對于地下綜合管廊防水設(shè)計(jì)與施工的思考

文/陳宗舜 亳州金地建設(shè)投資有限責(zé)任公司 安徽亳州 236800

1、引言

城市綜合管廊工程一般深埋于地下，直接的、長期的受地下環(huán)境的影響，如對綜合管廊的防水問題重視不夠，就很容易發(fā)生進(jìn)水、管道腐蝕甚至起火爆炸等安全隱患，會給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大影響。故而分析造成綜合管廊滲漏水的原因并提出針對性的處理措施是能否解決問題的關(guān)鍵。

2、對地下綜合管廊滲漏水原因的分析

2.1 地下綜合管廊滲漏水的直接原因

2.1.1 主體結(jié)構(gòu)裂縫

綜合管廊防水包括建筑防水和結(jié)構(gòu)自防水，建筑防水是防水體系中的第二保障，和結(jié)構(gòu)自防水構(gòu)成了剛?cè)嵯酀?jì)的防水體系，二者都非常重要。而從根本來說，防水還是要靠混凝土結(jié)構(gòu)體本身。柔性防水材料和防水涂料有其有效使用壽命，而結(jié)構(gòu)自防水可保障長期的防水效果。

對主體結(jié)構(gòu)防水的最大威脅是結(jié)構(gòu)中各種原因形成的裂縫，會導(dǎo)致剛性自防水體系部分失效[1]?？赡茉斐山Y(jié)構(gòu)體裂縫的原因很多，有設(shè)計(jì)、材料、施工、維護(hù)等原因，而其主要原因，是在溫度、濕度變化和外部應(yīng)力等環(huán)境影響之下，混凝土、外加劑由于其固有的材料特性，會發(fā)生膨脹、收縮及不均勻沉降的現(xiàn)象，致使結(jié)構(gòu)變形，最終發(fā)展成裂縫。

2.1.2 外包柔性防水材料原因

外包柔性防水為結(jié)構(gòu)體的外部防水保護(hù)層，防水效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，可抵抗由溫度變化引起的變形，是防水體系中必不可少的一部分，然而，工程實(shí)施中卻常常忽視其重要性。

在選材階段，由于盲目逐利，選擇了不適當(dāng)?shù)牟牧希辉趯Χ喾N防水材料搭配使用時(shí)，沒有注重其合理性及科學(xué)性，做不到優(yōu)勢互補(bǔ)；在材料采購環(huán)節(jié)，沒能嚴(yán)加控制材料性能，不能達(dá)到指標(biāo)要求。

在施工階段，由于專業(yè)技術(shù)、施工管理等原因，造成柔性防水層施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，在柔性防水層和主體結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生流竄通道，對防水體系造成破壞[2]。

柔性防水層在完成施工之后，進(jìn)行下步工序時(shí)，沒有注重對已完工程的保護(hù)，損毀了防水層，埋下了滲水的隱患。

2.1.3 特殊部位防水效果不好

地下綜合管廊工程的防水重點(diǎn)與其他防水工程一樣，在于細(xì)部節(jié)點(diǎn)的防水，包括陰陽角、施工縫、后澆帶等，是防水工程的重點(diǎn)位置。但是這些細(xì)部節(jié)點(diǎn)通常構(gòu)造比較復(fù)雜，防水處理措施繁瑣，再加上對節(jié)點(diǎn)部位防水的重視不夠，致使施工質(zhì)量不能保證[3]。

2.2 地下綜合管廊滲漏水的間接原因

2.2.1 地下環(huán)境的侵蝕

綜合管廊為地下工程，長期受地下潮濕、微腐蝕環(huán)境的侵蝕，久之，外包防水層及主體結(jié)構(gòu)在周圍濕度、溫度、酸堿度等環(huán)境因素的長期侵蝕下，慢慢產(chǎn)生破損、裂縫，使結(jié)構(gòu)老化，如沒有及時(shí)維護(hù)修復(fù)，會導(dǎo)致嚴(yán)重的滲漏隱患。

2.2.2 施工管理不規(guī)范

沒有制定完善的質(zhì)量管理體系，落實(shí)質(zhì)量管理措施不力，不能做到在事前控制綜合管廊的防水質(zhì)量。

施工管理混亂，沒有做到規(guī)范施工。如施工人員澆筑管廊混凝土之前，不清理干凈施工部位的雜物，排出積水；安裝管廊的預(yù)裝部分時(shí)，沒有按照規(guī)定要求做好密封處理。這些施工方面的原因如果把控不好，將使材料、設(shè)計(jì)、人員等方面的努力都化為零。

沒有制定嚴(yán)密的檢驗(yàn)制度，對質(zhì)量的控制不嚴(yán)格。做不到在事后控制這最后一道防線上保障綜合管廊防水質(zhì)量。

3、地下綜合管廊的防水對策

3.1 科學(xué)的防水設(shè)計(jì)

3.1.1 防水設(shè)計(jì)原則

在對地下綜合管廊進(jìn)行防水設(shè)計(jì)時(shí)，首先，管廊防水設(shè)計(jì)方案和施工方案，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范的規(guī)定，且在防水的關(guān)鍵部位如陰陽角、施工縫、后澆帶等部位進(jìn)行重點(diǎn)考慮，制定出有效的解決方案。其次，設(shè)計(jì)者要在把控施工全過程，對每一個(gè)環(huán)節(jié)都做好監(jiān)督工作，確保實(shí)際施工符合設(shè)計(jì)思想，從而在整體上保障地下綜合管廊的防水效果[4]。

3.1.2 防水方案

為最大限度的保證防水效用，地下綜合管廊應(yīng)采用主體結(jié)構(gòu)自防水和外包柔性材料防水相結(jié)合的方式，做到剛?cè)岵?jì)，互補(bǔ)互促。在防水方案設(shè)計(jì)中，要重點(diǎn)把握以下幾點(diǎn)原則：

（1）柔性防水材料應(yīng)選擇拉伸強(qiáng)度高、耐老化性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)、和基層結(jié)合良好的品種。

（2）在滿足防水要求的前提下，柔性防水材料的使用應(yīng)盡可能的單一，這樣可減少不同種類材料的搭接、過渡。

（3）如地下綜合管廊位于綠化帶以下，頂板應(yīng)為一級防水等級，還應(yīng)在防水層上部設(shè)一層耐穿刺防水層，從而保護(hù)好防水層不會讓植物根系所破壞[5]。

3.1.3 防水材料的選定

設(shè)計(jì)人在選擇防水材料之前，首先要掌握各種防水材料的性能、特點(diǎn)、適用范圍等特性；其次要對管廊工程所處的地下環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)了解，掌握地下水類別、埋藏深度、水位規(guī)律以及土質(zhì)、對管廊的腐蝕情況等。如此才能做到知己知彼，再根據(jù)具體的外部環(huán)境選擇最適宜的防水材料，從而設(shè)計(jì)出最科學(xué)的管廊防水方案。

（1）合成高分子類防水材料

如HDPE自粘膠膜防水材料，此種材料具有抗腐蝕、抗老化性能好，能和未固化前混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而改善混凝土的密實(shí)度，提高結(jié)構(gòu)的整體性。

（2）高聚合物改性瀝青防水卷材

此種卷材是在瀝青中添加高聚合物進(jìn)行改性，改善了瀝青本身的低軟化點(diǎn)、高針入度、低溫脆性等缺點(diǎn)，使卷材的耐候性、耐老化性、適應(yīng)性有了明顯的提高，在管廊外防水方面得到了有效的應(yīng)用[6]。

（3）防水涂料

工程的實(shí)際應(yīng)用中通常不會單獨(dú)使用防水涂料，會和防水卷材聯(lián)合使用，此種組合方式既有卷材的適應(yīng)性還有涂料的優(yōu)點(diǎn)，具備雙重優(yōu)勢。

3.2 規(guī)范的防水施工

3.2.1 主體結(jié)構(gòu)自防水

管廊主體結(jié)構(gòu)自防水，是通過在混凝土中適當(dāng)?shù)奶砑油饧觿?、高分子聚合物等材料，用調(diào)節(jié)配合比、減小內(nèi)部孔隙率的途徑來改善混凝土的抗?jié)B性能。

（1）配合比設(shè)計(jì)

首先，水泥優(yōu)先使用普通硅酸鹽水泥。在保證施工和易性及控制水化熱的前提下，適量增加水泥用量，可使混凝土內(nèi)部粗骨料之間形成砂漿包裹層，隔阻粗骨料間的滲水孔隙，水泥用量不應(yīng)小于320kg/m3。

其次，骨料粒徑的大小影響著混凝土內(nèi)部孔隙的數(shù)量，粗骨料的粒徑越大，骨料周圍的孔隙數(shù)量就越多，不利于混凝土的抗?jié)B性能。細(xì)骨料粒徑越大，混凝土的流動性越差，可使振搗難度加大，不利于混凝土形成抗?jié)B性能。所以，以混凝土滿足強(qiáng)度要求為前提，盡可能的選擇較小粒徑的骨料。

再次，水灰比也是影響混凝土的抗?jié)B性能的一大因素，水灰比越大，混凝土內(nèi)的孔隙就越多，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，水灰比不大于0.55時(shí)，混凝土內(nèi)部孔隙是封閉的。

最后，合理選用外加劑。適當(dāng)添加外加劑可以提高混凝土密實(shí)度、改變混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善混凝土的抗?jié)B能力[7]。各品類的外加劑其抗?jié)B原理、防水特點(diǎn)都有所不同，各自有其適用范圍，常用的外加劑包括引氣劑、防水劑、減水劑和膨脹劑等，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況合理選擇適合的外加劑，并通過科學(xué)試驗(yàn)確定用量。

（2）混凝土的澆筑

混凝土在澆筑前要清理干凈模板內(nèi)部，并用水澆透。采用分層澆筑，每層的澆筑時(shí)間差不能大于混凝土的初凝時(shí)間。制定澆筑方案，不可隨意留施工縫。重視混凝土的振搗工序，特別是細(xì)部結(jié)構(gòu)如變形縫、預(yù)埋件、預(yù)留洞等位置，應(yīng)保證振搗密實(shí)，不漏振。

（3）混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)對結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能有直接影響。在澆筑工作完成后的12h之內(nèi)要進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于14天。

3.2.2 外包柔性材料防水

（1）基層處理

防水材料施工前，需先把基層泥沙土石等清理干凈，基層表面的凹凸、縫隙等要用高標(biāo)號砂漿修補(bǔ)平整，高低差在5mm～8mm以內(nèi)。

（2）底板防水施工

底板防水的處理重點(diǎn)在于對防水材料之間縫隙的密封，在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)雙面自粘防水卷材對縫隙密封的效果良好，施工時(shí)，先烘烤，再粘接，需要注意兩點(diǎn)，首先是保證自粘面的清潔，其次是掌握好烘烤距離、角度，不要燒壞卷材。另外，對基層潮濕的處理可采用空鋪法，對搭接處可采用隔離膜的方法，如此可滿足防水要求。

（3）側(cè)墻防水施工

側(cè)墻在鋪設(shè)卷材之前，要先用1：3防水砂漿對基層抹面，然后聯(lián)合使用自粘膠帶和水泥基防水涂料，發(fā)揮其優(yōu)勢互補(bǔ)作用，保證側(cè)墻防水系統(tǒng)的密封性良好。卷材與側(cè)墻的固定可采用機(jī)械固定，施工時(shí)要注意射釘距離，避免間距過大造成滲漏口。此外，針對側(cè)墻施工縫，要綜合使用鍍鋅止水鋼板、止水帶等措施，如此方可提高側(cè)墻的防水和密封效果。

（4）成品保護(hù)

卷材鋪設(shè)完成后要及時(shí)做成品保護(hù)工作，綁扎鋼筋要墊木板保護(hù)，或在鋼筋墊塊下加鋪小塊卷材保護(hù)，避免防水層被破壞。如防水層被不慎破壞，可剪裁大小合適的卷材片粘貼于破損處加以修補(bǔ)[8]。

3.2.3 特殊部位的防水處理

只要是地下工程，其防水的薄弱環(huán)節(jié)往往位于細(xì)部節(jié)點(diǎn)部位，綜合管廊工程也不例外，對陰陽角、施工縫、后澆帶等細(xì)部節(jié)點(diǎn)的防水處理是防水工程的重點(diǎn)難點(diǎn)。

（1）陰陽角節(jié)點(diǎn)

對于頂板與側(cè)墻連接的陽角處要加強(qiáng)防水層，方法是自角點(diǎn)、接縫處開始，每邊鋪貼500mm卷材，在長度方向上要通長鋪貼，橫豎交匯處要搭接，搭接長度不小于100mm[9]。頂板轉(zhuǎn)角部位很容易受到破壞，防水作業(yè)完成后要及時(shí)加以保護(hù)，可在其外設(shè)細(xì)石混凝土或者聚苯板加以保護(hù)。

（2）施工縫

施工中難以避免留置施工縫，而施工縫處新舊混凝土的結(jié)合面不可能渾然一體，極易產(chǎn)生裂縫，因此施工縫是防水處理的重點(diǎn)。

施工縫的防水一般采用鍍鋅鋼板止水帶，混凝土第一次澆筑前，在施工縫所處的位置要提前設(shè)置。止水帶位于管廊墻體厚度的1/2處，彎折角度對著迎水面，沿著施工縫通長設(shè)置。

第一次澆筑混凝土，在高度上澆至止水帶的一半，要清理干凈鋼板上的灰渣，第二次澆筑時(shí)混凝土可與鋼板有效結(jié)合。埋設(shè)于墻體中的鍍鋅鋼板止水帶可使施工縫分隔為內(nèi)外兩側(cè)，可阻隔滲水通道，從而提高施工縫的防水效果。

（3）后澆帶

后澆帶部位容易發(fā)生竄水，需予以加強(qiáng)防水處理。首先后澆帶的布置應(yīng)合理，間距一般為30～40m，寬度的設(shè)置原則是便于施工，一般為700～1000mm。

3.3 嚴(yán)格的施工管理

首先，綜合管廊在施工前，要制定安全文明生產(chǎn)制度，根據(jù)制度要求，進(jìn)行施工現(xiàn)場的布置，并嚴(yán)格檢查，切實(shí)做到安全文明的施工環(huán)境。其次，項(xiàng)目班子要實(shí)時(shí)把握施工現(xiàn)場的作業(yè)情況，落實(shí)三檢制度，利用動態(tài)的檢查手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的施工操作，對綜合管廊的全過程質(zhì)量管理進(jìn)行有效的把控[10]。最后，對施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題，要嚴(yán)格要求施工責(zé)任人做好整改工作，在引發(fā)更嚴(yán)重的質(zhì)量事故之前把問題解決。

結(jié)語：

為保證綜合管廊的防水可靠性，首先，應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，充分調(diào)查、掌握工程實(shí)際環(huán)境，從而科學(xué)的進(jìn)行材料選擇和防水方案設(shè)計(jì)；其次施工是關(guān)鍵，規(guī)范施工、嚴(yán)格過程管理，使綜合管廊防水最大程度的符合設(shè)計(jì)思想，才能保證防水質(zhì)量；再次，對特殊部位處理是防水工程的重點(diǎn)；最后，所有環(huán)節(jié)都要重視成品保護(hù)。只有這樣，才能保證整個(gè)防水體系的工程質(zhì)量，提高我國城市地下綜合管廊的綜合質(zhì)量，延長管廊的使用壽命，給城市發(fā)展帶來更大的效益。