簡論變電所穿墻預埋管滲水漏水封堵方法

李 術

（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300220）

引言

防滲漏施工技術是建筑工程中的重要組成部分，防滲漏施工質量的好壞直接影響建筑工程的使用壽命及其穩(wěn)定性。在大多地下工程、管道工程、電力工程中防滲漏技術在整個施工中起著關鍵性作用，是確保工程質量、使用性能、安全性能的關鍵因素，只有防滲漏施工到位，才能夠確保建筑施工質量。引起結構滲漏的因素較多，其涉及了設計、施工到質監(jiān)及驗收各個環(huán)節(jié)，對于項目管理工作者而言，就是要分析好問題的癥結，對癥下藥，采用更為合理的設計,進行規(guī)范化的施工,嚴格選材和監(jiān)督，杜絕發(fā)生滲漏問題[1]。在工程建設中，根據滲漏水方式不同，滲漏水類型主要包括線性滲漏、面性滲漏、點性滲漏等。在工程實踐中，針對不同施工環(huán)境、不同結構形式采用的封堵方法、封堵材料也不盡相同，但選定合適的封堵方案，往往能取得事半功倍的效果，減少不必要的經濟損失，避免建筑結構在生產生活使用過程中發(fā)生意外事故。

1 工程背景

示例工程為某項目裝車樓變電所，變電所位于料場堆場內，主體結構類型為框架結構，采用柱下獨立基礎+墻下條形基礎的基礎類型。建筑面積181.3 m2，為單層地上建筑，層高4.5 m，屋面防水等級2 級。變電所設備主要包括：1250 kVA變電器2 臺、6 kV 高壓開關柜8 面、低壓開關柜12 面、直流電源柜1 套、站用交流柜1 套、RTU柜1 套。主要電纜包括：6 kV 動力電纜2 根、交流電纜12 根、直流電纜4 根。變電所內供電設備主要供附近轉接機房、火車裝車樓、侯工樓、維修間生產生活使用，是火車裝車系統(tǒng)的關鍵組成部分。

裝車樓變電所室內電纜溝與室外電纜溝通過預留32 根SC125 鍍鋅鋼管連接，穿墻預埋管長度40 cm，預留鍍鋅鋼管與預埋鋼板焊接為一整體結構，整體安裝在變電所鋼筋混凝土過梁內。受實際場地影響，裝車樓變電所室外電纜溝周邊場地整體高于附近堆場道路及排水溝，附近堆場及排水溝頂標高+4.2 m，室外電纜溝底標高+4.0 m，室外電纜溝頂標高+5.4 m，電纜溝結構與排水溝結構相互獨立，且室外電纜溝未設置排水口或集水裝置，電纜敷設完成后按設計要求采用鋼筋混凝土蓋板對電纜溝進行了覆蓋。

在供電設備及電纜穿線完成后，受雨季暴雨影響，雨水沿室外電纜溝溝蓋板縫隙流入電纜溝內，造成室外電纜溝內出現大量積水，雨后12 h對變電所檢查時發(fā)現，室內電纜溝內出現積水，水深約為15～20 cm。變電所設備精度高，對設備環(huán)境要求嚴苛，室內電纜溝內長時間積水易造成變電所室內空氣濕度大幅提高，易造成電氣設備電路損壞、儀器儀表失靈，長期的積水環(huán)境會造成電纜絕緣性能降低[2]，不僅給現場生產造成較大影響，更是存在較大安全隱患。為減少短期內出現損失，及時組織人員在確保安全的情況下對室內外電纜溝內積水進行清理，雖然積水及時清理，但為了長遠考慮，避免在今后生產過程中出現類似問題，必須采取有效的解決方案。

圖1 電纜溝預埋管斷面圖

圖2 電纜溝預埋管平面布置圖

2 滲水漏水原因分析

2.1 查找滲水漏水點

變電所室內電纜溝采用鋼筋混凝土結構，強度等級C40P8，在施工過程中電纜溝內壁全部涂刷水泥基滲透結晶防水涂層，增強電纜溝抗?jié)B防水性能。水泥基滲透到混凝土結構內部并發(fā)生結晶反應[3],同時水泥基滲透結晶具有裂縫修復、抗凍、抗碳化等多種優(yōu)良特性，從而起到了裂縫修補和防水抗?jié)B作用[4]。根據現場觀察，電纜溝側壁無表面裂縫或裂紋，防水基層完好未破損。在電纜溝積水情況下，積水面以上電纜溝側壁沒有水漬或滲入水印，將電纜溝內積水抽干后，且室外地表存在積水，3 天左右溝側壁及溝底干燥、無滲漬。據此說明，水泥基滲透結晶防水涂層發(fā)揮了良好的抗?jié)B防水功能，可以判定地下水或室外積水沿室內電纜溝溝壁滲入的可能性較小或滲水量極少。

電纜溝預埋穿線管共上下4層，每層8根φ150鋼管，與鋼板焊接良好，嚴格按設計要求施工。檢查時發(fā)現由下至上1-3 排預留管電纜敷設完成，并采用發(fā)泡填充劑進行填充封堵，最上層第4 排未敷設電纜線未封堵，且室外電纜溝內積水面將1-3 排管線淹沒，水面標高約為+5.2 m。檢查變電所室內電纜預留孔時發(fā)現1-3 排管口封堵處有明顯滲水情況，第4 排管口有少量流水。據此，判斷預留穿線孔處為滲水漏水的主要途徑。

2.2 滲水漏水原因分析

預埋管管內采用發(fā)泡膠進行封堵，施工質量不合格，封堵不密實，發(fā)泡膠封堵材料與穿線孔鋼管內壁結合不緊密，且封堵材料防滲水效果較差，長時間被水浸泡封堵材料結構被破壞，失去防水效果[5]。進而室外電纜溝內積水在水壓力作用下向室內滲入，隨著時間增長，滲水量和滲水速率增加，積水現象在室內電纜溝逐漸形成。

最上端第4 排預留管未進行封堵，因雨季時短時間雨量較大，電纜溝未設置排水口和集水排水裝置，且短時間內未采取人工排水措施，造成室外電纜溝內積水面超過預留管口，導致大量雨水沿預留管口流入室內，造成室內積水現象。

現場存在多股細纜線并股由同一預留孔穿過，且電纜線緊挨未進行分開，多股細電纜之間存在縫隙，在室外電纜溝長時間積水后，短時間內水壓力相對較大，導致少量積水沿粗電纜外皮或細電纜之間縫隙向室內滲入。

通過現場分析和討論，總結發(fā)生滲漏水問題的主要原因包括：①第4 排管未及時封堵，室外積水大量流入；②封堵材料選擇不當，施工質量差，室外積水大量滲入；③多股電纜之間未分開，室外積水沿縫隙滲入；④現場管理不當，雨后未對室外電纜溝及時采取排水措施；⑤室外電纜溝未設置集水排水設施，結構方案不完善。

3 處理方案比選

通過現場各方討論，一致同意采用現場模擬試驗方法選定最佳封堵方案。人工模擬現場真實環(huán)境，選用不同封堵材料封堵，待管口封堵完成12 h 后向室外電纜溝注水，2 h 內完成注水，水面高度與室外電纜溝溝壁頂面平齊，同時在室內電纜溝電纜管處放置標記刻度的集水容器。注水至預定位置后開始計時，注水24 h 后對電纜進行擾動（模擬運維過程中電纜擾動現象）。觀察試驗全過程封堵材料的止水效果，記錄不同時段滲水量，記錄試驗數據，繪制滲水曲線圖，計算不同模擬條件下滲水比（滲水量/時長），通過對比分析確定最佳方案。

3.1 方案1

采用柔性材料封堵方式，使用發(fā)泡膠填充劑填充封堵。該材料特性是：發(fā)泡膠具有發(fā)泡特性和粘結特性，固化后的發(fā)泡膠泡沫具有填縫、粘結、密封等多種效果，是一種環(huán)保節(jié)能、使用方便的建筑材料，具備密封堵漏及防水性能。

1）操作方法

施工時首先清理預埋管內雜物，然后采用向預埋管內由里至外注入發(fā)泡材料，直至預埋管兩端均填滿為止，檢查后開始進行滲水試驗。

試驗數據統(tǒng)計與分析見表1：

表1 方案1 數據統(tǒng)計表

圖3 方案1 滲水比曲線圖

2）效果評價

隨著時間增長滲水現象越來越明顯，24 h 內滲漏水量逐漸增加，且滲水量較多，24 h 后給電纜施加擾動后滲水量急劇增大，堵水止水效果較差。

3）原因分析

受操作穩(wěn)定性的影響，發(fā)泡材料不能在管壁與電纜間形成緊密的填充，留下了較多空洞，且大直徑電纜自重較大，對發(fā)泡材料進行擠壓后，發(fā)泡材料無法回彈。導致外觀上已密封，實際上內部存在很多空隙及滲流通道。由于封堵截面較小，在長時間浸泡且在電纜擾動條件下，管壁與電纜之間填充材料收到不同程度的損壞，導致后期滲水嚴重。

3.2 方案2

采用柔性材料+剛性材料封堵方式[6]，防火膠泥填充+管口涂刷水硬性堵漏劑。該材料特性是：防火泥是一種柔性阻燃材料，耐火極限高、發(fā)煙量低等特點，傳統(tǒng)施工中主要用于電線、電纜的孔洞封堵?？焖俣侣﹦┦且环N凝結硬化快，小時強度高，具有微膨脹的水硬性材料，具有快凝、快硬、早強、高強、無收縮、粘結性強等特性，具有堵漏、防水、治裂的功能[7]。

1）操作方法

施工時首先清理預埋管內雜物，然后采用向預埋管內分層均勻填入防火膠泥材料，每層壓實，確保膠泥與管壁及電纜外皮緊密結合，最后在管口兩端涂刷快速堵漏劑，檢查后開始進行滲水試驗。

試驗數據統(tǒng)計與分析見表2：

表2 方案2 數據統(tǒng)計表

圖4 方案2 滲水比曲線圖

2）效果評價

試驗前期堵水止水效果較好，24 h 內滲漏水量無明顯增加，滲水量較小，24 h 后對電纜增加擾動后滲水量明顯增大。

3）原因分析

前期未受到擾動時，兩端管口快速堵漏劑封堵材料起到了較好的封堵效果，出現少量漏水現象。但24 h 后對電纜施加擾動后，因管口表層止水層面積小、涂層較薄、強度低，在外力作用下與電纜接觸面區(qū)域的防水涂層出現破損，失去堵水效果。膠泥材料與電纜及預埋管內壁結構粘結性較差，結合處存在縫隙，成為了良好的滲水通道。兩端防水層破損后，管內封堵材料失去了堵水效果，在外側水壓力作用下，滲水通道完全貫通，導致后期滲水嚴重，并出現水流現象。

3.3 方案三

采用柔性材料封堵方式，聚氨酯遇水膨脹止水膠密封膠。該材料特性是：該材料施工后吸收空氣中的水分發(fā)生交聯固化反應[8]，與水泥、陶瓷、金屬、玻璃等多種基材有良好的粘結性，固化后遇水即膨脹，體積可達原體積的2～4 倍，止水效果佳，強度高，有彈性，是一種止水性能優(yōu)異的密封材料。

1）操作方法

施工時首先清理預埋管內雜物和水漬并吹干，然后向預埋管內由內向外均勻擠入封堵材料，確保與管內壁及電纜外皮充分接觸粘接，檢查后開始進行滲水試驗。

試驗數據統(tǒng)計與分析見表3：

表3 方案3 數據統(tǒng)計表

圖5 方案3 滲水比曲線圖

2）效果評價

試驗全過程堵水止水效果較好，24 h 內滲漏水量無明顯增加，24 h 后對電纜增加擾動后無明顯滲水量。

3）原因分析

封堵材料與管壁及電纜外皮緊密結合，粘結性好，阻斷了滲水路徑，且遇水后膨脹，止水性能增強，材料本身具有彈性且強度高，在電纜擾動后粘接面未破壞，發(fā)揮了較好的止水效果，達到了止水目的。

試驗參數對比分析見表4：

表4 滲水比參數統(tǒng)計表

圖6 滲水比對比曲線圖

通過以上三個方案的試驗對比分析，遇水膨脹止水膠柔性止水方案止水效果相對較好，經各方討論，最終選擇方案三作為本工程變電所預埋穿線管的止水封堵施工方案。施工完成后，定期對現場進行檢查，經過多次雨水天氣后室內電纜溝未出現滲水漏水積水現象。

4 結語

通過研究分析，針對類似工程總結如下：

1）技術方面：本工程施工管口滲漏水主要是因為技術管理工作者方案選定不準備，施工質量不合格，造成封堵效果較差。建議在類似工程關鍵部位施工前，項目管理者應組織專業(yè)技術人員掌握現場實際情況，針對施工部位的特殊性編制可行性、可操作性的施工技術方案，做好施工技術交底工作，施工過程中嚴格技術質量管理工作，避免造成人力物力損失。

2）設計方面：在專題會討論時，各方人員均提出室外電纜溝結構設計不合理，主要包括：①變電所室外電纜溝為封閉結構，造成雨水天氣時室外電纜溝內大量積水，預留管處成為唯一的滲漏薄弱點，建議設計集水或排水裝置，便于雨量較大時應急處理；②變電所室內外電纜溝溝頂標高一致，電纜穿線預埋管標高低于電纜溝溝頂標高，預埋穿線管水平設置，在防滲水設計方面未充分利用場地優(yōu)勢（相鄰排水溝低于電纜溝），造成雨季雨水天氣后室外電纜溝內積水水位較高，水壓力大，易造成室外積水內滲內漏現象。建議在類似工程設計時，充分考察現場，優(yōu)化設計，充分發(fā)揮設計引領作用。

3）材料方面：本工程封堵初期封堵材料選擇不當，沒有考慮滲水滲漏問題，給施工和生產造成不必要的損失。建議在類似工程施工時，項目管理者全面考慮，結合施工專業(yè)接口管理、后期生產運維管理，針對工程特殊性選擇合理有效的施工材料，發(fā)揮不同專業(yè)的優(yōu)勢，提升工程質量，避免工程損失。