城市综合管廊现浇结构变形缝复合防水施工技术研究

2018-04-04宋金岭杨鹏伟

价值工程 2018年10期

宋金岭杨鹏伟

摘要：综合管廊的建设是一项基础性的工程，这一项工程准确的来讲，他们在建设的过程当中对于自身的要求还是非常高的，毕竟这种综合管廊的建设是埋藏于地下，如果自身要求不高的话，是很难建设完成的，而且即便是建设完成，那么对于整个综合管廊地下建设也会产生一定的影响，尤其是地下现浇综合管廊变工缝位置防水的设置和施工是渗漏的关键和根本原因。基于此，本项目提出了一种“城市综合管廊现浇结构变形缝复合防水施工技术”，并申请了国家发明专利。针对所提出的新技术，进行了详细的试验验证和理论分析，并给出了相关作法和施工建议。

Abstract： The construction of integrated pipe gallery is a basic project， the requirements in the process of construction is very high， after all， the construction of integrated pipe gallery is buried underground. If requirements are not high， it will be very difficult to complete the construction， and even if the construction is completed， it will have a certain impact on the whole underground construction of the integrated pipe gallery. In particular， the installation and construction of waterproofing in the position of changing joints in the underground cast-in-place integrated pipe gallery is the key and fundamental cause of leakage. In this project， a kind of "composite waterproof construction technology of deformation joint of cast-in-place structure of urban integrated pipe gallery" is put forward， and the patent of national invention is applied for. The experimental verification and theoretical analysis of the new technology are carried out in detail， and the relevant methods and construction suggestions are given.

關键词：城市综合管廊；现浇结构变形缝复合防水；施工技术；研究

Key words： urban integrated pipe gallery；waterproofing of composite cast-in-place structure；construction technology；research

中图分类号：TU472 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0131-03

0 引言

科学技术的巨大进步推动了建筑工程防水技术翻天覆地的变化，从防水材料到防水工程设计与施工方面都有显著的提升。而变形缝防水技术一直是防水施工中的重点与难点。我国新型防水材料分为六大类：高聚物改性沥青漆防水卷材、合成高分子防水卷材、建筑防水材料、建筑密封材料、刚性防水及堵漏止水材料和特殊防水材料。我国从50年代开始至今已有近70年之久，无论是产品生产量、质量、品种都能够迅速发展为适应我国基本建设事业高速度发展的需要，从中央到地方各级行政主管部门和科研、设计、企业等单位都十分重视加快对各种建筑防水材料的研究开发、技术引进和推广应用工作。施工过程中不少变形缝有不同程度的渗漏，原因有很多，其中主要有：止水带焊缝不饱满或与钢筋相连形成渗漏通道；橡胶或塑料止水带接头没有锉成斜坡并粘结搭接；变形缝处混凝土振捣不密实等。

传统的防水方式比较单一，在地下室防水工程施工过程中可能会用到一种或两种防水方式相结合，但在本工程地下综合管廊深基坑内变形缝防水施工时，采用了多种防水方式相结合，设置多道防线，真正做到防水不漏，解决了深基坑主体结构内防水渗漏问题，增加了主体结构的完整性、安全性和使用功能。

1 工程背景

本工程以北京市通州区潞城镇的北京城市副中心行政办公区启动区地下综合管廊工程（三标段）的防水工程开始建设为背景，如图1所示。该工程建设单位是北京新奥集团有限公司，设计单位是北京市市政工程设计研究总院有限公司，监理单位是北京双圆监理工程咨询有限公司。

本管廊工程位于北京市通州区潞城镇政通东路，政通东大街综合管廊北起通胡路，南至政通北街，主管廊全长812m，南区总长282m，北区总长502m，南侧终点与综合管廊第四标段相接。本标段管廊干线在政通东路正下方，运河东大街至玉带河大街处原混凝土沥青路面需翻修，自然地面绝对标高为20.12m；开挖深度约9～12m，槽底绝对标高为8.253～12.35m。采用围护桩、刚腰梁和钢支撑的支护形式；地质情况复杂，主要由人工堆积层和新近沉积层组成，表层为人工堆积层，一般厚度0.50～5.30m，主要是粉质粘土层，新近沉积层为沉积的中砂、细砂层。地下水类型为潜水和承压水，潜水层根据2016年11月26～28日检测显示，地下水位一般在8.610～12.059m，水位年变幅一般在1.0～3.0m。该层受副中心大量在建工程的降水影响，该层地下水稳定水位在在建工程周边存在较大幅度的下降。承压水在场区内连续分布，主要赋存于埋深32.00m以下的细砂、中砂层中，比较稳定。建筑物拟建场地现状主要地物有在施工地、堆土、拆迁地、废弃荒草地、现状道路、临时施工道路、绿化带、高压线等。南区0+620～0+840段东侧为三水潞城小区及中间八局C2地块施工场地，西侧为通州三中操场及篮球馆，场地狭小。原有地下管线情况复杂，上部管线玉带河大街通信未拆改，下部管线主要有燃气、热力、电力、排水、供水、通信及不明管线等。

另外，2017年单位从3月份进场施工，考虑到热力公司的介入，业主单位对于南区工期要求在2017年6月30日，管廊正式移交，在本年度11月15日保证周边小区供暖的正常使用。所以在工期要求紧，施工场地狭小、地质情况复杂、地下水位不稳定的情况下，一次性建好管廊尤为重要。由于本管廊工程属于现浇结构，采取调仓法施工，每30m为一个流水段，分段浇筑。根据以往的经验，处理好现浇管廊变形缝处的防水施工是重中之重。基于本项目的实际情况，现提出一种“城市综合管廊现浇结构变形缝防水施工技术”，采用遇水膨胀止水条、钢边止水带、钢板止水带、聚硫密封膏和高分子聚乙烯丙纶卷材等多种防水材料相结合，在加快施工速度的同时保证防水施工质量，以解决复杂环境下防水施工和防渗漏的问题。

2 综合管廊变形缝的设置原则

目前，城市地下综合管廊主要有现浇结构和预制拼装结构两种形式，而城市地下综合管廊变形缝的设置和结构形式是管廊在使用周期内发挥着其有效功能的关键节点，作为百年工程，综合管廊的变形缝采用哪种形式施工，对于综合管廊防水、适应不均匀沉降等方面非常重要。下面主要对于综合管廊现浇结构变形缝的施工做简单介绍。

城市地下综合管廊作为大型建筑物，其尺寸非常大，且纵向距离远远大于横向距离，根据我国现有的《城市综合管廊工程技术规范》中的规定：现浇混凝土综合管廊变形缝最大距离应控制在30m以内。也就是说，在我们进行综合管廊施工时，纵向的变形缝接头间距不应该超过上限30m。本工程管廊采用现浇结构，跳仓法施工，每30m分为一个施工流水段。分前后施工顺序进行混凝土浇筑，先浇筑的部分为承口，后浇筑的部分为插口。

3 现浇管廊变形缝的类型

3.1 平接变形缝接头

综合管廊平接变形缝接头主要适用于基础持力层好、或经过地基处理、沉降可控的工程条件中（比如位于坚实的黏土层、砂层）或采用桩基础的综合管廊。它的做法参考水池、箱涵等储水过水构筑物变形缝的做法。该做法不仅便于控制施工质量，而且施工较为方便，程序简单，其施工重点在周围混凝土的振捣密实和橡胶止水带的固定。

该类型接头形式的不足之处在于抗地基不均匀沉降能力较差，在管廊顶部覆土及附加荷载的作用下，容易发生管廊接头上下严重错位和曲变形问题，加大管廊接头止水带的变形，严重时甚至会使其拉裂，造成渗水

另一个弊端在于止水带下方的混凝土无法振捣密实，很容易形成死角。一旦施工质量没有得到良好控制，变形缝处很可能会留下暗渗漏通道，在这种情况下极易引起变形缝接头内外渗漏。

3.2 现浇管廊变形缝承插接头

针对平接变形缝中存在的弊端，对其进行了改良，根据本管廊工程的实际情况，在变形缝接头处设置承口、插口的结构形式，以助于适应变形缝两侧产生不均沉降时管廊错位引起的变形。见图2。

该类接头的止水做法类似平接变形缝，但是不同的是，由于变形缝一侧布置了突出结构的承口，接头处外侧不再适宜布置外贴式橡胶止水带，而是在内侧设置一圈钢边止水带，底板、墙体和顶板形成一种全封闭的防水层。

在现浇结构变形缝承插口式施工时，先做承口，按照要求放置防水材料和低发泡高密度闭孔型聚乙烯泡沫填缝板后进行钢筋绑扎，支设模板浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后进行拆模，清理干净，再做插口，按照要求放置防水材料并采取保护措施，然后绑扎钢筋，支设模板后浇筑混凝土。

工程实践证明，承插口式变形缝，只要不均匀沉降没有达到承插口破坏的程度，则变形缝处结构的错位将受到限制，而且承插口对相邻管廊仓位在变形缝处产生弯折翘曲的限制是有富余量的，一般不会因地基沉降引起变形缝处结构折曲破坏，对沉降有较好的缓解能力，适用于本工程管廊现浇结构。

4 综合管廊现浇结构变形缝防水施工

本管廊工程属于现浇结构，分为四个仓，分别是能源舱、电力舱、水信舱、燃气舱，根据设计图纸，结构层高3.4m，横向宽度为15.35m，底板变形缝采用遇水膨胀止水条和钢边止水带，外墙变形缝采用止水钢板、钢边止水带，顶板变形缝采用钢边止水带、聚硫密封膏。

4.1 钢边止水带施工

钢边橡胶止水带常用的连接方式：一种是冷接、一种是热接。止水带产品的接头方式主要有两种，一种是将止水带的接头处进行硫化，然后将止水带产品的接头处，进行焊接。这种止水带的接头方式是现在比较常用的一种搭接方式。该产品的另一种搭接方式是冷接，是指将该产品的接头处，使用专业卡具或者钢筋进行搭接，这是比较早期的一种搭接方式，现在在对止水带产品进行接头时，已经很少使用冷接头的方式了。本工程其实对于钢边止水带根据实际的施工情况，选择的是热熔法。

热熔法施工：

4.1.1 变形缝定位弹线

先在底板墊层上弹出每条变形缝中心线位置，并外移500mm作为施工控制线。施工中采用铅锤线来控制止水带位置。

4.1.2 钢边止水带铺设

在底板帮扎完之后，将钢边止水带放入提前预留好的施工缝内，缝宽30*30mm，钢边橡胶止水带沿底板、侧墙、顶板兜绕成环形设置。由于燃气舱防水的特殊要求，内侧250mm墙体内竖向放置钢边止水带，所以在铺好底板钢边止水带以后，燃气舱内墙底部的钢边止水带要进行热熔焊接链接。具体焊接工艺如下：

①将钢边橡胶止水带要搭接部分提前试拼，并画线确定要搭接位置，画线时必需保证中间有1cm左右填塞生胶片位置。②用切割机将钢边橡胶止水带一头橡胶切进去30cm左右（但钢边不要切除），并用角磨机将钢边水带要搭接两头橡胶部分磨平。③用剪刀裁下两断窄条生胶片分别填塞两头要搭接止水带中间圆孔（填塞不少于5cm）。④用手枪钻在钢边上进行打眼，并用铆钉枪将要搭接止水带钢边部分先进行固定（铆钉间距9cm）。⑤将提前预热好的热硫化夹具下部垫在要搭接止水带下，并在搭接部位填塞生胶片。⑥安装好夹具并放置千斤顶，温度控制在130～150℃范围内，且一边加热一边加压，保证夹具与止水带面密贴，约10分钟后拆下夹具即可。

4.2 遇水膨胀橡胶止水带施工

根据设计图纸要求，本工程选用的是腻子型遇水膨胀止水条PN-220，传统的遇水膨胀止水条可以设置在墙体竖向变形缝、底板和顶板水平变形缝，由于本工程的特殊性，此材料只用于底板变形缝处。根据在现场经外观检验合格的遇水膨胀橡胶止水条中，随机抽出足够试样送试验室，进行复试检验，待检验报告合格后方可使用。

操作工艺流程：施工缝混凝土表面清理→放置低发泡高密度闭孔型聚乙烯泡沫塑料填缝板→放置遇水膨胀橡胶止水条→隐蔽工程验收→下步混凝土浇筑。具体的操作方法施工缝混凝土表面清理：粘贴遇水膨胀橡胶止水条前，用钢丝刷、毛刷，将施工缝已硬化的混凝土表面的水泥浮浆、杂物及灰尘清理干净，保持干燥。成口的侧面和水平面放置放置低发泡高密度闭孔型聚乙烯泡沫塑料填缝板后采用水泥钉固定遇水膨胀橡胶止水条。

止水条需要接头时，可将止水条端头侧面部位用多用刀切成斜面，剥去搭接部位的隔离纸，利用止水条本身的可粘性，将止水条侧面以搭接60mm长粘贴在一起，用滚筒滚压止水条上表面，使止水条的搭接面粘结严密、牢固即可，见图3。

下一工序混凝土浇筑：遇水膨胀橡胶止水条粘贴完毕，经隐蔽工程验收合格后，揭去止水条表面隔离纸，方可进行下一工序混凝土浇筑。

4.3 钢板止水带施工

本工程采用镀锌钢板止水带，用于能源舱和燃气舱外墙水平施工缝处，钢边止水带安设位置要准，与变形缝中心线重合，并安设到防水钢筋混凝土导墙300mm高位置处，做到平、直、顺。遇到墙体钢边止水带时，放置其内侧超出10cm断开，与钢边止水带用成品混凝土垫块隔开3cm间隙，在砼浇筑时保证防水混凝土密实。

钢板止水带安装采用钢筋固定。在结构钢筋上焊接钢板支撑架，支撑架采用的钢筋切割后焊接（如有剩余短钢筋，则优先考虑短钢筋），一般焊成三角形，支撑架底板和顶板按的间距进行布置，边墙竖向施工缝跟边墙分布筋等间距布置，支撑架和主筋焊接，钢板跟支撑架焊接，边墙水平施工缝钢板先在钢板的底部焊一根支撑钢筋，然后再用支撑架进行定位。焊接所用焊条的规格及材料性能应符合设计要求。钢板中心线与施工缝重合，安装于1/2板（墙）厚，并且先浇混凝土和后浇混凝土各一半，保证钢板的水平度和垂直度。镀锌钢板止水带燕尾朝向要求为：侧墙水平施工缝朝背水侧，侧墙竖向施工缝朝迎水侧。钢板搭接为5cm，贴合边焊接，钢板交叉部位采用贴合四边满焊，钢板焊缝严密，如发现焊缝不合格或有渗漏现象，应予修整或补焊。钢板安装结束，首先进行自检，然后通知质安科验收，最后由质安科会同监理一同进行验收，经验收合格后才能进行下一道工序的施工。

4.4 聚硫密封膏施工

聚硫密封膏施工在混凝土浇筑完毕并拆模后，将主体结构内、外墙、顶板和底板变形缝处聚苯乙烯发泡填缝板用切割机拉槽30*30mm，使混凝土面平整，以保证变形缝的宽度。要除去被粘表面的油污附着物，灰尘等杂物，保证被粘表面干燥，平整，以防止粘接不良。聚苯乙烯发泡填缝板。涂刷底涂液。按给定的配合比，将两个组份混合均匀，达到色泽均匀无色差。混合时应防止气泡混入，涂胶时应防止气泡混入，按设计厚度均匀涂刷。

5 变形缝注意事项

变形缝所用产品都应严格按照规范要求放置、装配和安装。变形缝嵌缝材料施工前，应对变形缝进行检查，使其符合图纸要求，并将预留凹槽内混凝土打毛，清扫于净。止水带宽度和材质的物理性能应符合设计要求，且无裂缝和气泡；接头应采用热熔连接，不得重叠，接缝应平整、牢固，不得有裂口和脱胶现象。止水带中心线应和变形缝中心线重合，止水带不得穿孔或用铁钉固定。止水带在施工过程中严禁在阳光下曝晒，露在外面的止水带应采用草袋等覆盖，避免紫外线辐射产生老化。止水带要采用钢筋夹定位措施，固定牢固，避免混凝土振捣过程中移位。水平安裝时止水带应呈盆形，结扎在固定用钢筋框上，以防止止水带下面存有气泡，形成渗水通道。变形缝顶板迎水面处预留嵌缝槽，以聚硫密封膏嵌填。