烯丙綸卷材等多種防水材料相結(jié)合，在加快施工速度的同時(shí)保證防水施工質(zhì)量，以解決復(fù)雜環(huán)境下防水施工和防滲漏的問題。

2 綜合管廊變形縫的設(shè)置原則

目前，城市地下綜合管廊主要有現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)兩種形式，而城市地下綜合管廊變形縫的設(shè)置和結(jié)構(gòu)形式是管廊在使用周期內(nèi)發(fā)揮著其有效功能的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，作為百年工程，綜合管廊的變形縫采用哪種形式施工，對(duì)于綜合管廊防水、適應(yīng)不均勻沉降等方面非常重要。下面主要對(duì)于綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫的施工做簡單介紹。

城市地下綜合管廊作為大型建筑物，其尺寸非常大，且縱向距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫向距離，根據(jù)我國現(xiàn)有的《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定：現(xiàn)澆混凝土綜合管廊變形縫最大距離應(yīng)控制在30m以內(nèi)。也就是說，在我們進(jìn)行綜合管廊施工時(shí)，縱向的變形縫接頭間距不應(yīng)該超過上限30m。本工程管廊采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，跳倉法施工，每30m分為一個(gè)施工流水段。分前后施工順序進(jìn)行混凝土澆筑，先澆筑的部分為承口，后澆筑的部分為插口。

3 現(xiàn)澆管廊變形縫的類型

3.1 平接變形縫接頭

綜合管廊平接變形縫接頭主要適用于基礎(chǔ)持力層好、或經(jīng)過地基處理、沉降可控的工程條件中（比如位于堅(jiān)實(shí)的黏土層、砂層）或采用樁基礎(chǔ)的綜合管廊。它的做法參考水池、箱涵等儲(chǔ)水過水構(gòu)筑物變形縫的做法。該做法不僅便于控制施工質(zhì)量，而且施工較為方便，程序簡單，其施工重點(diǎn)在周圍混凝土的振搗密實(shí)和橡膠止水帶的固定。

該類型接頭形式的不足之處在于抗地基不均勻沉降能力較差，在管廊頂部覆土及附加荷載的作用下，容易發(fā)生管廊接頭上下嚴(yán)重錯(cuò)位和曲變形問題，加大管廊接頭止水帶的變形，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蛊淅眩斐蓾B水

另一個(gè)弊端在于止水帶下方的混凝土無法振搗密實(shí)，很容易形成死角。一旦施工質(zhì)量沒有得到良好控制，變形縫處很可能會(huì)留下暗滲漏通道，在這種情況下極易引起變形縫接頭內(nèi)外滲漏。

3.2 現(xiàn)澆管廊變形縫承插接頭

針對(duì)平接變形縫中存在的弊端，對(duì)其進(jìn)行了改良，根據(jù)本管廊工程的實(shí)際情況，在變形縫接頭處設(shè)置承口、插口的結(jié)構(gòu)形式，以助于適應(yīng)變形縫兩側(cè)產(chǎn)生不均沉降時(shí)管廊錯(cuò)位引起的變形。見圖2。

該類接頭的止水做法類似平接變形縫，但是不同的是，由于變形縫一側(cè)布置了突出結(jié)構(gòu)的承口，接頭處外側(cè)不再適宜布置外貼式橡膠止水帶，而是在內(nèi)側(cè)設(shè)置一圈鋼邊止水帶，底板、墻體和頂板形成一種全封閉的防水層。

在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫承插口式施工時(shí)，先做承口，按照要求放置防水材料和低發(fā)泡高密度閉孔型聚乙烯泡沫填縫板后進(jìn)行鋼筋綁扎，支設(shè)模板澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行拆模，清理干凈，再做插口，按照要求放置防水材料并采取保護(hù)措施，然后綁扎鋼筋，支設(shè)模板后澆筑混凝土。

工程實(shí)踐證明，承插口式變形縫，只要不均勻沉降沒有達(dá)到承插口破壞的程度，則變形縫處結(jié)構(gòu)的錯(cuò)位將受到限制，而且承插口對(duì)相鄰管廊倉位在變形縫處產(chǎn)生彎折翹曲的限制是有富余量的，一般不會(huì)因地基沉降引起變形縫處結(jié)構(gòu)折曲破壞，對(duì)沉降有較好的緩解能力，適用于本工程管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

4 綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫防水施工

本管廊工程屬于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，分為四個(gè)倉，分別是能源艙、電力艙、水信艙、燃?xì)馀?，根?jù)設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)構(gòu)層高3.4m，橫向?qū)挾葹?5.35m，底板變形縫采用遇水膨脹止水條和鋼邊止水帶，外墻變形縫采用止水鋼板、鋼邊止水帶，頂板變形縫采用鋼邊止水帶、聚硫密封膏。

4.1 鋼邊止水帶施工

鋼邊橡膠止水帶常用的連接方式：一種是冷接、一種是熱接。止水帶產(chǎn)品的接頭方式主要有兩種，一種是將止水帶的接頭處進(jìn)行硫化，然后將止水帶產(chǎn)品的接頭處，進(jìn)行焊接。這種止水帶的接頭方式是現(xiàn)在比較常用的一種搭接方式。該產(chǎn)品的另一種搭接方式是冷接，是指將該產(chǎn)品的接頭處，使用專業(yè)卡具或者鋼筋進(jìn)行搭接，這是比較早期的一種搭接方式，現(xiàn)在在對(duì)止水帶產(chǎn)品進(jìn)行接頭時(shí)，已經(jīng)很少使用冷接頭的方式了。本工程其實(shí)對(duì)于鋼邊止水帶根據(jù)實(shí)際的施工情況，選擇的是熱熔法。

熱熔法施工：

4.1.1 變形縫定位彈線

先在底板墊層上彈出每條變形縫中心線位置，并外移500mm作為施工控制線。施工中采用鉛錘線來控制止水帶位置。

4.1.2 鋼邊止水帶鋪設(shè)

在底板幫扎完之后，將鋼邊止水帶放入提前預(yù)留好的施工縫內(nèi)，縫寬30*30mm，鋼邊橡膠止水帶沿底板、側(cè)墻、頂板兜繞成環(huán)形設(shè)置。由于燃?xì)馀摲浪奶厥庖?，?nèi)側(cè)250mm墻體內(nèi)豎向放置鋼邊止水帶，所以在鋪好底板鋼邊止水帶以后，燃?xì)馀搩?nèi)墻底部的鋼邊止水帶要進(jìn)行熱熔焊接鏈接。具體焊接工藝如下：

①將鋼邊橡膠止水帶要搭接部分提前試拼，并畫線確定要搭接位置，畫線時(shí)必需保證中間有1cm左右填塞生膠片位置。②用切割機(jī)將鋼邊橡膠止水帶一頭橡膠切進(jìn)去30cm左右（但鋼邊不要切除），并用角磨機(jī)將鋼邊水帶要搭接兩頭橡膠部分磨平。③用剪刀裁下兩斷窄條生膠片分別填塞兩頭要搭接止水帶中間圓孔（填塞不少于5cm）。④用手槍鉆在鋼邊上進(jìn)行打眼，并用鉚釘槍將要搭接止水帶鋼邊部分先進(jìn)行固定（鉚釘間距9cm）。⑤將提前預(yù)熱好的熱硫化夾具下部墊在要搭接止水帶下，并在搭接部位填塞生膠片。⑥安裝好夾具并放置千斤頂，溫度控制在130～150℃范圍內(nèi)，且一邊加熱一邊加壓，保證夾具與止水帶面密貼，約10分鐘后拆下夾具即可。

4.2 遇水膨脹橡膠止水帶施工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，本工程選用的是膩?zhàn)有陀鏊蛎浿顾畻lPN-220，傳統(tǒng)的遇水膨脹止水條可以設(shè)置在墻體豎向變形縫、底板和頂板水平變形縫，由于本工程的特殊性，此材料只用于底板變形縫處。根據(jù)在現(xiàn)場經(jīng)外觀檢驗(yàn)合格的遇水膨脹橡膠止水條中，隨機(jī)抽出足夠試樣送試驗(yàn)室，進(jìn)行復(fù)試檢驗(yàn)，待檢驗(yàn)報(bào)告合格后方可使用。

操作工藝流程：施工縫混凝土表面清理→放置低發(fā)泡高密度閉孔型聚乙烯泡沫塑料填縫板→放置遇水膨脹橡膠止水條→隱蔽工程驗(yàn)收→下步混凝土澆筑。具體的操作方法施工縫混凝土表面清理：粘貼遇水膨脹橡膠止水條前，用鋼絲刷、毛刷，將施工縫已硬化的混凝土表面的水泥浮漿、雜物及灰塵清理干凈，保持干燥。成口的側(cè)面和水平面放置放置低發(fā)泡高密度閉孔型聚乙烯泡沫塑料填縫板后采用水泥釘固定遇水膨脹橡膠止水條。

止水條需要接頭時(shí)，可將止水條端頭側(cè)面部位用多用刀切成斜面，剝?nèi)ゴ罱硬课坏母綦x紙，利用止水條本身的可粘性，將止水條側(cè)面以搭接60mm長粘貼在一起，用滾筒滾壓止水條上表面，使止水條的搭接面粘結(jié)嚴(yán)密、牢固即可，見圖3。

下一工序混凝土澆筑：遇水膨脹橡膠止水條粘貼完畢，經(jīng)隱蔽工程驗(yàn)收合格后，揭去止水條表面隔離紙，方可進(jìn)行下一工序混凝土澆筑。

4.3 鋼板止水帶施工

本工程采用鍍鋅鋼板止水帶，用于能源艙和燃?xì)馀撏鈮λ绞┕たp處，鋼邊止水帶安設(shè)位置要準(zhǔn)，與變形縫中心線重合，并安設(shè)到防水鋼筋混凝土導(dǎo)墻300mm高位置處，做到平、直、順。遇到墻體鋼邊止水帶時(shí)，放置其內(nèi)側(cè)超出10cm斷開，與鋼邊止水帶用成品混凝土墊塊隔開3cm間隙，在砼澆筑時(shí)保證防水混凝土密實(shí)。

鋼板止水帶安裝采用鋼筋固定。在結(jié)構(gòu)鋼筋上焊接鋼板支撐架，支撐架采用的鋼筋切割后焊接（如有剩余短鋼筋，則優(yōu)先考慮短鋼筋），一般焊成三角形，支撐架底板和頂板按的間距進(jìn)行布置，邊墻豎向施工縫跟邊墻分布筋等間距布置，支撐架和主筋焊接，鋼板跟支撐架焊接，邊墻水平施工縫鋼板先在鋼板的底部焊一根支撐鋼筋，然后再用支撐架進(jìn)行定位。焊接所用焊條的規(guī)格及材料性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼板中心線與施工縫重合，安裝于1/2板（墻）厚，并且先澆混凝土和后澆混凝土各一半，保證鋼板的水平度和垂直度。鍍鋅鋼板止水帶燕尾朝向要求為：側(cè)墻水平施工縫朝背水側(cè)，側(cè)墻豎向施工縫朝迎水側(cè)。鋼板搭接為5cm，貼合邊焊接，鋼板交叉部位采用貼合四邊滿焊，鋼板焊縫嚴(yán)密，如發(fā)現(xiàn)焊縫不合格或有滲漏現(xiàn)象，應(yīng)予修整或補(bǔ)焊。鋼板安裝結(jié)束，首先進(jìn)行自檢，然后通知質(zhì)安科驗(yàn)收，最后由質(zhì)安科會(huì)同監(jiān)理一同進(jìn)行驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下一道工序的施工。

4.4 聚硫密封膏施工

聚硫密封膏施工在混凝土澆筑完畢并拆模后，將主體結(jié)構(gòu)內(nèi)、外墻、頂板和底板變形縫處聚苯乙烯發(fā)泡填縫板用切割機(jī)拉槽30*30mm，使混凝土面平整，以保證變形縫的寬度。要除去被粘表面的油污附著物，灰塵等雜物，保證被粘表面干燥，平整，以防止粘接不良。聚苯乙烯發(fā)泡填縫板。涂刷底涂液。按給定的配合比，將兩個(gè)組份混合均勻，達(dá)到色澤均勻無色差。混合時(shí)應(yīng)防止氣泡混入，涂膠時(shí)應(yīng)防止氣泡混入，按設(shè)計(jì)厚度均勻涂刷。

5 變形縫注意事項(xiàng)

變形縫所用產(chǎn)品都應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求放置、裝配和安裝。變形縫嵌縫材料施工前，應(yīng)對(duì)變形縫進(jìn)行檢查，使其符合圖紙要求，并將預(yù)留凹槽內(nèi)混凝土打毛，清掃于凈。止水帶寬度和材質(zhì)的物理性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且無裂縫和氣泡；接頭應(yīng)采用熱熔連接，不得重疊，接縫應(yīng)平整、牢固，不得有裂口和脫膠現(xiàn)象。止水帶中心線應(yīng)和變形縫中心線重合，止水帶不得穿孔或用鐵釘固定。止水帶在施工過程中嚴(yán)禁在陽光下曝曬，露在外面的止水帶應(yīng)采用草袋等覆蓋，避免紫外線輻射產(chǎn)生老化。止水帶要采用鋼筋?yuàn)A定位措施，固定牢固，避免混凝土振搗過程中移位。水平安裝時(shí)止水帶應(yīng)呈盆形，結(jié)扎在固定用鋼筋框上，以防止止水帶下面存有氣泡，形成滲水通道。變形縫頂板迎水面處預(yù)留嵌縫槽，以聚硫密封膏嵌填。

6 結(jié)束語

本文通過對(duì)綜合管廊現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)變形縫結(jié)構(gòu)形式的選用和分析，采用承插口式結(jié)構(gòu)有利于緩解在地基不均勻沉降時(shí)變形縫出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致防水拉裂，通過綜合管廊變形縫復(fù)合防水材料的設(shè)防和相結(jié)合，有效的保障變形縫滲漏水問題。

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