抗滲混凝土管道井滲漏的原因及控制措施

李樂平 北京國際建設集團有限公司一級建造師

混凝土的滲漏問題是工程中常見的質量通病，業內同行做了大量的研究，并取得不少具有實踐價值的成果，值得借鑒。與一般的混凝土建筑物不同，抗滲混凝土管道井具有一次性澆筑的混凝土體積較少、有管道穿越、多填埋于地下及抗滲漏性等特點。基于此，本文重點從現場施工的角度提出抗滲混凝土管道井施工過程中應注意的相關事項及采取的控制措施，以期進一步提高抗滲混凝土管道井的施工質量。

1 抗滲混凝土管道井滲漏的具體原因

1.1 混凝土材料的質量不合格

水泥、骨料（砂子、石子）、外加劑等混凝土拌合物原材料的質量不合格，會造成混凝土質量不符合圖紙及技術規范要求。原材料的質量和配合比對混凝土的密實性、防滲抗裂性、耐久性有著重要影響。

1.1.1 水泥質量問題

首先，水泥在硬化過程中體積的不均勻變化會引起混凝土的質量問題，如果水泥熟料中的游離晶體顆粒或石膏含量過多，會導致水泥混凝土構件產生變形或者膨脹裂縫。其次，水泥顆粒級配不良，容易出現表面裂縫。最后，水泥本身的其他質量問題，如水泥受潮、過期、出廠強度不足等也有可能導致混凝土開裂。

1.1.2 骨料質量問題

含泥量過大、云母含量較高等因素都會減小水泥漿與骨料的粘結力，降低混凝土的抗拉強度，提高收縮率，使混凝土結構易出現裂縫。骨料中的硫化物、硫酸鹽等有害雜質與水泥發生化學作用，會導致混凝土結構破壞而開裂。

骨料級配不合理及空隙率大會導致混凝土的保水性、黏聚性變差，在澆筑混凝土時易產生泌水、離析等現象，造成骨料下沉嚴重或骨料分布不均勻，進而影響混凝土的抗滲性能。當骨料的強度和堅固性不符合相關規范、標準的要求時，也會降低抗滲混凝土的耐久性。

1.1.3 外加劑影響

在混凝土拌合料中添加減水劑、防水劑、引氣劑及膨脹劑等外加劑，能夠減少硬化后混凝土的孔隙數量，改善孔隙結構，提高密實度以及混凝土的抗滲抗裂性能。外加劑與水泥適應性不好會使混凝土硬化時形變增大而產生裂縫。

1.1.4 水膠比和坍落度過大

水膠比和坍落度會直接影響混凝土的密實性、抗滲性及強度。水膠比的大小決定混凝土結構孔隙的數量多少和孔隙率大小，會直接影響混凝土的密實性。

在滿足設計和技術規范要求的條件下，水膠比越小混凝土的密實性越好，強度更高，防裂抗滲效果更好。混凝土的水膠比過大將導致混凝土的收縮率變大，從而產生收縮裂縫。當混凝土的坍落度過大時，其流動性更好，但混凝土的保水性和黏聚性同時變差，因此易發生漿骨分離現象，即局部骨料過多而水泥漿減少。在混凝土硬化過程中，由于混凝土拌合料的不均勻性會產生表面收縮裂縫。

1.1.5 砂率的影響

在水膠比一定的情況下，合理的砂率既能使混凝土具有良好的流動性，又不會影響粘聚性和保水性。當砂率超出合理范圍時，會使混凝土的流動性變差。此外，砂率不合理還會導致漿料與骨料的粘結力下降，拌合物內部孔隙率升高，硬化后結構的密實度達不到抗滲混凝土的強度、抗滲性等標準。

1.2 管道井防水工程細部構造的影響

抗滲混凝土管道井防水工程細部構造包括施工縫、預埋穿墻套管、預留洞口及穿墻螺栓等，如果這些細部構造設計存在缺陷，往往會成為混凝土管道井結構滲漏的薄弱部位。

1.3 施工技術與現場管理原因

混凝土振搗不到位或過度振搗都會引起管道井結構產生蜂窩、麻面、孔洞、露筋等質量問題。這些問題是導致混凝土管道井滲漏的直接原因。混凝土澆筑后的養護不力也是混凝土產生裂縫的主要原因。另外，模板拼縫不嚴導致漏漿、止水螺栓止水片沒有滿焊等都會使混凝土管道井墻壁滲漏。此外，技術交底及施工人員培訓不到位、責任心不強、質量意識淡薄等現場管理因素也會導致抗滲混凝土管道井發生滲漏。

2 抗滲混凝土管道井滲漏控制措施

2.1 混凝土拌合物原材料控制

抗滲混凝土拌合物所用的水泥、砂子、石子、水、外加劑及活性摻合料等原材料的質量，應符合設計圖紙及相關技術規范要求。配合比的準確性還會受到溫度、濕度等各種外界環境因素的影響，因此選定的配合比應通過試驗驗證且滿足設計、施工及使用功能要求。

2.2 施工過程控制

抗滲混凝土管道井的施工質量控制重點是保證其結構的尺寸、外觀質量、強度、抗滲性及耐久性滿足設計工況要求。抗滲混凝土管道井施工過程控制主要涉及鋼筋施工、模板施工、混凝土運輸、澆筑及養護等。

2.2.1 鋼筋綁扎

管道井的結構鋼筋用量較少，鋼筋的直徑也較小，采用綁扎連接。綁扎時要保障鋼筋間距、保護層厚度、洞口及邊角加強筋設置等符合設計要求，且綁扎牢固避免移位。綁扎鋼筋的鐵絲扣及端頭擰向鋼筋網內側，以不貼近模板為宜。

2.2.2 模板支搭與拆卸

模板表面應平整，不得有破損，確保板與板之間的接縫嚴密。模板采用對拉止水螺栓拉結固定。內外相對模板間設置加密止水支撐，止水支撐兩端的螺桿及固定支撐的綁絲不得接觸模板，以免造成管道井墻壁滲漏危害。模板內管道預留預埋洞口處宜設置排氣孔，以便于混凝土振搗密實。管道井混凝土澆筑前模板內表面應提前澆水、澆透，并將模板內的雜物、積水等清理干凈。當墻體混凝土強度滿足拆模條件時，方可進行拆模。拆模時不得強力拽拉、敲打止水螺栓，以免引起混凝土與止水螺栓結合部位松動而形成滲水通道。

2.2.3 管道井混凝土的施工控制

施工人員應根據氣溫、運距及澆筑作業時間合理確定抗滲混凝土坍落度，并盡量減小運輸過程中混凝土坍落度的損失。混凝土到達施工現場后應按規定準確測量其坍落度，當到場混凝土的坍落度損失過大不能滿足施工要求時，應摻加適量減水劑并攪拌均勻，嚴禁直接加水。

除冬季施工外，管道井混凝土的澆筑應盡量避開高溫時段。當混凝土的自由下落高度超過2 m 時，應采用溜筒或溜槽等工具輔助卸料，以防止混凝土離析[1]。管道井混凝土應分層連續對稱澆筑，每層澆筑厚度應控制在20 ～50 cm。振搗時應做到均勻一致，振搗棒要快插慢拔，插入深度以達到下層混凝土內5 cm 左右、移動間距以40 cm 左右為宜。每次振搗持續時間控制在20 ～30 s，當混凝土坍落度較大時，應減少振搗持續時間，做到不漏振也不過振，將混凝土振搗密實。鋼筋密集區及模板邊角部位應輔以鐵釬人工搗實，振搗時振搗棒不要觸碰鋼筋、模板、預埋件等，并隨時檢查鋼筋保護層、預留孔洞、預埋件及外漏鋼筋的位置是否偏移。預留孔洞及套管的下部還應用橡皮錘敲擊模板輔助振搗，確保該部位填充密實。

管道井混凝土養護質量會直接影響混凝土的強度、抗滲抗裂性及耐久性。溫度、濕度、養護時間等是混凝土養護過程中的重要控制指標，充足的水分、適當的溫度和充足的養護時間是確保混凝土耐久性的重要保障。管道井混凝土結構的裂縫主要由溫度、濕度的變化等原因引起。新澆筑的混凝土由于內外水分蒸發程度不同、散熱條件不同而產生拉應力，會導致混凝土出現裂縫。因此，應做好管道井混凝土澆筑后的養護工作。在養護過程中既要控制混凝土內外溫差，又要防止溫度降低過快。混凝土拆模后，若受環境溫度影響較大，應采取適當的溫控措施以降低溫差，減小混凝土開裂風險。管道井抗滲混凝土表面溫度與內部溫度、表面溫度與環境溫度的溫差不宜大于20 ℃，養護時間不應小于14 d。管道井抗滲混凝土可采取蓄水養護，蓄水深度以超出底板表面10 cm 為宜，同時做好相關預留孔洞的封堵工作，以免養護用水溢出。底板混凝土終凝聚后即可對其進行蓄水養護。對于管道井的墻壁，可在拆模后及時覆蓋塑料薄膜或無紡布澆水養護，將墻壁覆蓋嚴密并保證塑料薄膜與混凝土表面間形成一層水膜或使無紡布始終保持濕潤狀態。養護人員上崗前應進行專業培訓并做好書面的技術、安全交底工作，增強其責任意識、質量意識。同時，加強養護過程中的巡查與監督管控工作，最大限度減少由于養護不力造成的混凝土裂縫問題。

2.3 管道井的細部構造防水措施

2.3.1 施工縫防滲漏施工措施

混凝土應連續澆筑，不留或少留施工縫。因現場條件確需留設施工縫時，應符合下列規定：第一，墻體水平施工縫應高出底板表面不小于30 cm處 ；第二，管道井墻體與頂板結合處水平施工縫宜留在板墻接縫線以下15 ～30 cm 處；第三，施工縫距孔洞邊緣不小于30 cm[2]。實際施工中采取管道井的底板與墻體混凝土一次澆筑成型的方法，頂板則根據現場施工進度要求可現澆也可預制安裝。接縫處宜預埋止水鋼板，止水鋼板置于管道井墻體中線處。頂板混凝土澆筑前，混凝土墻體應提前24 h 澆水浸濕，墻體頂面的浮漿、松散混凝土等應剔除，并用水沖洗干凈[3]。在新舊混凝土的結合面應先鋪筑一層厚度約5 cm 同墻體混凝土強度防水砂漿，再澆筑頂板混凝土。當采用頂板預制安裝時應特別注意預制蓋板與管道井墻體接縫的防水處理。近年來異常天氣頻發，季節性降雨量大增，地表水滲入混凝土管道井的情況時有發生，給管道及井內設備的正常運營與維護造成不良影響。常規的預制蓋板安裝方法是抹三角灰，但已不能有效阻止地表水滲入。為此可將管道井墻體與頂板的結合部位設計為企口形式，如圖1所示。此形式可延長滲漏水路徑并通過防水砂漿、堵漏王等將地表水阻擋在井室之外。工廠加工預制的一體式抗滲混凝土管道井與蓋板同樣可采用此接口形式進行設計、制造，以便達到更好的防滲防漏功能。

圖1 預制鋼筋混凝土蓋板安裝節點

2.3.2 穿墻構件防滲漏施工措施

預埋在管道井井墻中的穿墻套管、對拉螺栓、模板支撐件金屬構件等必須焊接止水片，構件質量應符合相關技術標準及規范要求。預埋管道周邊的混凝土應振搗密實，確保不滲漏。緊固模板的對拉螺栓宜優先選擇三節式可拆型止水對拉螺栓，取出其兩端可周轉部分，留下的孔洞應用防水砂漿填充密實。對于預埋在現澆鋼筋混凝土雨污水檢查井墻體中的混凝土管，在澆筑混凝土前應對此部分管段進行鑿毛處理，沖洗干凈，并提前24 h 澆水浸濕以保證新老混凝土層間結合緊密[4]。

2.3.3 混凝土管道井穿墻套管封堵措施

市政管道安裝工程中很多管道穿墻處都會設置防水套管。穿越管線與套管間空隙的封堵質量好壞對管道井的防滲漏性能也會產生較大影響。封堵的目的有兩個一是防滲漏，二是防火隔離[5]。套管封堵示意如圖2 所示。

圖2 套管封堵示意

2.4 現場施工管理措施

抗滲混凝土管道井發生滲漏除上文所述諸多原因外，還有一個重要的原因就是人的因素。近年來，很多混凝土管道井在實際施工時不再采用柔性防水做法，主要依靠混凝土的自防水功能抗滲漏，從而對混凝土管道井的施工質量提出更高要求，同時也對施工現場管理提出更大挑戰。施工現場管理對于施工質量、安全、進度至關重要。首先，應明確并落實各崗位職責，堅決貫徹執行一崗雙責、失職追責的崗位制度；其次，應建立健全獎罰制度及過程監控制度；最后，做好技術指導、安全教育培訓等工作，切實增強全員的質量、安全、成本意識。實踐表明，只有做到現場施工精細化管理，嚴把技術質量關，才能確保工程質量。

3 結語

抗滲混凝土管道井防滲漏技術涉及施工管理、材料、施工工藝及環境等諸多因素，相互作用、相互影響。在施工實踐中應綜合考慮所有對混凝土產生滲漏影響的因素，認真分析并提出相應控制措施以達成最佳抗滲防水效果。