城市地下管廊的施工和防水工艺

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:曾海龙
[导读] 摘要:城市地下管廊对于城市建设具有重要意义。
        中铁九局集团第二工程有限公司  四川成都  610200
        摘要:城市地下管廊对于城市建设具有重要意义。不同的施工场地具有不同的地质条件,建设过程中不可避免的会遇到各种各样的工程问题。在道路管道建设过程中,通常管道被埋地下,许多接口的密封性就显的尤其重要。本文结合四川内江红桥街道道路项目为例,阐明了地下管廊的施工工艺和防水设计以及注意事项。
        关键词:地下管网;施工工艺;防水设计
        1、引言
        综合管廊,就是地下城市管道综合走廊,即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信,燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”[1]。综合管廊的建设是为了避免由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰,保持路容完整和美观。降低了路面多次翻修的费用和工程管线的维修费用。保持了路面的完整性和各类管线的耐久性。便于各种管线的敷设、增减、维修和日常管理。由于管廊内管线布置紧凑合理,有效利用了道路下的空间,节约了城市用地。由于减少了道路的杆柱及各种管线的检查井、室等,优美了城市的景观。由于架空管线一起入地,减少架空线与绿化的矛盾。
        2、工程概况
        红桥街(圣宴路~青龙路)电力隧道建设工程场地位于内江市高新区高桥园区红桥街,起点接师院电力隧道B线(圣宴街)设计终点,终点止于青龙路西侧绿地内,全长575.589m,K0+000~K0+521.789段电力隧道尺寸均为2.6m×2.7m,采用明挖的方法施工,K0+521.789~K0+575.589电力隧道尺寸为3.0m圆涵,采用顶进的方法施工。
        主体结构净宽2.6m,净高2.7m,侧墙、顶底板厚0.35m,底部为100厚C15混凝土垫层。钢筋为HRB400级和HPB300级,钢筋保护层厚度:迎水面50mm,背水面40mm。隧道沿长度方向每30m设变形缝。
        本工程处川中红层丘陵工程地质区,主要由砂岩、泥岩组成的半坚硬岩组,岩层产状近于水平。谷宽坡缓,切割深度20-30米。在本区砂、泥岩中存在着厚度不等的风化带。强风化带岩石风化裂隙发育,胶结物受到破坏,强度大为降低,一般厚7-15米,弱风化带岩石结构受到一定破坏,强度降低到1/2-1/3。
        3、明挖法管廊施工工艺探讨
        电力管道位于新建红桥街道路工程左侧绿化带,K0+000~K0+521.789采用明挖法施工,分两端段平行施工,由2个班组实施。垫层采用10cmC15混凝土垫层,墙体为35cmC40 P8防渗混凝土,先浇筑底板,再支碗扣式支架和立大块定型钢模,墙身和顶板一次浇筑成型;K0+521.789~K0+575采用顶管施工,圆涵内径3.0m。
        3.1土石方开挖
        土石方开挖前应清除表层50cm腐殖土、耕土。测量量原地面高程,计算开挖深度,当深度大于8m,采用分阶开挖。挖土原则上用挖掘机挖除,人工配合铲底修坡,为了不扰动管基下的原状土层,挖掘机挖除时基底预留20—30cm左右,用人工挖除。石方开挖采用冲击锤凿除。如果发生超挖现象时,不得用土回填,可用天然砂砾或碎石回填夯实。
        堆土原则上一侧堆土,堆出沟槽外3m以外,如两侧堆土时,一侧则需摊平,以供施工通道之用。电力管道沟槽将结合新建红桥街道路,先拉通土石方通道,将通道标高控制在红桥街道路土路床设计高程位置,再进行管道沟槽开挖。施工时机械旋转半径内严禁站人,遵守有关法律法规施工,保证施工安全以及质量。
        3.2 降、排水
        槽底宽度及边坡坡度依设计图纸所提供的断面并结合施工现场的实际情况而定而定,不少于6.2m;开挖前在管道右侧坡顶临道路设置排水沟,排水沟内径40cm×40cm,排水沟身采用10cm厚C20混凝土;在管道左侧坡顶设置50cm*50cm梯形截水沟,采用10cm厚C20混凝土。
        根据地下水位埋深,构筑物基本上处于地下水位以上,一般不需人工降低地下水。沟槽开挖后采取设置集水沟渠明排水的方法,排水沟内径40cm×40cm,采用10cm厚C20混凝土。
        顶管施工段采用井点降水,采用φ300 降水井,井管采用管径110mm金属管,过滤管长2m,孔隙率15%,外包2层60目尼龙网,以防涌砂;沉泥管长1.5m。井管与井壁间填3mm~5mm洗净的绿豆砂滤料。
        3.3 边坡、沟槽支护
        本次电力管廊开挖边坡8米为一台阶,每8米高设2m宽平台,第一级边坡坡率为1:0.5,第二级以上边坡坡率为1:1。由于施工期位于雨季,边坡上覆盖防尘网以防止水土流失。风化严重的地方采取喷浆支护。管廊沟槽两侧边坡采用钢筋网喷C20混凝土并按相关设计参数的进行护壁支护。
        3.4 钢筋绑扎
        钢筋在钢筋棚集中加工成半成品然后运送到现场,以机械制作为主,手工为辅,人工焊接或绑扎。当钢筋采用绑扎搭接时,钢筋除图中注明外,搭接长度应符合《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第9.4.3、9.4.4条规定。钢筋遇到孔洞时应尽量绕过,不得截断,若须截断时,应与孔洞口加固环筋焊接锚固。
        3.5模板加工制作流程
        熟悉施工图纸放样→施工技术、施工方案交底→配模→涂刷脱模剂→放线、弹线→满堂支架搭设→侧墙内模、顶板底模安装定位→侧墙和顶板钢筋绑扎→侧墙外模板安装→校正固定、办理隐蔽工程验收→浇捣砼
        3.6脚手架施工
        电力隧道内墙采用满堂式碗扣支架搭设,间距应符合相应的规范要求。立杆上部安装U型可调顶托。电力隧道外墙作业平台采用钢无缝钢管或者焊接钢管搭设脚手架,杆件之间连接采用扣件,杆件均为通长杆件,需接长使用时应符合规范要求。


        3.7混凝土浇筑
        砼全部采用商混。进场前需对商混厂家的资质进行审核,选择合格企业。砼浇捣前应将预埋件等预埋准确牢固,浇砼时防止松动。砼浇前应检查模板及支架安装是否稳固,截面尺寸是否符合设计要求,钢筋绑扎是否正确,预埋管、预埋件、预留孔口及止水片等应符合设计要求。砼应振捣密实。
        4、管廊防水工艺探讨
        本工程地下综合管廊属于市政工程,主要结构为钢筋混凝土结构。开挖支护形式有放坡锚喷以及钢板桩支护,防水主要采用防水涂料加卷材防水。地下管廊工程具有使用寿命长、人廊管线多、埋深相对较深、后期维护困难等特点。结合以上工程自身特点,相应对于防水具有以下特点:(1)防水材料要具有相应的使用年限要求,以满足材料在结构物使用寿命中的稳定可靠性;(2)由于本工程的地下管廊集排水、电力等一体,入廊管线存在高压线等各类管线,出于安全方面考虑,要绝对保证防水的可靠性;(3)后期维护困难,防水需遵循“防、排、截、堵”相结 合原则,但重点在于防。结合本工程的经验,多以管廊防水工艺做一下探讨。
        4.1 结构设计
        结构自防水是以调整混凝土配合比或掺外加剂等方法,来提高混凝土本身的密实性和抗渗性,使其兼具承重、围护和抗渗的能力,还可满足一定的耐冻融及耐侵蚀的要求的技术措施。具体来说应做到一下几点:首先,在混凝土材料中加入防水成分,并将配比设计在合理的范围之内。在混凝土材料试块制备结束后,要进行质量检测,防水等级合格之后方可用于现场。其次是要保证混凝土浇筑的连续性,在现场浇筑过程中应时刻关注模板的位置,防止模板的变形移位造成混凝土的不连续。最后应该控制混凝土浇筑的清洁性,避免混入其他杂物。浇筑时应进行分层振捣,时刻关注混凝土材料的形态变化。
        4.2缝隙防水
        所谓建筑防水密封技术,即通过选择正确、合理的建筑防水密封材料对建筑物的各类缝隙部位、构配件等进行严密封堵的技术措施及施工工法。
        筑物接缝是依据需要由设计安排,它主要有以下三类:
        1)连接缝:建筑物构件与构件结合部设置的接缝,以适应建筑材料和构建尺寸的限制。
        2)施工缝:施工中暂时形成的接缝,如后浇缝等。
        3)变形缝:为适应建筑物各类变形而设置的接缝,如伸缩缝、沉降缝、防震缝等。
        接缝密封的功能就是封闭液体、气体、固体通过接缝形成的通道,使建筑物具有气密、水密和保温防水作用。密封又必须保证能承受相应的接缝位移,经相应位移变形后能充分恢复原有性能和状态,任何限制接缝位移或不能承受位移的结果均会使密封失效。
        接缝密封形式主要依据使用的密封材料的类型而定,主要有两种形式:一种是将不定型密封材料嵌填在接缝中,与结构表面粘结并形成塑性或弹性密封体。密封材料主要有改性沥青密封材料与合成高分子密封防水材料。因两种材料性能不同,施工法应按材料的具体情况而定。目前较多采用的方法有热灌法和冷反缝嵌填,以及地下工程节点的防水、防潮以及防渗等。另一种是将定型密封材料衬垫以强力嵌人接缝,依靠自身的弹性恢复和压紧力,封闭渗漏通道。这类密封材料包括密封条、密封垫(片或圈)、止水带等。止水带的使用方法有预填埋和后埋式两种,用于工业和民用建筑的地下工程等的变形缝防水。
        4.3节点防水
        城市地下管廊节点防水,就是对综合管廊工程中的结构节点采用防水技术。在综合管廊工程的建设中,尤其时本工程的现浇混凝土管廊,需要用到大量的模板和支架,模板和支架相互搭接的地方会出现许多节点,这些节点在后期具有渗水的隐患。为了降低渗水危险,在现场施工过程中需要对这些节点进行防水处理。
        在红桥街项目中,施工人员可以在支架模板中间止水环,并对这些止水环进行防腐处理,避免因使用年限过长而失去了止水环的防水效力。施工人员在进行综合管廊工程拼装的过程中,局部地区应用预应力钢绞线进行加固工作,保证模板和支架的密封性,这些部位相对于传统的对拉钩加固具有较好的防水性能。在项目工程竣工之 后,施工人员要对节点的防水性进行质量把关,如果支点的预应力张拉应力、高强螺栓扭矩力等不符合国家的施工标准,要立刻进行整改,提高综合管廊工程项目的整体质量水平。
        5、施工效果及思考
        红桥街综合管廊工程在竣工后经历了雨季考验,没有泄露,预期的防水效果已经达到,证明了施工计划的可靠性。
        当前我国城市地下综合管廊施工方式主要为现浇,就目前施工工艺发展形式来看未来的发展方向必定为预制,预制混凝土的应用将对管廊防水带来新的挑战。一方面预制结构会给管廊工程带来更多的缝隙,对缝隙防水提出了更高的要求,同时对于防水卷材的使用年限方面要求更加苛刻。另一方面,国家要着重于防水材料研究,解决材料自身瓶颈问题,目前的防水卷材多为橡胶,橡胶制品最严重的是老化问题,所以是否可以用新型材料去替代橡胶,成为我们以后重点思考问题。城市地下管廊在使用过程出现漏水点极难判断漏水位置,因为水在卷材内部会流动,目前的解决措施是重新进行局部整体防水,这就造成了材料和施工浪费,维修成本较高。
        6、结语
        城市地下综合管廊工程具有重要的实用价值,因 此应该采用科学的防水技术,提高综合管廊工程的防水性能。综上所述,结合红桥街综合管廊的施工效果,该项目防水效果较好。经过本文分析,希望对未来的综合管廊的施工和防水设计提供一些想法和改进。
        参考文献:
        [1]胡伟.综合管廊结构细部节点防水抗渗施工技术[J].山东工业技术,2019(13):130+101.
        [2]唐云国.城市地下综合管廊防水的设计与施工方法[J].建材与装饰.2016.24
        [3]邵强,郝鹏,孙升明.城市地下综合管廊防水施工方法探析.[J].居业.2020
        [4]张韵,刘成林,杨京生.推进城市地下综合管廊建设可持续发展的几点思考[J].给水排水,2016,(6).1-3.
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