復雜高抗滲現澆混凝土排水溝施工技術研究

劉慧麗，劉 健，劉佳佳

(浙江交工集團股份有限公司港航工程分公司，浙江 杭州 310051)

1 引 言

隨著國家經濟和進出口商品的不斷發展，各類港口吞吐量已不滿足日益增長的人民需求，其作為國際中商品流通的基礎設施之一，為國家經濟發展做出了突出的貢獻。而在港口堆場工程的建設期和運營期，堆場防排水工程是十分重要的，其是延長堆場使用壽命的關鍵技術。眾所周知，水毀災害是堆場破壞的原因之一，因此需要對堆場排水溝技術進行研究。

現澆排水溝施工的傳統工藝為：開挖基槽→澆注墊層→測量放樣→澆注鋼筋混凝土底板→澆筑鋼筋混凝土溝壁→預制、安裝鋼筋混凝土蓋板→基槽回填夯實，但針對復雜陸域堆場地質下進行排水溝施工會遇到以下問題：(1)排水溝防滲水性能差。(2)排水溝導流不順暢。(3)排水溝側壁模板施工效率低。

2 傳統工藝中存在的問題

我國隧道建設中鐵路隧道起步最早，但鐵路隧道建設中的防水意識也是因為20世紀80年代新奧法的引入才產生的，僅僅是采用混凝土襯砌防水，變形縫、施工縫等結構細部防水仍未被注意。20世紀80年代中后期，我國才對公路隧道的防排水系統施工和防水材料提出了嚴格要求。1988年7月1日開始執行的《地下工程防水技術規范》(GBJ108-87)中提出了地下工程防水總治理原則，即“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”。2001年開始執行的《地下工程防水技術規范》(GB50108-2001)，對地下工程設計、施工內容進行了修訂，增加了量化的防水等級標準，并提出了具有針對性的防水設計方案，如不同的施工方法下結構主體、施工縫、變形縫、后澆帶等不同防水措施的選擇，讓地下工程防水設計方案選擇更有跡可循，更方便。

城市隧道與鐵路、公路隧道有許多共同點，目前無針對城市下穿隧道的國家規范或標準，一般參考的規范有公路隧道設計規范、城市道路設計規范、地下工程防水技術規范等。但由于城市隧道所處的特殊地理環境和使用功能要求，需配置給排水管及通風、照明交通監控、有線廣播和無線通訊系統的各種電纜、電線和設備、儀器、儀表，防水標準要高于公路、鐵路隧道的防水標準。《公路隧道設計規范》(JTGD70-2004)規定隧道拱部只“滲”不“滴”，邊墻不“淌水”，而城市隧道防水標準至少要達到“不滲”，以確保洞內干燥，并且要遵循“多道設防”的設計原則。

由于城市下穿隧道路面特點，引道縱坡大，可高達5%，一般不設雨水口，而是在道路兩側設置聯算式收水井作為收水設施。然而，當雨水量較大，地面徑流需經過較長時間匯集到道路最低點處的雨水口，雨水不能及時排出，容易形成積水，因此，越來越多的工程開始在引道最低點設橫截溝截留雨水。若只單獨設置橫截溝，引道縱坡>3%時，雨水容易漫流過橫截溝進入隧道內。因此，許多工程在城市下穿隧道排水設計時，采用橫截溝與聯篦收水井組合方案。隧道敞開段雨水通過縱坡形成地面徑流，排入隧道暗埋段進口處的橫截溝，以截留雨水；聯篦式收水井收集道路兩側雨水和橫截溝匯水，并通過排水泵站提升到市政管網，排出隧道。

長期以來，我國下穿式隧道排水系統一直存在著耐久性問題，導致行車噪音大、跳車嚴重、收水效果差及引發路面損壞等不良后果，已無法滿足快速路的使用要求。為了詳細了解排水系統問題，對某市的20條隧道的中的86個排水溝進行現場調查，多因排水溝井篦材質、框篦結構銜接方式選擇不正確，施工工藝不足、施工操作不當等因素導致排水溝損壞。

3 工藝原理和特點

高抗滲性現澆排水溝包括鋼筋混凝土蓋板、現澆鋼筋混凝土集水溝、C10素混凝土墊層、二布一膜復合土工膜和碎石墊層等。研發了現澆排水溝高抗滲防水體系，在排水溝塑混凝土墊層上鋪設二布一膜復合土工膜，墻體達到設計強度后外翻二布一膜復合土工膜。提出了現澆排水溝平順導流系統，排水溝導流拐角處埋設高性能排水管彎頭，排水管彎頭處與模板綁扎連接。研發了現澆排水溝模板快速施工工藝，在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，水溝內側模板設置對撐，溝壁外側模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。見圖1～圖3。

圖1 現澆排水溝結構示意圖

圖2 平順導流示意圖

圖3 裝配式模板示意圖

高抗滲性現澆排水溝在施工應用中有明顯的技術優勢。

(1)排水溝抗滲性能好。研發了現澆排水溝高抗滲防水體系，在排水溝塑混凝土墊層上鋪設二布一膜復合土工膜，墻體達到設計強度后外翻二布一膜復合土工膜，大大提高了排水溝的抗滲性能。

(2)平順導流效果佳。提出了現澆排水溝平順導流系統，排水溝導流拐角處埋設高性能排水管彎頭，排水管彎頭處與模板綁扎連接。

(3)施工速度快。研發了現澆排水溝模板快速施工工藝，在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，水溝內側模板設置對撐，溝壁外側模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。

(4)止水效果佳，溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，相比于普通的對拉止水螺桿止水效果更佳。

4 工藝流程和操作要點

施工工藝流程見圖4。

圖4 施工工藝流程圖

上述施工流程中的操作要點包括以下幾個方面。

(1)基槽開挖

基槽土方開挖接近建基面時為避免破壞基底土體，在基底標高以上預留30～50cm的保護層，待澆筑前采用機械結合人工清除。開挖機械擬采用兩臺PC200液壓反鏟挖掘機配合施工，一臺負責開挖，另一臺負責翻料裝車，同時確保基槽四周不得有土方堆載。

(2)墊層澆筑

集水溝底部設有級配碎石墊層和素混凝土墊層。混凝土采用現場混凝土攪拌站攪拌，輸送車運送至現場，自卸入模，人工攤鋪，平板振動器振平實。素混凝土墊層模板采用槽鋼或小鋼模，用鋼釬固定。在墊層澆筑施工完成后，攤鋪二布一膜復合土工膜。

(3)鋼筋綁扎

清掃基層→放底層鋼筋網片位置線→底板底層鋼筋網片→下層網片保護層墊塊→鋼筋馬凳→底板上層鋼筋網片→溝壁外側鋼筋網片→溝壁內側鋼筋網片→驗收。鋼筋安裝綁扎時，鋼筋間距符合設計要求，鋼筋交叉點全部點焊或扎絲綁扎，扎點牢固，保證鋼筋骨架的整體性。綁扎溝壁鋼筋網片時，網片兩側采用鋼筋支扶措施，防止鋼筋網片傾倒傷人。溝壁鋼筋網片綁扎完畢，綁扎溝壁鋼筋保護層墊塊，墊塊設置不少于4塊/m2。

(4)模板施工

鋼模板運至現場前進行預拼，檢查模板的平順度等，符合要求后運至現場。對于周轉次數多或有特殊要求的部位(變形縫、后澆帶等)，也可采用加工專用或組合式鋼模板，以適應特殊需要。溝壁采用對拉止水螺桿加固，在距底部50 cm及頂部位置各設一道，對拉止水螺桿水平間距1.0 m，水溝內側模板設置對撐，溝壁外側模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。支撐間距60～75 cm。

(5)混凝土澆筑

混凝土采用自建拌合站集中拌合運輸。采用底板、溝壁兩次澆筑。先底板后溝壁。底板澆筑完后，間隔適當的時間，澆筑溝壁混凝土，避免在溝壁與底板交界處出現混凝土孔洞、爛根、露石等現象。

(6)基槽回填夯實

當混凝土達到設計強度后，沿著排水溝方向對基槽進行回填，回填采用對稱回填，防止回填中受到擠壓。

5 與傳統工藝對比分析

現澆排水溝施工的傳統工藝為：開挖基槽→澆注墊層→測量放樣→澆注鋼筋混凝土底板→澆筑鋼筋混凝土溝壁→預制、安裝鋼筋混凝土蓋板→基槽回填夯實，但針對復雜陸域堆場地質下進行排水溝施工會遇到以下問題。(1)排水溝防排水性能差。(2)排水溝導流不順暢。(3)排水溝側壁模板施工效率低。

6 結 論

(1)研發了現澆排水溝高抗滲防水體系，在排水溝塑混凝土墊層上鋪設二布一膜復合土工膜，墻體達到設計強度后外翻二布一膜復合土工膜。

(2)提出了現澆排水溝平順導流系統，排水溝導流拐角處埋設高性能排水管彎頭，排水管彎頭處與模板綁扎連接。

(3)研發了現澆排水溝模板快速施工工藝，在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固，水溝內側模板設置對撐，溝壁外側模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。