淺談預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊防水做法

常 松，蘆宇亭，張德平

（哈爾濱市市政工程設計院，黑龍江 哈爾濱 150070）

1 概述

伴隨著經濟發展和城鎮化，大量民用建筑建設需求和節能環保之間的矛盾逐漸升級，傳統粗放型建筑建設方式必將被精細、快速、節能、環保的新型建設方式所替代。城市地下空間的開發利用，有利于節能環保，提高城市化水平。因此，大力倡導和發展地下工程預制裝配化，既能夠促進我國建筑行業的更新升級，又可以加強我國建筑市場工業化程度，影響廣泛而深遠[1]。防水技術是地下工程中十分重要的組成部分，地下結構防水是為了防止地下水和滯留水滲入地下結構內部影響其使用功能，也防止水浸蝕結構鋼筋，影響其使用壽命。地下工程屬于隱蔽工程，在使用過程中一旦出現滲漏現象，很難采取有效的補救措施，即使耗費大量人力、物力也無法達到滿意效果。預制拼裝法的核心為預制箱涵節間相互成一體化，節間接縫處是預制拼裝結構防水尤為薄弱的位置，接縫的防水性能是影響預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊結構安全性和耐久性的關鍵問題。因此對其防水性能的探究尤為重要。

2 綜合管廊防水設計方案

2.1 基本原則

綜合管廊主體防滲的原則是“以防為主，防、排、截、堵相結合，剛柔相濟，因地制宜，綜合治理”。主要通過合理的混凝土級配、采用防水混凝土、優質的外加劑、合理的結構分縫、科學的細部設計來解決綜合管廊鋼筋混凝土結構主體的防滲[2]。防水設計應根據綜合管廊的結構型式、水文地質條件、施工方法、施工環境、氣候條件等，采取相適應的防水措施。只有在不引起周圍地層下降的前提下，才可對極少量滲水進行疏排。

綜合管廊結構防水設防等級為二級。在防水設防等級為二級的情況下：綜合管廊主體不允許漏水，結構表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應大于總防水面積的2/1 000；任意100 m2防水面上的濕漬不超過3處，單個濕漬的最大面積不應大于0.2 m2；平均滲水量不大于0.05 L/（m2·d），任意100 m2防水面積上的滲水量不大于0.15 L/（m2·d）[3]。按承載能力極限狀態及正常使用極限狀態進行雙控方案設計，裂縫寬度不得大于0.2 mm，并不得貫通，以保證結構在正常使用狀態下的防水性能。

2.2 結構外包防水

遵循防水設計基本原則，確立鋼筋混凝土結構自防水體系，與外包防水層相結合，重點處理好施工縫、變形縫、穿墻管等細部的防水。綜合管廊常見外包防水如圖1所示。第一道防水防線為混凝土結構自防水體系，采用防水混凝土；第二道防水防線為3 mm厚自黏聚合物改性瀝青防水卷材聚酯氈胎體[4]。

2.3 變形縫設計

變形縫的設計要滿足密封防水、適應變形、施工方便、檢修容易等要求。用于沉降的變形縫其最大允許沉降差值通常不大于30 mm。變形縫處混凝土結構厚度不應小于300 mm。用于沉降的變形縫的寬度宜為20～30 mm。變形縫的防水通常采用復合防水構造措施，中埋式橡膠止水帶與外貼防水層復合使用，如圖2所示。

圖1 結構主體外防水

（a）底板變形縫防水構造示意圖

圖2 變形縫防水構造示意圖（單位：mm）

變形縫的型式非常重要，一般有平接和企口兩種。平接型式一般適合用于承載力較好的地質情況，對外力的適應性較差，由于施工回填或鋼板樁拔出導致的地基沉降差對變形縫的拉裂情況也比較普遍。企口變形縫一般適用于地基承載力較差的地質情況，由于企口的設計，使得變形縫的抗沉降差異能力大大增加。

2.4 施工縫設計

現澆鋼筋混凝土綜合管廊結構，在澆筑混凝土時需要分期進行。施工縫均設置為水平縫，水平施工縫一般設置在綜合管廊底板上300～500 mm處及頂板下部300～500 mm處。在施工縫中設計埋設鋼板止水條（300×3）。預制拼裝構件在工廠預制，不設置臨時施工縫。

2.5 預埋穿墻管

在綜合管廊中，多處需要預埋電纜或管道的穿墻管。根據預埋穿墻管的不同形式，分為預埋墻管和預埋套管。

穿越電纜及通信光纜的部位由于有各種規格的電纜或光纜需要從綜合管廊內進出，根據以往地下工程建設的教訓，該部位的電纜進出孔是滲漏最嚴重的部位。電纜或光纜的穿線往往不是一次完成的，在土建結構施工完成后，要很長的一段時間甚至幾年后才會逐步完成電纜和光纜的穿線，故該預埋件需要滿足不穿線時的防水問題，在需要穿線時要能方便取下預埋件，同時還需要考慮遠期纜線方便更換的問題。另外，由于穿越的是纜線，所以橡塑預埋件還需考慮防火問題，考慮電纜電流自身的特殊性，一般不能用鋼制環形材料。圖3、圖4分別為穿墻管涂料和穿墻管卷材防水示意圖。

圖3 穿墻管涂料防水示意圖

給水、中水、燃氣等管線穿越綜合管廊一般采用預埋套管的方法。套管的型式要選擇防水性能好、有一定抗變形能力的預埋套管（見圖5）。套管的安裝需滿足以下施工要求：

（1）穿墻管必須焊接止水環，要滿焊密封無縫隙，要加強對止水環處焊縫的檢查，在滿焊的條件下應逐個敲去焊渣檢驗，對不合格的要補焊合格后方可用到工程上。

（2）結構變形或管道伸縮量較大時，預埋穿墻管或預埋套管的管道外壁應加焊10 mm×10 mm以上的法蘭盤，要求雙面滿焊。

（3）當穿墻管線較多時，宜相對集中，采用穿墻盒方法。

（4）穿墻套管與穿墻管之間的縫隙嵌填聚氨酯密封膏，厚度要足夠，嚴禁用普通水泥砂漿封堵。

此外，在各類孔口還需設細鋼絲網，以防小動物爬入綜合管廊。

圖4 穿墻管卷材防水示意圖

圖5 穿墻防水套管示意圖

3 工程實例

3.1 項目概況

該工程采用單艙結構型式，艙內容納管線為給水管線、中水管線、電力管線及通信管線，其標準段是典型的預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊，如圖6所示。通風口、投料口等節點以及節點銜接處采用現澆的結構型式。

3.2 防水設計

3.2.1 結構外包防水

遵循防水設計原則，現澆段頂板、側墻、底板防水層均采用兩道3 mm厚自黏聚合物改性瀝青防水卷材聚酯氈胎體；預制段頂板、側墻、底板防水層均采用水泥基滲透結晶型防水涂料，一道3 mm厚自黏聚合物改性瀝青防水卷材聚酯氈胎體。頂板防水保護層為50 mm厚C20細石混凝土保護，內配Ф4@200雙向鋼筋網；底板采用50 mm厚C20細石混凝土保護層。圖7、圖8分別為側墻及底、頂板節點詳圖。

圖6 綜合管廊標準斷面圖（單位：mm）

圖7 側墻及底板節點詳圖

圖8 側墻及頂板節點詳圖

3.2.2 特殊部位防水

預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊不設置臨時施工縫，其特殊部位包括拼接縫、變形縫、穿墻管件等，這些部位屬易發生滲漏水的部位，應采取多道設防的防水設計方案。

預制管廊變形縫間距不大于40 m，變形縫處僅采用承插式接頭，不另設連接鋼筋或預應力筋，如圖9所示。變形縫內設橡膠止水帶，并用低發泡塑料板和雙組份聚硫密封膏嵌縫處理。

圖9 變形縫連接圖

拼接縫的一般規定：

（1）拼縫處應至少設置一道密封墊溝槽，密封墊及溝槽的界面型式應符合A=1.0A0～1.5A0的要求（其中，A為密封墊溝槽截面積，A0為密封墊截面積）[3]。

（2）拼縫處應選用彈性橡膠與遇水膨脹橡膠制成的復合密封墊。彈性橡膠密封墊宜采用三元乙丙（EPDM）橡膠或氯丁（CR）橡膠[3]。

（3）拼縫彈性密封墊應沿環、縱向兜繞成框型。溝槽型式、截面尺寸應與彈性密封墊的型式尺寸相匹配。

施工時應根據預制拼裝的要求，嚴格控制墊層的平整度在±2 mm以內，從而確保預制節段拼縫平整。拼裝順序應從一端開始向另一端依次拼裝。圖10為拼縫接頭水壓試驗模型。

圖10 拼接縫連接圖

3.3 拼接縫防水性能試驗

預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊的拼縫接頭水壓試驗，借鑒單口水壓試驗的方法，在工廠和現場進行拼縫接頭水壓試驗（見圖11）。工廠內試驗成功后方可進行現場拼裝，現場拼裝以每20節為一個檢驗批，抽檢其中1個拼縫接頭進行水壓試驗。試驗的主要合格標準包括試驗壓力值、恒壓時間、允許壓降值。

通過大量的試驗，分析并總結試驗結果和數據，得出了試驗影響因素，優化確定了生產控制允許偏差和現場安裝方案，確定了橡膠條尺寸及硬度等性能參數，并確定了將單根鋼絞線預加鎖緊力值、管廊內縫尺寸，作為現場拼裝合格控制標準。

圖11 拼縫接頭水壓試驗模型

4 結語

地下空間的集約化利用不僅可以節約地面用地，還可以減少交通壓力。目前國家正加快推進地下綜合管廊項目建設，國家政策走向正以綜合管廊為拐點，工作重心向地下空間的開發利用傾斜。地下結構是否具備使用功能，與其防水工程質量密不可分。為了確保地下結構的安全性和耐久性，應采取必要措施在防水施工方面加以提高。預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊采用主體自防水加外防水設計，在變形縫、出入口、預留口等滲漏設防重點部位，采取相應可靠措施，保證結構的水密性。本文總結并分析了預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊結構的防水做法，結合試驗，驗證了拼接縫處柔性防水可以實現綜合管廊的抗裂防滲設計。本文可為預制混凝土箱涵裝配式綜合管廊防水構造設計提供參考。

[1]魏江洋.預制裝配式混凝土(P)技術在民用建筑中的應用與發展[D].南京：南京大學,2006.

[2]GB 50108—2008，地下工程防水技術規范[S].

[3]GB 50808—2015，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[4]GB/T 23457—2009，預鋪/濕鋪防水卷材[S].