明挖现浇综合管廊防水设计与施工
0 引言
管廊作为现代社会城市地下空间的主要结构,其周围环境复杂,在实际施工或后期运营过程中发生渗漏将直接影响管廊的建设及正常使用,甚至导致较严重的安全事故,造成一定经济损失,因此做好管廊防水极其重要,应引起足够重视。
在管廊施工过程中需采取有效措施保证其防水性能,设置多道防水防线避免发生渗漏水现象,从而起到良好的综合防水效果。施工时将混凝土结构自防水作为管廊基础防水,采用可靠的防水控制结构,提高整体防水性能,并重视施工缝、变形缝等管廊细部构造的防水性能。
1 工程概况
北京大兴国际机场临空经济区市政交通配套工程永兴河北路(大广高速—磁大路)道路及综合管廊工程(五标段),设计起点K0+001.000与规划一路相交,设计终点K1+669.000与六标段相接,全长1 670m,采用明挖法施工。综合管廊入廊管线包括给水管、再生水管、燃气管等多种管线,采用4舱结构,分别为电力舱、水信舱,水舱、燃气舱,管廊结构宽15.15m,标准段高4.7m。防水等级为二级,不允许漏水,结构表面允许有少量湿渍,但不能影响管廊的安全运营,总湿渍面积不应大于防水面积的1/500,任意100m
2 明挖管廊主体结构防水设计与施工
2.1 混凝土结构自防水
槽深≤10m时,结构箱体抗渗等级为P6,槽深>10m时为P8,混凝土抗压强度等级为C35。
由于管廊结构采用防水混凝土,需严格遵循结构的有效设置,结合配合比试验结果,经准确、有效地调配,在混凝土中掺入一定量的外加剂,既保证混凝土防水性能,又满足施工要求,从而保证施工性能。防水混凝土应满足抗裂及抗侵蚀性等耐久性要求,除此之外,还应符合以下规定:(1)结构底板混凝土垫层抗压强度等级不应低于C15,厚度应≥100mm;环境温度应≤80℃。(2)管廊结构厚度应≥250mm。(3)变形缝两侧需做等厚处理,变形缝处外墙结构厚度应≥300mm。(4)最大裂缝宽度应符合结构设计要求,本工程最大裂缝宽度≤0.2mm。(5)钢筋保护层厚度应符合结构设计要求,本工程迎水面保护层厚度为50mm,背水面为40mm。
2.2 管廊底板防水
2.2.1 底板防水构造
底板采用1.5mm厚反粘型热塑性聚烯烃防水卷材,该卷材能与混凝土结构分子相互融合,使柔性防水层与混凝土紧紧黏结,避免出现“窜水”现象,实现良好的防水效果。底板防水构造如图1所示。
2.2.2 底板防水施工工艺
底板防水施工工艺流程:基层处理→细部附加层处理→防水卷材铺设→防水卷材搭接缝焊接→检查焊缝→验收。
基层处理时应保证基层平整、坚实、整洁,及时使用聚合物砂浆将基层凹凸及裂缝处补平,在细部附加层施工前使用高压吹尘机将基层清理干净。
变形缝部位、两面转角、阴阳角等位置使用裁剪好的阴阳角防水卷材进行细部附加层处理,平立面均匀展开。具体做法为:将卷材剪成细部形状,并与细部尺寸进行对比,确保尺寸、形状合适后,铺设附加层卷材,并与底板基层通过专用胶粘剂黏结。
防水卷材铺设时,卷材与底板垫层采用空铺法施工,沿管廊纵向铺设,在已处理好的基层表面,按所选卷材宽度留出搭接缝尺寸,防水卷材间的接缝采用卷材预留搭接边的方式处理,搭接宽80mm。根据弹出的基准线进行卷材铺设。铺设后的卷材应平整、顺直,搭接尺寸应正确,不得扭曲。
防水卷材搭接缝焊接时,将热空气焊接机预热5~10min,正式焊接前应进行试焊,确保适宜的焊接温度和行走速度,以保证焊接效果,预热达到工作温度后正式焊接,焊接宽30mm。
2.3 侧墙及顶板防水
2.3.1 侧墙及顶板防水构造
侧墙采用2mm厚聚合物水泥防水灰浆与1.5mm厚自粘型热塑性聚烯烃防水卷材形成的复合防水系统。顶板采用2mm厚聚合物水泥防水灰浆与1.5mm厚自粘型热塑性聚烯烃防水卷材(阻根型)形成的复合防水系统。聚合物水泥防水灰浆由水泥、高分子聚合物、骨料和水等组成,具有不燃、耐冻、无毒、可湿作业、与底层黏结密实等特点,且在潮湿基面或低温条件下均可施工,操作简便。侧墙及顶板防水构造分别如图2,3所示。
2.3.2 侧墙防水施工工艺
侧墙防水施工工艺流程:施工准备→基层清理→细部附加层处理→涂刷聚合物水泥防水灰浆→铺设防水卷材→卷材搭接缝焊接→检查验收。
均匀涂刷聚合物水泥防水灰浆,避免局部沉积,若灰浆与基层间出现气泡,需多次涂刷。
防水卷材自上而下铺设,边铺设边撕除隔离膜,保证粘贴密实。卷材搭接缝采用手工焊枪单缝焊接,搭接宽80mm,焊缝宽30mm,短边对接部位附加1条宽≥160mm的卷材条,并在左右两侧各搭接80mm,焊接完成后使用钩针或扁口螺丝刀检查焊接质量。
2.3.3 顶板防水施工工艺
顶板防水施工工艺流程:施工准备→基层清理→涂刷聚合物水泥防水灰浆→铺设防水卷材→卷材搭接缝焊接→检查验收。
弹出基准线后进行卷材铺设,铺设时自中间向两边进行,长边采用搭接焊接方式,搭接宽80mm,短边采用对接焊接方式。通过自动热空气焊接机焊接,焊接完成后需使用钩针或扁口螺丝刀检查焊接质量。
3 明挖管廊变形缝及施工缝防水设计与施工
3.1 变形缝防水
管廊结构沿长度方向每隔一定距离设置环向变形缝,由于变形缝数量较多,使得其成为防水薄弱点,如果防水设计或施工方法不当,将导致变形缝处漏水。
目前现浇管廊变形缝接头形式主要为平接变形缝接头、承插变形缝接头。承插变形缝接头在变形缝处设置承口、插口,能有效适应变形缝两侧产生不均匀沉降时引起的管廊错位变形,可避免平接变形缝接头弊端,故将其应用于本工程中。
3.1.1 防水构造
综合考虑材料性能、结构特点及施工可操作性等因素,本工程底板变形缝防水构造采用中埋式钢边橡胶止水带与遇水膨胀橡胶止水条复合使用的方式,同时施作防水加强层。若侧墙及顶板使用橡胶止水条,止水条难与混凝土贴合密实,易产生空隙,使用效果较差。经综合分析,侧墙及顶板变形缝防水构造采用中埋式钢边橡胶止水带与密封膏复合使用的方式,同时施作防水加强层。复合使用的结构防水方式,可达到有效互补、增强防水性能的效果。
1)底板变形缝防水构造如图4所示,底板下侧填缝材料为遇水膨胀橡胶止水条,止水条在遇水后产生2~3倍的膨胀变形,充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙,同时产生巨大的接触压力,彻底防止渗漏。上侧填缝材料为双组分聚硫密封膏,中间嵌缝材料为低发泡高密度闭孔型聚乙烯泡沫塑料填缝板。
2)侧墙及顶板变形缝防水构造如图5,6所示,填缝材料为双组分聚硫密封膏,与混凝土黏结性能好,具有良好的防水性、气密性、耐久性和抗老化性。中间嵌缝材料为低发泡高密度闭孔型聚乙烯泡沫塑料填缝板,密度小,具有独立的气泡结构,表面吸水率低,防渗透性能好。钢边橡胶止水带应保证几何可伸展长度不小于规范要求,本工程所用的钢边橡胶止水带中心孔几何可伸展长度≥45mm。
3.1.2 底板变形缝防水施工工艺
底板变形缝填缝板采用预埋的方式在混凝土浇筑前安装。遇水膨胀橡胶止水条应提前固定,在底板细石混凝土的挤压下与填缝板及底板贴合紧密,达到良好的止水效果。底板变形缝承插口处防水加强层做法为:首先施工C15细石混凝土填充层(起模板作用),然后施作防水附加层(2mm厚非固化橡胶沥青防水涂料+1.5mm厚无胎自粘卷材,施作于C15混凝土模板阳角处)。非固化橡胶沥青防水涂料始终保持黏稠状,具有优异的渗透性、蠕变性及密封性,一次涂刷成型后便能适应基层变形及开裂。无胎自粘防水卷材采用自粘方式搭接,操作简易,无需黏结剂,具有良好的搭接质量。非固化涂料和自粘卷材各具特点,二者复合使用时优势互补,使防水系统更加可靠。底板变形缝防水施工工艺流程如图7所示。
3.1.3 侧墙及顶板变形缝防水施工工艺
侧墙及顶板采用中埋式钢边橡胶止水带与密封膏复合使用的防水措施,同时施作防水附加层,施工工艺流程如图8所示。
3.2 施工缝防水
管廊结构混凝土多为2次浇筑,第1次对管廊底板及距底板表面≥300mm的侧墙墙体进行浇筑,第2次浇筑剩余墙体及顶板。施工缝处埋设钢板止水带用于防水,钢板止水带宽300mm,钢板厚度≥3mm。水平施工缝处混凝土浇筑前,应将其表面浮浆和杂物清除,然后凿毛或涂刷混凝土界面处理剂,再铺30~50mm厚水泥砂浆。及时、连续浇筑混凝土,浇筑过程中对所有需要埋设的部件进行检查,防止出现偏移现象,如出现应立即调整。
底板导墙使用灰砂砖砌筑,内表面使用砂浆抹平。从底面折向立面的卷材与底板导墙阴角部位卷材附加层应临时黏附于该导墙上。导墙顶部留出≥250mm甩茬,并临时固定4皮灰砂砖作为保护墙(见图9)。
4 结语
地下综合管廊由于其特殊性,一旦出现渗漏等问题修补难度大,且易导致严重后果,故应尽可能采取多种措施确保管廊防水的安全可靠。在防水设计过程中,所有设计应符合规范,结合管廊实际情况和防水等级,综合考虑材料耐腐蚀性、耐根穿刺、耐水性及抗渗性等,选择合适的防水材料。在防水施工过程中,严格规范施工工艺,应结合工程特点、工期要求、施工条件等选择先进、合理、经济的施工方法,从而保证地下综合管廊的施工质量。
[2]宋金岭,杨鹏伟.城市综合管廊现浇结构变形缝复合防水施工技术研究[J].价值工程,2018,37(10):131-133.
[3]李海龙,何曌,陈博,等.综合管廊变形缝防水设计与施工技术[J].施工技术,2017,46(21):59-62.
[4]侯得林.城市地下管廊结构变形缝止水工法[J].科技创新与应用,2017(9):253.
[5]况彬彬,陈斌.贵州六盘水地下综合管廊防水设计与施工探讨[J].中国建筑防水,2016(10):17-20,25.
[6]马骥,方从启,雷超.明挖现浇法城市地下管廊施工技术[J].低温建筑技术,2017,39(1):86-88.