浅谈预制混凝土箱涵装配式综合管廊防水做法

常 松，芦宇亭，张德平

（哈尔滨市市政工程设计院，黑龙江 哈尔滨 150070）

1 概述

伴随着经济发展和城镇化，大量民用建筑建设需求和节能环保之间的矛盾逐渐升级，传统粗放型建筑建设方式必将被精细、快速、节能、环保的新型建设方式所替代。城市地下空间的开发利用，有利于节能环保，提高城市化水平。因此，大力倡导和发展地下工程预制装配化，既能够促进我国建筑行业的更新升级，又可以加强我国建筑市场工业化程度，影响广泛而深远[1]。防水技术是地下工程中十分重要的组成部分，地下结构防水是为了防止地下水和滞留水渗入地下结构内部影响其使用功能，也防止水浸蚀结构钢筋，影响其使用寿命。地下工程属于隐蔽工程，在使用过程中一旦出现渗漏现象，很难采取有效的补救措施，即使耗费大量人力、物力也无法达到满意效果。预制拼装法的核心为预制箱涵节间相互成一体化，节间接缝处是预制拼装结构防水尤为薄弱的位置，接缝的防水性能是影响预制混凝土箱涵装配式综合管廊结构安全性和耐久性的关键问题。因此对其防水性能的探究尤为重要。

2 综合管廊防水设计方案

2.1 基本原则

综合管廊主体防渗的原则是“以防为主，防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”。主要通过合理的混凝土级配、采用防水混凝土、优质的外加剂、合理的结构分缝、科学的细部设计来解决综合管廊钢筋混凝土结构主体的防渗[2]。防水设计应根据综合管廊的结构型式、水文地质条件、施工方法、施工环境、气候条件等，采取相适应的防水措施。只有在不引起周围地层下降的前提下，才可对极少量渗水进行疏排。

综合管廊结构防水设防等级为二级。在防水设防等级为二级的情况下：综合管廊主体不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1 000；任意100 m2防水面上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不应大于0.2 m2；平均渗水量不大于0.05 L/（m2·d），任意100 m2防水面积上的渗水量不大于0.15 L/（m2·d）[3]。按承载能力极限状态及正常使用极限状态进行双控方案设计，裂缝宽度不得大于0.2 mm，并不得贯通，以保证结构在正常使用状态下的防水性能。

2.2 结构外包防水

遵循防水设计基本原则，确立钢筋混凝土结构自防水体系，与外包防水层相结合，重点处理好施工缝、变形缝、穿墙管等细部的防水。综合管廊常见外包防水如图1所示。第一道防水防线为混凝土结构自防水体系，采用防水混凝土；第二道防水防线为3 mm厚自黏聚合物改性沥青防水卷材聚酯毡胎体[4]。

2.3 变形缝设计

变形缝的设计要满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。用于沉降的变形缝其最大允许沉降差值通常不大于30 mm。变形缝处混凝土结构厚度不应小于300 mm。用于沉降的变形缝的宽度宜为20～30 mm。变形缝的防水通常采用复合防水构造措施，中埋式橡胶止水带与外贴防水层复合使用，如图2所示。

图1 结构主体外防水

（a）底板变形缝防水构造示意图

图2 变形缝防水构造示意图（单位：mm）

变形缝的型式非常重要，一般有平接和企口两种。平接型式一般适合用于承载力较好的地质情况，对外力的适应性较差，由于施工回填或钢板桩拔出导致的地基沉降差对变形缝的拉裂情况也比较普遍。企口变形缝一般适用于地基承载力较差的地质情况，由于企口的设计，使得变形缝的抗沉降差异能力大大增加。

2.4 施工缝设计

现浇钢筋混凝土综合管廊结构，在浇筑混凝土时需要分期进行。施工缝均设置为水平缝，水平施工缝一般设置在综合管廊底板上300～500 mm处及顶板下部300～500 mm处。在施工缝中设计埋设钢板止水条（300×3）。预制拼装构件在工厂预制，不设置临时施工缝。

2.5 预埋穿墙管

在综合管廊中，多处需要预埋电缆或管道的穿墙管。根据预埋穿墙管的不同形式，分为预埋墙管和预埋套管。

穿越电缆及通信光缆的部位由于有各种规格的电缆或光缆需要从综合管廊内进出，根据以往地下工程建设的教训，该部位的电缆进出孔是渗漏最严重的部位。电缆或光缆的穿线往往不是一次完成的，在土建结构施工完成后，要很长的一段时间甚至几年后才会逐步完成电缆和光缆的穿线，故该预埋件需要满足不穿线时的防水问题，在需要穿线时要能方便取下预埋件，同时还需要考虑远期缆线方便更换的问题。另外，由于穿越的是缆线，所以橡塑预埋件还需考虑防火问题，考虑电缆电流自身的特殊性，一般不能用钢制环形材料。图3、图4分别为穿墙管涂料和穿墙管卷材防水示意图。

图3 穿墙管涂料防水示意图

给水、中水、燃气等管线穿越综合管廊一般采用预埋套管的方法。套管的型式要选择防水性能好、有一定抗变形能力的预埋套管（见图5）。套管的安装需满足以下施工要求：

（1）穿墙管必须焊接止水环，要满焊密封无缝隙，要加强对止水环处焊缝的检查，在满焊的条件下应逐个敲去焊渣检验，对不合格的要补焊合格后方可用到工程上。

（2）结构变形或管道伸缩量较大时，预埋穿墙管或预埋套管的管道外壁应加焊10 mm×10 mm以上的法兰盘，要求双面满焊。

（3）当穿墙管线较多时，宜相对集中，采用穿墙盒方法。

（4）穿墙套管与穿墙管之间的缝隙嵌填聚氨酯密封膏，厚度要足够，严禁用普通水泥砂浆封堵。

此外，在各类孔口还需设细钢丝网，以防小动物爬入综合管廊。

图4 穿墙管卷材防水示意图

图5 穿墙防水套管示意图

3 工程实例

3.1 项目概况

该工程采用单舱结构型式，舱内容纳管线为给水管线、中水管线、电力管线及通信管线，其标准段是典型的预制混凝土箱涵装配式综合管廊，如图6所示。通风口、投料口等节点以及节点衔接处采用现浇的结构型式。

3.2 防水设计

3.2.1 结构外包防水

遵循防水设计原则，现浇段顶板、侧墙、底板防水层均采用两道3 mm厚自黏聚合物改性沥青防水卷材聚酯毡胎体；预制段顶板、侧墙、底板防水层均采用水泥基渗透结晶型防水涂料，一道3 mm厚自黏聚合物改性沥青防水卷材聚酯毡胎体。顶板防水保护层为50 mm厚C20细石混凝土保护，内配Ф4@200双向钢筋网；底板采用50 mm厚C20细石混凝土保护层。图7、图8分别为侧墙及底、顶板节点详图。

图6 综合管廊标准断面图（单位：mm）

图7 侧墙及底板节点详图

图8 侧墙及顶板节点详图

3.2.2 特殊部位防水

预制混凝土箱涵装配式综合管廊不设置临时施工缝，其特殊部位包括拼接缝、变形缝、穿墙管件等，这些部位属易发生渗漏水的部位，应采取多道设防的防水设计方案。

预制管廊变形缝间距不大于40 m，变形缝处仅采用承插式接头，不另设连接钢筋或预应力筋，如图9所示。变形缝内设橡胶止水带，并用低发泡塑料板和双组份聚硫密封膏嵌缝处理。

图9 变形缝连接图

拼接缝的一般规定：

（1）拼缝处应至少设置一道密封垫沟槽，密封垫及沟槽的界面型式应符合A=1.0A0～1.5A0的要求（其中，A为密封垫沟槽截面积，A0为密封垫截面积）[3]。

（2）拼缝处应选用弹性橡胶与遇水膨胀橡胶制成的复合密封垫。弹性橡胶密封垫宜采用三元乙丙（EPDM）橡胶或氯丁（CR）橡胶[3]。

（3）拼缝弹性密封垫应沿环、纵向兜绕成框型。沟槽型式、截面尺寸应与弹性密封垫的型式尺寸相匹配。

施工时应根据预制拼装的要求，严格控制垫层的平整度在±2 mm以内，从而确保预制节段拼缝平整。拼装顺序应从一端开始向另一端依次拼装。图10为拼缝接头水压试验模型。

图10 拼接缝连接图

3.3 拼接缝防水性能试验

预制混凝土箱涵装配式综合管廊的拼缝接头水压试验，借鉴单口水压试验的方法，在工厂和现场进行拼缝接头水压试验（见图11）。工厂内试验成功后方可进行现场拼装，现场拼装以每20节为一个检验批，抽检其中1个拼缝接头进行水压试验。试验的主要合格标准包括试验压力值、恒压时间、允许压降值。

通过大量的试验，分析并总结试验结果和数据，得出了试验影响因素，优化确定了生产控制允许偏差和现场安装方案，确定了橡胶条尺寸及硬度等性能参数，并确定了将单根钢绞线预加锁紧力值、管廊内缝尺寸，作为现场拼装合格控制标准。

图11 拼缝接头水压试验模型

4 结语

地下空间的集约化利用不仅可以节约地面用地，还可以减少交通压力。目前国家正加快推进地下综合管廊项目建设，国家政策走向正以综合管廊为拐点，工作重心向地下空间的开发利用倾斜。地下结构是否具备使用功能，与其防水工程质量密不可分。为了确保地下结构的安全性和耐久性，应采取必要措施在防水施工方面加以提高。预制混凝土箱涵装配式综合管廊采用主体自防水加外防水设计，在变形缝、出入口、预留口等渗漏设防重点部位，采取相应可靠措施，保证结构的水密性。本文总结并分析了预制混凝土箱涵装配式综合管廊结构的防水做法，结合试验，验证了拼接缝处柔性防水可以实现综合管廊的抗裂防渗设计。本文可为预制混凝土箱涵装配式综合管廊防水构造设计提供参考。

[1]魏江洋.预制装配式混凝土(P)技术在民用建筑中的应用与发展[D].南京：南京大学,2006.

[2]GB 50108—2008，地下工程防水技术规范[S].

[3]GB 50808—2015，城市综合管廊工程技术规范[S].

[4]GB/T 23457—2009，预铺/湿铺防水卷材[S].