城市地下綜合管廊建設中的防水施工技術

徐科文

摘要：隨著地下空間開發需求的多元化，近年來，綜合管廊在大直徑輸水、深層排蓄水、電力等多個領域得到快速發展。同時，隨著綜合管廊施工技術與工藝的不斷突破，綜合管廊在不斷迎接大直徑、長距離、超埋深、高水壓等多方面的挑戰。對于大直徑、超埋深、高水壓的綜合管廊，除了需解決襯砌結構內力性能的關鍵問題之外，其防水性能關鍵技術研究同樣面臨巨大挑戰。因此，為了滿足越來越高的防水要求。

關鍵詞：城市;地下綜合管廊;防水施工技術

引言

綜合管廊就是為了節省城市空間，讓城市的地貌變得更加美觀，在地下開掘出隧道式的空間，用于管道的綜合建設。在綜合管廊中可以實現供熱、排水、電網、通過高新等多個工程項目的建設和連通，對于城市的發展來說有著重要的作用。對于目前的我國來說，只有北京、上海、蘇州、沈陽等少數幾個城市中建設完成了地下綜合管廊，并逐漸投入到使用中，根據不同類型的應用，采取干線和支線綜合管廊的不同形式，將城市中的管廊串聯到一起，形成以輸送為主，其它功能為輔的管廊體系。其中，干線綜合管廊是用于容納城市主干工程管線采用的主要形式，支線綜合管廊用于容納城市配給工程管線采用的形式。除此之外還有纜線管廊，用于容納電纜和通信線纜的綜合管廊。地下綜合管廊的優勢主要體現在：地下綜合管廊作為近幾年的新型技術，在城市的發展中有著重要的作用。首先，同地鐵等地下交通工具相同，地下綜合管廊是在節省城市空間，加強地下利用率為目的的前提下提出的政策，通過規劃和設計來實現地下管線統一管理的模式，將地下空間的使用效率達到最大化。其次，地下綜合管廊在技術應用上，借助了高科技的設施手段，配備了專業的維修設備，可以通過 BIM 技術等形式對地下綜合管廊進行實時監控，保證管廊的安全性，及時排查故障，有效解決問題。

1防水性能指標

為減小滲漏水發生概率，增大隧道運營安全系數，某工程采用雙道三元乙丙彈性密封墊防水方案，其中定義近襯砌外弧面一側為外道，近襯砌內弧面一側為內道。與公路交通隧道不同的是，隧道為特高壓GIL綜合管廊隧道。建成使用后，隧道內部將長期處于相對高溫狀態，故在密封墊防水設計中，需考慮隧道運營時內部環境溫度對隧道的影響。防水性能指標計算公式為：防水性能指標=（理論水壓值×安全系數）/壓縮應力保持率。式中：理論水壓值為0.80MPa;壓縮應力保持率與環境溫度有關，內外道密封墊有所不同。綜合管廊隧道設計使用年限為100年，為長期性地下建筑。外道密封墊環境溫度按20℃計算，三元乙丙橡膠100年以后的壓縮應力保持率為65%;而內道密封墊環境溫度大于外道，考慮運營過程中溫度變化的影響，根據相關計算，平均可按30℃進行橡膠老化性能預測計算，得到三元乙丙橡膠100年以后的壓縮應力保持率為50%。國際上一般考慮安全系數為1.2～1.4，某工程隧道屬于高水壓隧道，考慮到外道密封墊是隧道第1道防水防線，將外道密封墊的安全系數定為1.3，而內道為第2道防水防線，按1.2計算。內道密封墊防水性能指標為1.92MPa，外道為1.60MPa。此外，還需綜合考慮接縫防水能力對接縫誤差的適應性，即接縫在指定張開量和錯縫量的情況下才能達到設定防水值，這對密封墊的設計提出了更高要求。主要應考慮防水產品的容錯能力，考慮因素如下：1）管片尺寸公差為±1mm，直接影響接縫張開量和錯縫量。2）管片形位公差為±2mm，直接影響接縫張開量和錯縫量。3）機械能力。環向精度直接影響管片錯縫量±5mm，縱向扭力直接影響接縫張開量±2mm。4）人為因素、環境影響因素直接影響管片錯縫量±2mm。5）密封墊配合面尺寸公差為±1mm，直接影響密封墊的對接錯縫量。因此，得到管片拼裝偏差累計值：最大張開量為8mm，最大錯縫量為15mm。故接縫在張開量為8mm、錯縫量為15mm的極限情況下才能滿足設計要求。

2城市地下綜合管廊建設中的防水施工技術

2.1綜合管廊接頭防水構造

首先是螺栓連接。綜合管廊常用的螺栓連接主要有3種方式：直螺栓、彎曲螺栓、斜螺栓。直螺栓適用于常規的直線形管廊節段連接，彎曲螺栓和斜螺栓則常用于鋪設路線為曲線或高差落差較大等情況。直螺栓根據螺桿連接程度又可分為相鄰節段式連接和貫穿式連接。直螺栓安裝便捷，抵抗彎矩的能力較大，但是對綜合管廊結構性能的削弱也較大。彎曲螺栓和斜螺栓雖安裝繁瑣且須設置螺栓手口，但在結構上加強了構件的連接，防止接頭兩邊錯動，可有效地承擔接頭處的剪力和彎矩。其次是預應力筋連接。預應力筋連接具有連接可靠、耐久性高的優勢，且在施工條件允許下可以一次連接多個管廊節段，可大幅提高施工速度，縮短工期。預應力筋連接即在綜合管廊各節段中預留穿筋孔道，由預應力張拉錨固和波紋管灌漿提供連接預緊力，通過張拉預應力鋼絞線將綜合管廊各節段串聯成有一定剛度的整體結構。預應力筋連接接口通常需用遇水膨脹橡膠圈密封。依據預應力筋連接形式可分為貫穿式連接和相鄰節段式連接。貫穿式預應力筋連接通過縱向預應力筋施加預應力作用在整個管廊節段上，可以施加足夠的縱向預應力來平衡基礎沉降應力以避免管節被折斷。而對于相鄰節段式預應力筋連接，僅僅是通過預應力來連接管廊節段，對膠圈施加壓力達到接口密封的要求，但該種連接方式沒有形成足夠的預壓應力去抵抗地基沉降應力，當地基沉降應力較大時可能導致節段發生開裂甚至折斷。故預制拼裝綜合管廊在采用相鄰節段式預應力筋連接前應對管道地基承載力進行設計驗算。

2.2頂管管節接口防水

頂管法施工的管節接口連接處是防水薄弱環節。可在管節連接處應用“F型承插口+兩道0型聚異戊二烯密封橡膠圈”接口構造措施，解決傳統接口處止水效果差、無法做到事前檢測的問題。

2.3頂板裂縫處理

主要應用油溶性聚氨酯漿液施工工藝。①清潔及布孔：將頂板裂縫旁表面進行清潔，使裂縫位置顯露完全。視裂縫處漏水點密集程度，間隔5～10cm用記號筆進行標記。②鉆孔：作業人員在距離標記點約3～4cm的位置以45°角運用小型電錘進行鉆孔，鉆孔直徑約1cm，孔深大于頂板厚度的1/2。③注漿施工：在鉆孔位置安裝注漿管，從注漿嘴中運用電動注漿的方式來將漿液壓入裂縫。此外在注漿管一頭安裝壓力表，保證進漿的速度低于5L/min。當出現有漿液持續滴落時，表明充填完畢，需及時停止注漿，避免浪費材料。④封孔作業：完成注漿工作后，視后續施工需要情況，決定是否將注漿管鑿除。若需鑿除，鑿除后還需進行防水材料的涂抹。

3結語

隨著我國城市地下空間開發利用的持續加快，綜合管廊施工技術的發展將迎來新的歷史機遇。在城市建設和發展中應用綜合管廊已經成為當前市政施工中的重要內容，為了更好地推動綜合管廊在城市建設中的應用，需熟練掌握綜合管廊深施工技術，要結合實際施工情況，采用合適的施工技術，確保綜合管廊項目的施工質量，進一步促進我國城市建設和發展。

參考文獻：

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[2]趙明，丁文其，彭益成，等.高水壓盾構隧道管片接縫防水可靠性試驗研究[J].現代隧道技術，2013，50（3）：87.

（作者單位：中鐵九局集團第二工程有限公司）