预制综合管廊防水设计浅析

预制综合管廊防水设计浅析

张超

哈尔滨工业大学建筑设计研究院哈尔滨150090

摘要：文中简要介绍了在地下水位较高的条件下预制管廊必要的防水设计要点及构造措施，供设计人员参考。

关键词：预制管综合廊；防水设计；

随着我国经济建设的高速发展和城市人口的增加，城市规模不断扩大，城市基础设施的供应压力日益增大。为保证城市生命线的正常运行，避免城市频繁出现“拉链路”现象。综合管廊这种解决方案应运而生。在国办发[2015]61号文的政策支持下，在全国试点城市的积极推进下，综合管廊的大规模建设已是必然。在国家大力发展装配式建筑的背景下，预制装配是建筑产业升级的大势所趋。预制综合管廊也将在综合管廊工程中占有越来越多的位置。为保证廊内生命线的安全运行，切实有效的防水构造措施是预制管廊的设计重点。

1防水设防要求

根据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838中的相关规定，综合管廊防水等级标准为二级。依据《地下工程防水规范》GB50108中明挖法地下工程防水设防要求，主体结构防水措施应采用防水混凝土+防水卷材（防水涂料）。

管廊防水混凝土抗渗等级P6（对于综合管廊避让管线倒虹吸段、过河段等，埋深大于10m时，抗渗等级为P8）。防水混凝土的抗渗等级应比设计要求提高一级（0.2MPa）。混凝土需根据《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）的具体要求掺入抗裂防水剂、复合纤维抗裂剂等外加剂。

2预制管廊接头防水

预制箱涵式管廊，由于重量及生产运输限制管节长度约2米。故整个管廊的接缝数量很多。管节间的防水措施是管廊防水的重点。目前，地下空间结构预制接头的防水措施普遍采用遇水膨胀橡胶密封垫预压防水法。即管节间采用预应力钢绞线（或预应力钢棒）施加预应力连接。管节边缘采用企口。在企口处设置楔形胶圈、遇水膨胀胶条和内外两道硅烷改性聚醚胶一同构成四道防水体系（详见图1）。在预应力的作用下，楔形胶圈和遇水膨胀胶条受到挤压形成密封空腔。可保证预制管节间的防水要求。同时在空腔位置处预留检测孔，可在管廊连接后直接从检测口注水，保证在设计压强下不产生渗漏，即可满足管廊防水符合规范要求。由于目前市场上胶圈的使用寿命还无法达到综合管廊100年使用年限的要求。如预制管廊接缝处出现胶条失效状况，可通过检测孔在漏水处注胶，使接头处继续规范要求的防要求。

遇水膨胀橡胶密封垫预压防水法的关键是在预应力作用下遇水膨胀橡胶界面应力P的大小。设置于沟槽内的橡胶密封垫受到预应力作用后，对初始接触界面应力P0，当橡胶受到液体压力作用时，将产生附加界面应力P1，此时遇水膨胀橡胶密封垫的界面总应力为：

P=P0+P1

规范规定遇水膨胀橡胶的界面不应低于1.5MPa。但通过我们的现场试验发现，达到此界面应力过于严苛。要达到规范要求的1.5Mpa的界面应力需选用硬度较大的胶条，且张拉应力也需要大幅增大。对施工拼装带来不便。如采用腻子复合型胶条在较小的预应力条件下，界面应未达到1.5MPa的力的状态下即可满足防水设计要求。

故建议在管廊拼装施工前应根据所选胶条做等尺寸等条件的防水试验。用来确定合适的预应力张拉值和节段之间的缝隙变化（即胶条压缩率），来保证预制管廊接头处的达到设计防水要求。

预制段管廊接缝处需设置两道密封胶，建议采用硅烷改性聚醚胶替代对人体有害的双组份聚硫密封膏，使得空腔内的密封胶条在断氧的环境下保证寿命。

3预制管廊外卷材防水做法

预制管廊本体采用防水混凝土+防水卷材的做法。为集约预制管廊质量可靠、施工便捷的优势，将预制管廊外防水铺贴在工厂中施工，并在预制管廊外涂刷20毫米厚防水砂浆保护层，防止预制构件在运输过程中对防水卷材的破坏。基坑开槽后，浇筑100毫米厚C15素混凝土，并在其上铺贴防水卷材（两侧预留搭接长度≥500毫米），在防水卷材上再铺设50毫米厚C20细石混凝土。待预制管廊吊装就位张紧后，将垫层中预留防水卷材上翻与侧壁防水卷材搭接，即可完成防水施工。这样大大减少了现场施工防水的时间，管廊主体防水在工厂施工也保证了防水施工的质量。

4预制管廊与现浇管廊接头防水

由于目前预制拼装工艺和经济性的制约，综合管廊通常采用标准段预制，通风、下料等节点段现浇的方式来综合实现整个管廊工程。则预制管廊与现浇段管廊接缝处也是设计的重点。预制管廊与现浇管廊接头通常有两种做法：

1）湿接法：当预制段先与现浇段施工时，可设置带预留钢筋的非标准预制段，并在预制段中预留带钢边的止水胶条。预留钢筋同现浇段钢筋搭接，并采用同管廊主体强度的微膨胀混凝土浇筑。并在搭接浇筑处全包防水卷材

2）组拼法：当现浇段先与预制段施工时，可在预制段腋角对应处的现浇段角部设置加腋，并预留孔道。待预制段拼接时可用预应力钢绞线（或预应力钢棒）直接张拉连接。使得预制段和现浇段的胶条均处于受压密封状态。现浇段为便于施工采用平口接头。与现浇段拼装的两节预制段应转换为平口接头。

5其它防水构造措施

止水带在施工过程中严禁在阳光下暴晒，不得冷接，露在外面的止水带应采用草袋等覆盖，避免紫外线辐射引起的橡胶老化。

电力电缆（通信线缆）进出综合管廊及其附属工程而预先在墙体中预埋的接口，应采用专用产品DIN型橡塑预埋件作为电缆及通信穿线防水组件(详见图3)，不得改用钢套管或其他塑料套管。橡塑预埋件的阻燃等级为V-1;其它管线出现口预埋防水套管。

预制综合管廊较比现浇综合管廊有接缝多、透水路径多的特点。切实有效做好防水措施是预制综合管廊设计的重中之重。因地制宜做好防水设计，才能达到综合管廊全生命周期安全的设计要求。

参考文献：

[1]GB50838-2015，城市综合管廊工程技术规范[S].

[2]GB50018-2008，地下工程防水技术规范[S].

[3]胡翔，薛伟辰.上海世博园区预制预应力综合管廊接头防水性能试验研究.特种结构，2009，26（1）109-113.