市政地下綜合管廊結構工程的防水施工

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1 市政地下綜合管廊結構設計與計算

1.1 結構上的作用

永久影響：土壓力，結構主體和圍護管道重量的影響，混凝土收縮和蠕變，預應力和地基沉降的影響。

可變影響：地面車輛載荷，人群載荷，水壓，凍脹力，建筑載荷。

1.2 荷載組合

荷載組合地震荷載采用：恒載+活載，荷載分項系數：構件強度計算為土壓力取1.27（有利時取1.0），結構自重取1.2（有利時取1.0），水壓力取1.4，汽車荷載取1.4，地面超載取1.4（地面超載與汽車荷載取大值）。構件裂縫寬度及變形驗算：土壓力取1.0，結構自重取1.0，水壓力取1.0，汽車荷載取1.0，地面超載取1.0（地面超載與汽車荷載取大值）。活荷載組合系數取0.9。準永久值系數：土壓力取1.0，結構自重取1.0，水壓力取1.0，汽車荷載取0.4，地面超載取0.5。

1.3 荷載計算

建設于步道之下的綜合管廊，為了滿足將來車道的拓寬或者用于停車場，應按考慮汽車荷載作為設計的標準。在管廊的交叉點之外的綜合管廊以及車輛的施工方向是一致的，因此，對于汽車的前后車輪進行分析研究。對于單輪的豎向壓力計算公式如下可知：

式中：σ 為單個車輪的輪壓，kN；a 為一個車輪的著地分布長度，m；b 為一個車輪的著地分布寬度，m；h 覆土厚度，m；μd 為動力系數，見表1。

表1 動力系數

在多個輪壓作用時，應考慮輪壓擴散荷載疊加的情況；當覆土厚度較小時，應將輪壓轉換成等效均布荷載進行計算。

（1）地面超載。地面超載取10kN/m2，不與汽車荷載同時組合，兩者取大值。

（3）結構頂板自重。頂板厚度為c，混凝土重度25kN/m3，結構頂板自重：Q=25c。

1.4 配筋計算及裂縫驗算

（1）現澆混凝土綜合管廊結構中，應對彎距較大的截面進行混凝土正截面抗彎承載力計算。矩形截面受彎承載力應符合下列規定：

式中：m 為計算截面彎距設計值；fc 為混凝土軸心抗壓強度設計值；As、A’s 為受拉區、受壓區縱向普通鋼筋的截面面積；截面寬度和高度分別為b 和h；混凝土受壓區高度為x；受拉區、受壓區普通鋼筋抗拉強度和抗壓強度設計值fy 和f'y；受拉區、受壓區普通縱向鋼筋合力點至截面受拉、受壓邊緣的距離分別為as、a's。

（2）裂縫寬度驗算。按荷載作用的標準組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度，即：

公式：α 是構件的受力特性系數，ψ 是裂縫之間的縱向拉伸鋼筋的不均勻應變系數；ρte 是根據有效抗拉混凝土面積計算出的縱向抗拉鋼筋比；如同在張力區的普通鋼筋截面一樣；Ace 是有效抗拉混凝土截面積；γ 為縱向拉伸鋼筋的表面特性系數，變形鋼筋為0.7，光面鋼筋為1.0。Cs 是最外側縱向受拉鋼筋的外邊緣到受拉區域底部邊緣之間的距離；σs 是鋼筋混凝土構件的縱向抗拉鋼筋的應力，是根據現行標準荷載組合計算得出的[1]。

2 市政地下綜合管廊結構工程防水施工工藝

2.1 基層處理工藝

為了保證結構的防水效果，在正式施工之前，必須嚴格按照要求對每個結構的基礎層進行處理，主要包括結構層，表面裂縫和細化節點。組織人員進行現場檢查，除去表面上不平坦的部分，然后用高級水泥砂漿將其弄平，直到基層表面光滑，無皮或沙為止。對于表面上松散的泥土或建筑垃圾，請使用鏟子將其清除，并清除混凝土表面分離縫中的碎屑和砂漿。在建造防水層之前，必須將管道配件牢固地安裝在墻上，且沒有任何松動。如果混凝土表面裂縫的寬度大于2mm，應采用灌漿的方法及時修復，并在合格后進行防水施工[2]。

2.2 頂板與側壁防水施工及混凝土澆筑

在對頂板和地板外側進行表面的防水工作完成后，再澆筑混凝土保護層，其厚度為5cm，混凝土等級為C20。完成側壁外面防水材料施工任務后，噴射5cm 厚的C20 細石混凝土保護層，3d后強度可達10MPa。加強C20 細石混凝土原材料質量控制，做好檢測和驗收工作，一般選用42.5＃普通硅酸鹽水泥，細石混凝土石子粒徑控制在5-10mm 之間。同時嚴格混合料配合比設計，做好試驗研究工作，最終得到的配合比為水泥:石子:砂=1:2:2（質量比）。施工完成后，為提升結構防水效果，要堵漏混凝土結構裂縫。一般在結構變形和沉降穩定后進行，按規范要求選擇強度好、性能優良的環氧樹脂漿液封堵混凝土結構。

2.3 施工縫防水施工

施工節點和變形節點等詳細節點是項目防水的薄弱環節。為了解決施工問題，通常采用復合防水設計以進一步提高防水施工的效果。過去，在凸節，凹節和階梯節的防水結構中，通常使用橡膠止水帶或鋼板。這種傳統處理方法的原理是延長滲流路線并增加混凝土厚度。盡管它可以達到一定的效果，但其局限性也非常明顯，目前不建議使用。為了彌補傳統處理方法的不足，最好采用外置止水與嵌入式鋼制止水的復合方法。其中，最好的效果是將水溶脹性橡膠條和嵌入式鋼板止水帶結合使用。通常使用鋼板來達到最佳的防水效果。需要說明的是，在施工過程中不能設置豎向施工縫，可以進一步提高防水效果，降低綜合管廊滲水的可能性[3]。

減少垂直和水平施工縫的數量。水平施工縫的防水結構見圖1。為了獲得最佳的防水效果，水平施工縫中通常使用鍍鋅鋼止水劑和二組分聚硫密封劑的組合。將鋼板電鍍鋅至10μm 的厚度。為了確保良好的防水效果，鍍鋅鋼板通過搭接焊接。

圖1 施工縫防水處理（單位：mm）

3 市政地下綜合管廊防水材料

3.1 高分子防水材料

對于市政地下綜合管廊的防水施工的發展進程當中，聚合物型防水材料的使用是比較多，同時它的防水性能也是比較優異的，進一步加快的施工的效率。例如，HDPE 自粘膜防水膜可以有效地與混凝土混合，從而極大地增強了結構的堅固性，最大程度地避免了層間水通道的現象，并增強了整個防水系統的堅固性。TOP 自粘防水卷材本身具有很好的抗老化性和可焊性，在現實的使用過程當中，能夠合理的將綜合管廊結構的防水技能提高。

3.2 高聚物改性瀝青防水材料

這種防水材料也是現階段市政地下綜合管廊防水施工中使用的主要防水材料。它可以分為兩類：SBS 防水卷材和聚酯輪胎自粘聚合物改性瀝青防水卷材。使用高分子改性瀝青材料時，應根據實際情況和結構工程的需要選擇防水材料。SBS 防水膜（性能指標請參見表2）這種材料具有復雜的特性和類型。有關人員可以根據綜合管廊的建設要求和環境特點確定材料類型。例如，當集成風道與綠化帶之間的垂直距離較小時，防水結構還需要考慮植物根系生長對防水性能的影響，并采取抑制措施以防止過多的根系作用于植物生長當中，從而避免了植物根系對城市地下一體化的影響。管廊的結構穩定性構成威脅。

表2 SBS 防水卷材性能指標

4 結語

綜上所述，嚴格落實防水施工技術措施，能有效預防滲水和漏水現象發生，有利于降低養護維修成本，延遲綜合管廊結構工程使用壽命，促進市政工程更好運行和發揮作用。