钢筋混凝土检查井免防水套管施工技术
1 工程概况
兰州·高新区榆中园区经四路新建工程项目位于兰州市榆中县定远镇,道路呈南北向,道路南起纬二十五路,沿线分别与纬二十三路、纬二十二路、宝兰客专铁路、纬十九路相交,道路全长2 117.926m,道路路幅宽60m,两侧各设置10m绿化带,道路总宽80m,建设标准为城市快速路。
新建经四路项目包括给水、雨水、污水、中水、热力、燃气、电力、弱电等地下管线工程,道路、绿化、亮化和2个下穿过街通道工程。
项目周边施工单位多,社会结构复杂,且有Y275乡道从项目内穿境而过,车流量大,施工干扰严重,合理组织现场施工和确保施工一次成型是保证项目顺利进行的关键。
2 传统施工技术
2.1 施工工艺流程
柔性排水管道钢筋混凝土检查井传统施工工序为先开挖沟槽、验槽合格后施工检查井,检查井完成后安装管道,封堵预留孔缝隙,进行闭水试验,合格后进行检查井防水施工,最后回填基坑。工艺流程如图1所示。
2.2 检查井与管道接口传统施工方法
钢筋混凝土检查井与管道接口传统做法:钢筋绑扎过程中,在管道与检查井对应位置预埋防水套管,浇筑混凝土后清除套管内杂物,安装管道,使管道在套管内居中,然后用防水砂浆填充管外壁与套管内壁间隙。井壁安装套管如图2所示。
2.2.1 施工定位精度要求高
按相关图集要求,预埋套管内径比管道外径大100mm,单侧空隙50mm,要求施工过程中管道地基处理与预埋防水套管位置准确无误,任何操作过程的失误都会影响下步工作的开展,甚至造成返工。
2.2.2 防水砂浆填塞施工难度大
防水套管与管壁间隙采用防水砂浆进行填塞,最大空隙仅50mm,套管纵深长度≥200mm,细长的空间内填塞作业操作难度大,不能采用振捣法使其密实,且波纹管道凹环处不能保证没有空洞。
2.2.3 材料存在防漏缺陷
井壁内预埋的防水套管在一定程度上起防水作用,但由于增加了防水套管,使原来的1条渗流路径增加到3条。
2.2.4 施工成本高
以DN400排水管防水套管为例,市场价格>210元,且一般供货商无货物储备,需提前下单定制。防水套管定位、固定、浇筑要求均较高,施工效率低,增加施工成本。
3 免防水套管施工技术
针对传统作业的不足,经过多次试验提出免防水套管施工技术,核心是省去防水套管,将排水管道直接浇筑在检查井井壁内,再通过一些工艺改进,提高防渗性能、降低施工成本。免防水套管检查井效果如图3所示。
3.1 防渗效果分析
传统的处理接头方式渗流路径有3条(见图4),分别如下。
1)沿防水套管外壁,经止水环正反面最后沿外壁流出,渗流路径长度为L+3t+100(L为检查井井壁厚度,若管材为波纹管,L为套管内波纹管外壁沿水流方向展开长度,一般>1.5倍井壁厚,t为防水套管厚度,100为二倍止水环高度)。
2)沿防水套管内壁与防水砂浆间渗流至井外,渗流长度为L+100(100为防水胶泥高度)
3)沿管道外壁与防水砂浆间渗流至井外,渗流路径长度为L。
免防水套管施工技术是将管道直接浇筑在混凝土内,渗流途径(见图5)只有1条,即管道外壁与混凝土间,渗流路径长度为L。因管道直接浇筑在混凝土内,混凝土通过振捣棒振捣密实,管道与混凝土间密实程度远大于传统施工方法中管道与防水砂浆间的密实程度,故渗流速度(水力坡度为1时的渗流系数)远小于传统方式途径3的渗流速度。
免防水套管施工技术管道是连续铺设的,检查井内导流槽底部为柔性管材而非常规做法的混凝土导流槽,抗渗效果好于常规混凝土导流槽。
综上所述,保守估算免防水套管施工技术渗流量不到传统施工方法渗流量的30%,防渗效果大幅度提高。
3.2 施工成本降低
相比传统施工方法,免套管施工技术管道直接浇筑在混凝土内,省掉防水套管、防水胶泥、防水砂浆等材料。同时市场上管材标准长度为6m,该工法在检查井内不断开,大大减少管材损耗,节约成本,经济效益显著。
4 工艺流程与施工要点
4.1 施工工艺流程(见图6)
4.2 主要施工工艺操作要点
4.2.1 管道安装
管道安装前按设计图纸要求做好基坑基底处理,垫层按设计图纸尺寸进行施工,并经监理工程师验收合格,管道安装时承口朝迎水面方向,橡胶圈安装在插口第4节凹口处,用吊带、导链将插口拉入承口内,插入深度满足设计及规范要求,所有安装管道成一条直线。检查井位置连续安装不断开,避免管道接口在检查井井壁内。
4.2.2 检查井钢筋模板安装
安装检查井钢筋模板时,注意做好管材成品保护工作,避免人为原因破坏管道。模板与管道间隙采用玻璃胶密封。
4.2.3 混凝土浇筑
钢筋模板验收合格后,先检查井底板混凝土浇筑,浇筑时控制凝土坍落度,浇筑高度不得超过检查井底板厚度并振捣到位;混凝土初凝前导流槽和井室一次浇筑成型。检查井侧墙与底板交界处,侧墙与管节交界处等关键部位应振捣到位。混凝土终凝前进行导流槽人工修整抹面处理。
4.2.4 检查井内管节剔除
拆除检查井模板后,以检查井侧墙和导流槽设计标高为界,剔除多余管身。剩余管身作为导流槽的组成部分。
4.2.5 闭水试验
闭水试验前对管接口及检查井井室进行质量检测,保证试水水头满足规范要求,加水后管道接口及检查井无渗漏,闭水性符合试水要求。
4.2.6 检查井防水处理
根据图纸要求在管线检查井外侧与土壤接触部分均刷2遍冷底子油,沥青胶泥涂层厚度>300μm。
4.3 施工要点
4.3.1 钢筋工程
进场钢筋符合设计和规范要求,钢筋保护层使用垫块与现浇混凝土同强度等级;钢筋安装位置正确且所有钢筋交叉处均满绑,端头弯入混凝土中。
4.3.2 模板工程
模板安装符合尺寸、定位要求,支撑能承受混凝土浇筑振捣时产生的侧向压力,以免模板变形、错位。模板拆除时注意保护排水管成品。
4.3.3 混凝土工程
1)浇筑混凝土时,控制混凝土的和易性和坍落度,以便于施工。
2)混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑,应在下层混凝土初凝或重塑前浇筑上层混凝土,导流槽和井身一次浇筑。
3)检查井侧墙与底板交界处,侧墙与管节交界处等关键部位应振捣密实,混凝土终凝前进行导流槽人工修整抹面。
4.3.4 回填压实工艺
井室周围回填应与管道沟槽回填同时对称进行,当井室周围回填与管道沟槽回填不便同时进行时,应留台阶形接茬。
5 结语
柔性排水管道钢筋混凝土检查井免防水套管施工技术是以提高工效、降低成本为出发点,通过翻阅大量参考文献、经小组成员多次探讨,在不断实践的基础上优化改进形成的。
该技术可节约材料、降低成本减小渗流量增强管道运行整体稳定性,在提高工效、成品率方面起隐形价值。市政项目因场地狭小、外部干扰大等因素要求施工组织得当,工期要求高。柔性排水管道钢筋混凝土检查井免防水套管施工技术使项目顺利进行。
目前该技术只取得一些阶段性成果,在应对管道与检查井不均匀沉降、老化管道更换技术等方面还有待观察和继续改进。
[2] 中国建筑科学研究院.混凝土结构工程施工质量验收规范:GB 5024—2015[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
[3]袁聚云,钱建固.土质学与土力学[M].4版.北京:人民交通出版社,2009.
[4]张保成.工程测量[M].北京:人民交通出版社,2008.