地下綜合管廊滲漏水原因及處理措施

余成書

(中鐵一局集團(tuán)有限公司 陜西西安 710054)

0 引言

近年來，為提高城市綜合承載能力、美化環(huán)境、合理利用地下空間，地下綜合管廊建設(shè)迅猛發(fā)展。但綜合管廊一般埋置地下，并設(shè)較多出廊節(jié)點(diǎn)及變形縫等，若施工控制不嚴(yán)，均可導(dǎo)致地下綜合管廊設(shè)計自身缺陷，或養(yǎng)護(hù)不到位等，均可導(dǎo)致地下綜合管廊滲漏水問題。地下綜合管廊作為保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”，長期滲漏水如不及時處理，可能造成管廊上部地面塌陷，給周邊交通及行人造成安全隱患，縮短廊內(nèi)設(shè)施設(shè)備的使用壽命，增加管廊運(yùn)營維護(hù)成本，應(yīng)引起高度重視，應(yīng)根據(jù)不同情況采用合理的措施加以處理。

目前，國內(nèi)已有一些學(xué)者對地下綜合管廊滲漏水治理展開研究。如李志宏(2015)[1]針對設(shè)計防水標(biāo)準(zhǔn)及存在的薄弱環(huán)節(jié)，分析各施工工序常見薄弱環(huán)節(jié)及原因；蔡凌輝等(2018)[2]和孫劍春(2018)[3]通過對地下綜合管廊變形縫滲漏原因分析，提出了相應(yīng)的處理方案；馬洪旺等(2019)[4]結(jié)合某城市地下綜合管廊的滲漏水病害及其特征，將滲漏水病害分為5大類，從堵漏材料選擇、施工技術(shù)措施等方面介紹了該工程的病害整治技術(shù)；梁柏濤等(2019)[5]和伍科亮等(2019)[6]分析了地下工程裂縫滲漏的分類以及檢查方法，并針對不同形式的地下工程提出不同的滲漏處理技術(shù)。

基于此，本文以福建平潭地下綜合管廊工程為案例，分析造成地下綜合管廊滲漏水病害的原因及危害，并提出相應(yīng)整治措施，總結(jié)出一些對類似工程滲漏水處理措施與同仁商榷。

1 工程概況

1.1 工程簡介

平潭地下綜合管廊干線工程(一期)全長6.978km，位于福建平潭島南部，地下水位高，水系發(fā)達(dá)，受潮汐影響，土層含水率高，強(qiáng)度低，靈敏度高。

1.2 滲漏情況

為總結(jié)滲漏水原因，對平潭全區(qū)已建成投入使用的綜合管廊進(jìn)行調(diào)研，以調(diào)查表、排列圖等工具展開詳細(xì)分析。分析結(jié)果表明，其滲漏部位主要出現(xiàn)在變形縫、施工縫、管線出廊節(jié)點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)裂縫等部位，如表1所示。

表1 主要滲漏水原因分析及占比(不完全統(tǒng)計)

2 滲漏水原因及危害性

綜合管廊位于地面以下，線路長，涉及的地層類型復(fù)雜，且各種功能性節(jié)段較多，其防水效果難以控制。管廊底板、頂板、立墻等大面積防水部位，因采用遮擋式防水卷材與混凝土之間難以形成滿粘結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生竄水隱患，水一旦遇到混凝土或防水層缺陷處，防水層破一點(diǎn)漏一片，導(dǎo)致整個防水系統(tǒng)失敗，且滲漏源點(diǎn)難以找到，滲漏隱患難以根除。

2.1 箱體不均勻沉降

地下綜合管廊在淤泥、砂層、遇水軟化土層、軟硬地質(zhì)交接處，管廊主體結(jié)構(gòu)局部易出現(xiàn)不均勻沉降。

工程管廊變形縫長度一般為25m，因地基處理不到位，軟弱分界處容易產(chǎn)生不均勻沉降，進(jìn)而引起止水帶拉裂破壞、外包防水層破壞，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫會導(dǎo)致水分子通過混凝土表面空隙進(jìn)入內(nèi)部，加快混凝土的碳化進(jìn)程，降低結(jié)構(gòu)的安全和耐久性，從而失去止(防)水效果。

變形縫發(fā)生滲漏水之后，外部水?dāng)y帶少量的細(xì)顆粒砂土通過變形縫空隙不斷滲漏到箱體內(nèi)部，這對管廊內(nèi)管線設(shè)備帶來一定的損害。長期滲漏而未及時有效地處理，會引起結(jié)構(gòu)周圍水土流失，甚至局部掏空，形成空洞，造成交通安全隱患。

2.2 穿墻套管引起滲漏水

管廊功能主要為周邊區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。該工程管廊的支線或干支混合管廊，廊內(nèi)容納多種管線，管廊內(nèi)管線進(jìn)出線位置較多，管線進(jìn)出線預(yù)埋密封件質(zhì)量又參差不齊，各施工單位完成的施工質(zhì)量也各不相同，管線預(yù)埋密封件滲漏水情況較為普遍，嚴(yán)重影響了管廊運(yùn)營維護(hù)。

2.3 施工質(zhì)量控制不嚴(yán)

節(jié)點(diǎn)部位結(jié)構(gòu)復(fù)雜，交界面處材質(zhì)多樣，特別是搭接縫、伸縮縫、穿墻管、陰陽角等部位，在溫差、振動、干濕循環(huán)等因素影響下，界面部位易開裂滲水，竄漏到整個防水層，導(dǎo)致防水失敗。加之，節(jié)點(diǎn)部位建筑材質(zhì)多樣，膨脹系數(shù)不一樣，且受其他荷載再作用，與混凝土之間很難牢固、密封連接，因此在連接處易產(chǎn)生縫隙而導(dǎo)致竄漏。

施工過程中對工藝、質(zhì)量控制不嚴(yán)，也是導(dǎo)致施工縫、變形縫、施工縫、管線出廊節(jié)點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)滲漏水的主要原因。

(1)施工縫中埋式鋼板止水帶搭接不滿足要求、混凝土接觸面處理不到位等，是造成施工縫滲漏的主要原因。

(2)變形縫處施工中埋式止水帶時采取平放，未能將止水帶向迎水面擴(kuò)張(應(yīng)設(shè)置15°～20°張角，具體見圖1)，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)混凝土無法振搗密實，造成澆筑過程中出現(xiàn)錯位等。

圖1 止水帶埋置方法(單位：mm)

(3)因管廊側(cè)墻高度超過2m，在澆筑側(cè)墻混凝土?xí)r直接卸料，未能采取措施，因頂板鋼筋密集，導(dǎo)致混凝土離析，振搗密實度不達(dá)標(biāo)，頂板養(yǎng)護(hù)不到位等，造成裂縫及蜂窩麻面而產(chǎn)生滲漏水。

(4)外包防水及回填施工控制不嚴(yán)。由于自粘卷材是壓敏粘結(jié)的，綜合管廊屬于地下工程，其施工場地狹窄，施工環(huán)境復(fù)雜。在實際施工過程，很難保證結(jié)構(gòu)基面的干燥性和平整性，如果防水材料的施工工藝無法適應(yīng)基面的潮濕與不平整性，則易導(dǎo)致防水材料與基面無法緊密、持久粘結(jié)，防水材料與基面之間將不可避免出現(xiàn)竄水、漏水的問題。而回填施工材料、施工工藝等，則易導(dǎo)致防水層破壞、失效而出現(xiàn)滲漏水。

3 滲漏水病害整治措施

在實際工程中，因所處環(huán)境和外界影響存在諸多不確定性因素，當(dāng)某參數(shù)變化積累超過閾值時就會發(fā)生病害現(xiàn)象。病害處理過程不僅繁瑣，而且很難完全恢復(fù)到箱體的原始狀態(tài)，甚至影響管廊工程正常營運(yùn)。為保障管廊工程質(zhì)量，首先要從根源開始預(yù)防病害，完善的管廊設(shè)計方案和施工管理體系對于整個管廊的工程質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。綜合管廊滲漏水病害治理是一個綜合過程，在滲漏水治理時，應(yīng)根據(jù)工程的不同滲水情況采用“堵排結(jié)合，因地制宜，剛?cè)嵯酀?jì)，綜合治理”的原則。

3.1 變形縫滲漏水處理

由于管廊基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致管廊變形縫止水帶損壞形成滲漏通道，針對變形縫漏水不同程度，建成后主要處理方法可采用管廊外注漿+內(nèi)貼防水板方案。

(1)滲漏水嚴(yán)重、外部掏空

對于滲漏嚴(yán)重，外部出現(xiàn)空洞等狀態(tài)，采用袖閥管注漿、高壓旋噴注漿處理方式，對管廊上方和周圍土體固結(jié)進(jìn)行填充固結(jié)、修復(fù)。由于管廊沉降已基本完成，通過注漿對管廊周邊土體加固后也能有效減少周邊土體變形。因此，該方案實施后，解決了管廊不均勻沉降及滲漏水問題，也解決了后期地面沉陷問題。隨后，再對內(nèi)部進(jìn)行處理，側(cè)墻及頂板結(jié)構(gòu)內(nèi)采取截留措施，混凝土表面鑿除凹槽，結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)變形縫內(nèi)采用30×30雙組分聚硫密封膠嵌縫形成封閉防水，再設(shè)置不銹鋼板接水盒進(jìn)行截水并引導(dǎo)至廊內(nèi)水溝排向集水坑。具體步驟：①結(jié)構(gòu)外側(cè)注漿處理；②沿變形縫兩側(cè)進(jìn)行開槽清理寬430mm，深90mm，表面磨平；③變形縫內(nèi)重新安裝30×30雙組份聚硫密封膏嵌縫；④安裝螺栓及可拆卸式角鋼；⑤安裝可拆卸式止水帶及扁鐵壓板；⑥安裝蓋板(圖2)。

圖2 安裝截流槽(單位：mm)

(2)滲漏水不嚴(yán)重

采取廊內(nèi)貼防水板環(huán)向無縫連接，將滲漏水進(jìn)行封閉。具體步驟如下：①沿變形縫兩側(cè)進(jìn)行打磨清理65mm寬(按止水帶寬度劃線清理)；②涂刷加強(qiáng)型PCS柔性防水涂料，厚度4mm，作為第一層防水；③沿切割線向內(nèi)打磨出槽(寬50mm)，槽深10mm，遇到深坑或混凝土表面松脫時，進(jìn)行局部處理；④按15cm間距安裝不銹鋼膨脹螺栓；⑤涂刷粘結(jié)劑，安裝已打好孔的三元乙丙板復(fù)合GB止水帶；⑥用不銹鋼板壓條將止水帶壓好固定；⑦進(jìn)行防腐處理。具體如圖3所示。

圖3 處理方法(單位：mm)

3.2 穿墻預(yù)埋管滲漏水處理

對于管線密封件漏水情況應(yīng)采取多種措施解決。首先，對密封件質(zhì)量不過關(guān)的進(jìn)行更換，對密封口密封材料已經(jīng)損壞的進(jìn)行修補(bǔ)。其次，對管線出入部位增設(shè)管線進(jìn)出線井，井內(nèi)設(shè)集水坑，通過管道把積水排到周邊排水管網(wǎng)及時排走，避免管廊外進(jìn)出線口處積水直接滲入管廊內(nèi)影響管廊運(yùn)營。

3.3 結(jié)構(gòu)裂縫滲漏水處理

由于施工及后期維護(hù)等原因造成管廊主體結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫，對于表面細(xì)小且不貫穿結(jié)構(gòu)的裂縫而言，裂縫不影響結(jié)構(gòu)安全，因此，該類裂縫只進(jìn)行簡單處理，如表面涂防腐涂料或水泥砂漿等，并定期檢查。對于裂縫較大、貫穿結(jié)構(gòu)表面影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫需進(jìn)行處理。處理方案即先對裂縫處進(jìn)行鑿毛，將裂縫處混凝土鑿成V字形，然后采用高標(biāo)號混凝土填縫，必要時設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)片與主體結(jié)構(gòu)鋼筋焊接。

4 結(jié)論

地下綜合管廊防水施工過程，變形縫、施工縫、穿墻套管、全封閉式外部防水層是施工過程質(zhì)量控制的重點(diǎn)。管廊出現(xiàn)滲漏水病害將危及管廊結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營安全，應(yīng)采取有效措施及時處理。基于滲漏水病害有多種形式，因此病害整治前應(yīng)充分查明滲漏水病害成因，針對性地制定相應(yīng)整治方案。如：對于變形縫漏水，可采用管廊外注漿+內(nèi)貼防水板方案；對于管線密封件漏水情況，應(yīng)采取更換或修補(bǔ)密封件等多種措施解決，并增設(shè)進(jìn)出線排水裝置；對于結(jié)構(gòu)裂縫較大而導(dǎo)致的滲漏水，除簡單處理之外，必要時可設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)片與主體結(jié)構(gòu)鋼筋焊接。現(xiàn)場實踐表明，上述整治措施可靠有效，可為城市綜合管廊滲漏水治理提供參考。