抗渗混凝土管道井渗漏的原因及控制措施

李乐平 北京国际建设集团有限公司一级建造师

混凝土的渗漏问题是工程中常见的质量通病，业内同行做了大量的研究，并取得不少具有实践价值的成果，值得借鉴。与一般的混凝土建筑物不同，抗渗混凝土管道井具有一次性浇筑的混凝土体积较少、有管道穿越、多填埋于地下及抗渗漏性等特点。基于此，本文重点从现场施工的角度提出抗渗混凝土管道井施工过程中应注意的相关事项及采取的控制措施，以期进一步提高抗渗混凝土管道井的施工质量。

1 抗渗混凝土管道井渗漏的具体原因

1.1 混凝土材料的质量不合格

水泥、骨料（砂子、石子）、外加剂等混凝土拌合物原材料的质量不合格，会造成混凝土质量不符合图纸及技术规范要求。原材料的质量和配合比对混凝土的密实性、防渗抗裂性、耐久性有着重要影响。

1.1.1 水泥质量问题

首先，水泥在硬化过程中体积的不均匀变化会引起混凝土的质量问题，如果水泥熟料中的游离晶体颗粒或石膏含量过多，会导致水泥混凝土构件产生变形或者膨胀裂缝。其次，水泥颗粒级配不良，容易出现表面裂缝。最后，水泥本身的其他质量问题，如水泥受潮、过期、出厂强度不足等也有可能导致混凝土开裂。

1.1.2 骨料质量问题

含泥量过大、云母含量较高等因素都会减小水泥浆与骨料的粘结力，降低混凝土的抗拉强度，提高收缩率，使混凝土结构易出现裂缝。骨料中的硫化物、硫酸盐等有害杂质与水泥发生化学作用，会导致混凝土结构破坏而开裂。

骨料级配不合理及空隙率大会导致混凝土的保水性、黏聚性变差，在浇筑混凝土时易产生泌水、离析等现象，造成骨料下沉严重或骨料分布不均匀，进而影响混凝土的抗渗性能。当骨料的强度和坚固性不符合相关规范、标准的要求时，也会降低抗渗混凝土的耐久性。

1.1.3 外加剂影响

在混凝土拌合料中添加减水剂、防水剂、引气剂及膨胀剂等外加剂，能够减少硬化后混凝土的孔隙数量，改善孔隙结构，提高密实度以及混凝土的抗渗抗裂性能。外加剂与水泥适应性不好会使混凝土硬化时形变增大而产生裂缝。

1.1.4 水胶比和坍落度过大

水胶比和坍落度会直接影响混凝土的密实性、抗渗性及强度。水胶比的大小决定混凝土结构孔隙的数量多少和孔隙率大小，会直接影响混凝土的密实性。

在满足设计和技术规范要求的条件下，水胶比越小混凝土的密实性越好，强度更高，防裂抗渗效果更好。混凝土的水胶比过大将导致混凝土的收缩率变大，从而产生收缩裂缝。当混凝土的坍落度过大时，其流动性更好，但混凝土的保水性和黏聚性同时变差，因此易发生浆骨分离现象，即局部骨料过多而水泥浆减少。在混凝土硬化过程中，由于混凝土拌合料的不均匀性会产生表面收缩裂缝。

1.1.5 砂率的影响

在水胶比一定的情况下，合理的砂率既能使混凝土具有良好的流动性，又不会影响粘聚性和保水性。当砂率超出合理范围时，会使混凝土的流动性变差。此外，砂率不合理还会导致浆料与骨料的粘结力下降，拌合物内部孔隙率升高，硬化后结构的密实度达不到抗渗混凝土的强度、抗渗性等标准。

1.2 管道井防水工程细部构造的影响

抗渗混凝土管道井防水工程细部构造包括施工缝、预埋穿墙套管、预留洞口及穿墙螺栓等，如果这些细部构造设计存在缺陷，往往会成为混凝土管道井结构渗漏的薄弱部位。

1.3 施工技术与现场管理原因

混凝土振捣不到位或过度振捣都会引起管道井结构产生蜂窝、麻面、孔洞、露筋等质量问题。这些问题是导致混凝土管道井渗漏的直接原因。混凝土浇筑后的养护不力也是混凝土产生裂缝的主要原因。另外，模板拼缝不严导致漏浆、止水螺栓止水片没有满焊等都会使混凝土管道井墙壁渗漏。此外，技术交底及施工人员培训不到位、责任心不强、质量意识淡薄等现场管理因素也会导致抗渗混凝土管道井发生渗漏。

2 抗渗混凝土管道井渗漏控制措施

2.1 混凝土拌合物原材料控制

抗渗混凝土拌合物所用的水泥、砂子、石子、水、外加剂及活性掺合料等原材料的质量，应符合设计图纸及相关技术规范要求。配合比的准确性还会受到温度、湿度等各种外界环境因素的影响，因此选定的配合比应通过试验验证且满足设计、施工及使用功能要求。

2.2 施工过程控制

抗渗混凝土管道井的施工质量控制重点是保证其结构的尺寸、外观质量、强度、抗渗性及耐久性满足设计工况要求。抗渗混凝土管道井施工过程控制主要涉及钢筋施工、模板施工、混凝土运输、浇筑及养护等。

2.2.1 钢筋绑扎

管道井的结构钢筋用量较少，钢筋的直径也较小，采用绑扎连接。绑扎时要保障钢筋间距、保护层厚度、洞口及边角加强筋设置等符合设计要求，且绑扎牢固避免移位。绑扎钢筋的铁丝扣及端头拧向钢筋网内侧，以不贴近模板为宜。

2.2.2 模板支搭与拆卸

模板表面应平整，不得有破损，确保板与板之间的接缝严密。模板采用对拉止水螺栓拉结固定。内外相对模板间设置加密止水支撑，止水支撑两端的螺杆及固定支撑的绑丝不得接触模板，以免造成管道井墙壁渗漏危害。模板内管道预留预埋洞口处宜设置排气孔，以便于混凝土振捣密实。管道井混凝土浇筑前模板内表面应提前浇水、浇透，并将模板内的杂物、积水等清理干净。当墙体混凝土强度满足拆模条件时，方可进行拆模。拆模时不得强力拽拉、敲打止水螺栓，以免引起混凝土与止水螺栓结合部位松动而形成渗水通道。

2.2.3 管道井混凝土的施工控制

施工人员应根据气温、运距及浇筑作业时间合理确定抗渗混凝土坍落度，并尽量减小运输过程中混凝土坍落度的损失。混凝土到达施工现场后应按规定准确测量其坍落度，当到场混凝土的坍落度损失过大不能满足施工要求时，应掺加适量减水剂并搅拌均匀，严禁直接加水。

除冬季施工外，管道井混凝土的浇筑应尽量避开高温时段。当混凝土的自由下落高度超过2 m 时，应采用溜筒或溜槽等工具辅助卸料，以防止混凝土离析[1]。管道井混凝土应分层连续对称浇筑，每层浇筑厚度应控制在20 ～50 cm。振捣时应做到均匀一致，振捣棒要快插慢拔，插入深度以达到下层混凝土内5 cm 左右、移动间距以40 cm 左右为宜。每次振捣持续时间控制在20 ～30 s，当混凝土坍落度较大时，应减少振捣持续时间，做到不漏振也不过振，将混凝土振捣密实。钢筋密集区及模板边角部位应辅以铁钎人工捣实，振捣时振捣棒不要触碰钢筋、模板、预埋件等，并随时检查钢筋保护层、预留孔洞、预埋件及外漏钢筋的位置是否偏移。预留孔洞及套管的下部还应用橡皮锤敲击模板辅助振捣，确保该部位填充密实。

管道井混凝土养护质量会直接影响混凝土的强度、抗渗抗裂性及耐久性。温度、湿度、养护时间等是混凝土养护过程中的重要控制指标，充足的水分、适当的温度和充足的养护时间是确保混凝土耐久性的重要保障。管道井混凝土结构的裂缝主要由温度、湿度的变化等原因引起。新浇筑的混凝土由于内外水分蒸发程度不同、散热条件不同而产生拉应力，会导致混凝土出现裂缝。因此，应做好管道井混凝土浇筑后的养护工作。在养护过程中既要控制混凝土内外温差，又要防止温度降低过快。混凝土拆模后，若受环境温度影响较大，应采取适当的温控措施以降低温差，减小混凝土开裂风险。管道井抗渗混凝土表面温度与内部温度、表面温度与环境温度的温差不宜大于20 ℃，养护时间不应小于14 d。管道井抗渗混凝土可采取蓄水养护，蓄水深度以超出底板表面10 cm 为宜，同时做好相关预留孔洞的封堵工作，以免养护用水溢出。底板混凝土终凝聚后即可对其进行蓄水养护。对于管道井的墙壁，可在拆模后及时覆盖塑料薄膜或无纺布浇水养护，将墙壁覆盖严密并保证塑料薄膜与混凝土表面间形成一层水膜或使无纺布始终保持湿润状态。养护人员上岗前应进行专业培训并做好书面的技术、安全交底工作，增强其责任意识、质量意识。同时，加强养护过程中的巡查与监督管控工作，最大限度减少由于养护不力造成的混凝土裂缝问题。

2.3 管道井的细部构造防水措施

2.3.1 施工缝防渗漏施工措施

混凝土应连续浇筑，不留或少留施工缝。因现场条件确需留设施工缝时，应符合下列规定：第一，墙体水平施工缝应高出底板表面不小于30 cm处 ；第二，管道井墙体与顶板结合处水平施工缝宜留在板墙接缝线以下15 ～30 cm 处；第三，施工缝距孔洞边缘不小于30 cm[2]。实际施工中采取管道井的底板与墙体混凝土一次浇筑成型的方法，顶板则根据现场施工进度要求可现浇也可预制安装。接缝处宜预埋止水钢板，止水钢板置于管道井墙体中线处。顶板混凝土浇筑前，混凝土墙体应提前24 h 浇水浸湿，墙体顶面的浮浆、松散混凝土等应剔除，并用水冲洗干净[3]。在新旧混凝土的结合面应先铺筑一层厚度约5 cm 同墙体混凝土强度防水砂浆，再浇筑顶板混凝土。当采用顶板预制安装时应特别注意预制盖板与管道井墙体接缝的防水处理。近年来异常天气频发，季节性降雨量大增，地表水渗入混凝土管道井的情况时有发生，给管道及井内设备的正常运营与维护造成不良影响。常规的预制盖板安装方法是抹三角灰，但已不能有效阻止地表水渗入。为此可将管道井墙体与顶板的结合部位设计为企口形式，如图1所示。此形式可延长渗漏水路径并通过防水砂浆、堵漏王等将地表水阻挡在井室之外。工厂加工预制的一体式抗渗混凝土管道井与盖板同样可采用此接口形式进行设计、制造，以便达到更好的防渗防漏功能。

图1 预制钢筋混凝土盖板安装节点

2.3.2 穿墙构件防渗漏施工措施

预埋在管道井井墙中的穿墙套管、对拉螺栓、模板支撑件金属构件等必须焊接止水片，构件质量应符合相关技术标准及规范要求。预埋管道周边的混凝土应振捣密实，确保不渗漏。紧固模板的对拉螺栓宜优先选择三节式可拆型止水对拉螺栓，取出其两端可周转部分，留下的孔洞应用防水砂浆填充密实。对于预埋在现浇钢筋混凝土雨污水检查井墙体中的混凝土管，在浇筑混凝土前应对此部分管段进行凿毛处理，冲洗干净，并提前24 h 浇水浸湿以保证新老混凝土层间结合紧密[4]。

2.3.3 混凝土管道井穿墙套管封堵措施

市政管道安装工程中很多管道穿墙处都会设置防水套管。穿越管线与套管间空隙的封堵质量好坏对管道井的防渗漏性能也会产生较大影响。封堵的目的有两个一是防渗漏，二是防火隔离[5]。套管封堵示意如图2 所示。

图2 套管封堵示意

2.4 现场施工管理措施

抗渗混凝土管道井发生渗漏除上文所述诸多原因外，还有一个重要的原因就是人的因素。近年来，很多混凝土管道井在实际施工时不再采用柔性防水做法，主要依靠混凝土的自防水功能抗渗漏，从而对混凝土管道井的施工质量提出更高要求，同时也对施工现场管理提出更大挑战。施工现场管理对于施工质量、安全、进度至关重要。首先，应明确并落实各岗位职责，坚决贯彻执行一岗双责、失职追责的岗位制度；其次，应建立健全奖罚制度及过程监控制度；最后，做好技术指导、安全教育培训等工作，切实增强全员的质量、安全、成本意识。实践表明，只有做到现场施工精细化管理，严把技术质量关，才能确保工程质量。

3 结语

抗渗混凝土管道井防渗漏技术涉及施工管理、材料、施工工艺及环境等诸多因素，相互作用、相互影响。在施工实践中应综合考虑所有对混凝土产生渗漏影响的因素，认真分析并提出相应控制措施以达成最佳抗渗防水效果。