復(fù)雜高抗?jié)B現(xiàn)澆混凝土排水溝施工技術(shù)研究

劉慧麗，劉 健，劉佳佳

(浙江交工集團股份有限公司港航工程分公司，浙江 杭州 310051)

1 引 言

隨著國家經(jīng)濟和進出口商品的不斷發(fā)展，各類港口吞吐量已不滿足日益增長的人民需求，其作為國際中商品流通的基礎(chǔ)設(shè)施之一，為國家經(jīng)濟發(fā)展做出了突出的貢獻。而在港口堆場工程的建設(shè)期和運營期，堆場防排水工程是十分重要的，其是延長堆場使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知，水毀災(zāi)害是堆場破壞的原因之一，因此需要對堆場排水溝技術(shù)進行研究。

現(xiàn)澆排水溝施工的傳統(tǒng)工藝為：開挖基槽→澆注墊層→測量放樣→澆注鋼筋混凝土底板→澆筑鋼筋混凝土溝壁→預(yù)制、安裝鋼筋混凝土蓋板→基槽回填夯實，但針對復(fù)雜陸域堆場地質(zhì)下進行排水溝施工會遇到以下問題：(1)排水溝防滲水性能差。(2)排水溝導(dǎo)流不順暢。(3)排水溝側(cè)壁模板施工效率低。

2 傳統(tǒng)工藝中存在的問題

我國隧道建設(shè)中鐵路隧道起步最早，但鐵路隧道建設(shè)中的防水意識也是因為20世紀(jì)80年代新奧法的引入才產(chǎn)生的，僅僅是采用混凝土襯砌防水，變形縫、施工縫等結(jié)構(gòu)細(xì)部防水仍未被注意。20世紀(jì)80年代中后期，我國才對公路隧道的防排水系統(tǒng)施工和防水材料提出了嚴(yán)格要求。1988年7月1日開始執(zhí)行的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GBJ108-87)中提出了地下工程防水總治理原則，即“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”。2001年開始執(zhí)行的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2001)，對地下工程設(shè)計、施工內(nèi)容進行了修訂，增加了量化的防水等級標(biāo)準(zhǔn)，并提出了具有針對性的防水設(shè)計方案，如不同的施工方法下結(jié)構(gòu)主體、施工縫、變形縫、后澆帶等不同防水措施的選擇，讓地下工程防水設(shè)計方案選擇更有跡可循，更方便。

城市隧道與鐵路、公路隧道有許多共同點，目前無針對城市下穿隧道的國家規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，一般參考的規(guī)范有公路隧道設(shè)計規(guī)范、城市道路設(shè)計規(guī)范、地下工程防水技術(shù)規(guī)范等。但由于城市隧道所處的特殊地理環(huán)境和使用功能要求，需配置給排水管及通風(fēng)、照明交通監(jiān)控、有線廣播和無線通訊系統(tǒng)的各種電纜、電線和設(shè)備、儀器、儀表，防水標(biāo)準(zhǔn)要高于公路、鐵路隧道的防水標(biāo)準(zhǔn)?！豆匪淼涝O(shè)計規(guī)范》(JTGD70-2004)規(guī)定隧道拱部只“滲”不“滴”，邊墻不“淌水”，而城市隧道防水標(biāo)準(zhǔn)至少要達到“不滲”，以確保洞內(nèi)干燥，并且要遵循“多道設(shè)防”的設(shè)計原則。

由于城市下穿隧道路面特點，引道縱坡大，可高達5%，一般不設(shè)雨水口，而是在道路兩側(cè)設(shè)置聯(lián)算式收水井作為收水設(shè)施。然而，當(dāng)雨水量較大，地面徑流需經(jīng)過較長時間匯集到道路最低點處的雨水口，雨水不能及時排出，容易形成積水，因此，越來越多的工程開始在引道最低點設(shè)橫截溝截留雨水。若只單獨設(shè)置橫截溝，引道縱坡>3%時，雨水容易漫流過橫截溝進入隧道內(nèi)。因此，許多工程在城市下穿隧道排水設(shè)計時，采用橫截溝與聯(lián)篦收水井組合方案。隧道敞開段雨水通過縱坡形成地面徑流，排入隧道暗埋段進口處的橫截溝，以截留雨水；聯(lián)篦式收水井收集道路兩側(cè)雨水和橫截溝匯水，并通過排水泵站提升到市政管網(wǎng)，排出隧道。

長期以來，我國下穿式隧道排水系統(tǒng)一直存在著耐久性問題，導(dǎo)致行車噪音大、跳車嚴(yán)重、收水效果差及引發(fā)路面損壞等不良后果，已無法滿足快速路的使用要求。為了詳細(xì)了解排水系統(tǒng)問題，對某市的20條隧道的中的86個排水溝進行現(xiàn)場調(diào)查，多因排水溝井篦材質(zhì)、框篦結(jié)構(gòu)銜接方式選擇不正確，施工工藝不足、施工操作不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致排水溝損壞。

3 工藝原理和特點

高抗?jié)B性現(xiàn)澆排水溝包括鋼筋混凝土蓋板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土集水溝、C10素混凝土墊層、二布一膜復(fù)合土工膜和碎石墊層等。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝高抗?jié)B防水體系，在排水溝塑混凝土墊層上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜，墻體達到設(shè)計強度后外翻二布一膜復(fù)合土工膜。提出了現(xiàn)澆排水溝平順導(dǎo)流系統(tǒng)，排水溝導(dǎo)流拐角處埋設(shè)高性能排水管彎頭，排水管彎頭處與模板綁扎連接。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝模板快速施工工藝，在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐，溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。見圖1～圖3。

圖1 現(xiàn)澆排水溝結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 平順導(dǎo)流示意圖

圖3 裝配式模板示意圖

高抗?jié)B性現(xiàn)澆排水溝在施工應(yīng)用中有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

(1)排水溝抗?jié)B性能好。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝高抗?jié)B防水體系，在排水溝塑混凝土墊層上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜，墻體達到設(shè)計強度后外翻二布一膜復(fù)合土工膜，大大提高了排水溝的抗?jié)B性能。

(2)平順導(dǎo)流效果佳。提出了現(xiàn)澆排水溝平順導(dǎo)流系統(tǒng)，排水溝導(dǎo)流拐角處埋設(shè)高性能排水管彎頭，排水管彎頭處與模板綁扎連接。

(3)施工速度快。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝模板快速施工工藝，在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐，溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。

(4)止水效果佳，溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，相比于普通的對拉止水螺桿止水效果更佳。

4 工藝流程和操作要點

施工工藝流程見圖4。

圖4 施工工藝流程圖

上述施工流程中的操作要點包括以下幾個方面。

(1)基槽開挖

基槽土方開挖接近建基面時為避免破壞基底土體，在基底標(biāo)高以上預(yù)留30～50cm的保護層，待澆筑前采用機械結(jié)合人工清除。開挖機械擬采用兩臺PC200液壓反鏟挖掘機配合施工，一臺負(fù)責(zé)開挖，另一臺負(fù)責(zé)翻料裝車，同時確?；鬯闹懿坏糜型练蕉演d。

(2)墊層澆筑

集水溝底部設(shè)有級配碎石墊層和素混凝土墊層。混凝土采用現(xiàn)場混凝土攪拌站攪拌，輸送車運送至現(xiàn)場，自卸入模，人工攤鋪，平板振動器振平實。素混凝土墊層模板采用槽鋼或小鋼模，用鋼釬固定。在墊層澆筑施工完成后，攤鋪二布一膜復(fù)合土工膜。

(3)鋼筋綁扎

清掃基層→放底層鋼筋網(wǎng)片位置線→底板底層鋼筋網(wǎng)片→下層網(wǎng)片保護層墊塊→鋼筋馬凳→底板上層鋼筋網(wǎng)片→溝壁外側(cè)鋼筋網(wǎng)片→溝壁內(nèi)側(cè)鋼筋網(wǎng)片→驗收。鋼筋安裝綁扎時，鋼筋間距符合設(shè)計要求，鋼筋交叉點全部點焊或扎絲綁扎，扎點牢固，保證鋼筋骨架的整體性。綁扎溝壁鋼筋網(wǎng)片時，網(wǎng)片兩側(cè)采用鋼筋支扶措施，防止鋼筋網(wǎng)片傾倒傷人。溝壁鋼筋網(wǎng)片綁扎完畢，綁扎溝壁鋼筋保護層墊塊，墊塊設(shè)置不少于4塊/m2。

(4)模板施工

鋼模板運至現(xiàn)場前進行預(yù)拼，檢查模板的平順度等，符合要求后運至現(xiàn)場。對于周轉(zhuǎn)次數(shù)多或有特殊要求的部位(變形縫、后澆帶等)，也可采用加工專用或組合式鋼模板，以適應(yīng)特殊需要。溝壁采用對拉止水螺桿加固，在距底部50 cm及頂部位置各設(shè)一道，對拉止水螺桿水平間距1.0 m，水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐，溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。支撐間距60～75 cm。

(5)混凝土澆筑

混凝土采用自建拌合站集中拌合運輸。采用底板、溝壁兩次澆筑。先底板后溝壁。底板澆筑完后，間隔適當(dāng)?shù)臅r間，澆筑溝壁混凝土，避免在溝壁與底板交界處出現(xiàn)混凝土孔洞、爛根、露石等現(xiàn)象。

(6)基槽回填夯實

當(dāng)混凝土達到設(shè)計強度后，沿著排水溝方向?qū)圻M行回填，回填采用對稱回填，防止回填中受到擠壓。

5 與傳統(tǒng)工藝對比分析

現(xiàn)澆排水溝施工的傳統(tǒng)工藝為：開挖基槽→澆注墊層→測量放樣→澆注鋼筋混凝土底板→澆筑鋼筋混凝土溝壁→預(yù)制、安裝鋼筋混凝土蓋板→基槽回填夯實，但針對復(fù)雜陸域堆場地質(zhì)下進行排水溝施工會遇到以下問題。(1)排水溝防排水性能差。(2)排水溝導(dǎo)流不順暢。(3)排水溝側(cè)壁模板施工效率低。

6 結(jié) 論

(1)研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝高抗?jié)B防水體系，在排水溝塑混凝土墊層上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜，墻體達到設(shè)計強度后外翻二布一膜復(fù)合土工膜。

(2)提出了現(xiàn)澆排水溝平順導(dǎo)流系統(tǒng)，排水溝導(dǎo)流拐角處埋設(shè)高性能排水管彎頭，排水管彎頭處與模板綁扎連接。

(3)研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝模板快速施工工藝，在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐，溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。