肖鋒
上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司 上海 200000
城市地下綜合管廊,是指在城市地下建造一個(gè)將電力、通信,燃?xì)?、供熱、給排水等各類(lèi)市政工程管線集于一體的隧道空間,并設(shè)有專門(mén)的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理。日本是目前世界上綜合管廊建設(shè)最先進(jìn)的國(guó)家。隨著我國(guó)城市建設(shè)的開(kāi)展,綜合管廊作為有效解決城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)矛盾的新模式,近年來(lái)逐步得到認(rèn)可與推廣。相比國(guó)外而言,我國(guó)在對(duì)綜合管廊的研究和實(shí)踐方面都還處于起步階段。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”,其防水標(biāo)準(zhǔn)高,要求嚴(yán),但問(wèn)題多,修補(bǔ)難,經(jīng)驗(yàn)少。根據(jù)2012年5月26日在北京舉辦的“中國(guó)建筑地下防水與建筑安全”論壇統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)建筑工程滲漏率高達(dá)80%以上,可見(jiàn)綜合管廊如何做好有效防水,是眼下亟待解決且極具挑戰(zhàn)的課題[1]。
(1)防水等級(jí)。GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》要求地下綜合管廊的防水設(shè)防等級(jí)為不低于二級(jí),其依據(jù)是GB50108-2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》,對(duì)于管廊二級(jí)防水的要求是“不允許漏水,結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬”,即“總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的2‰;任意100㎡防水面積上的濕漬不超過(guò)3處,單個(gè)濕漬的最大面積不大于0.2㎡”。
(2)綜合管廊滲漏水原因分析。綜合管廊滲漏水有四大主要原因:一是混凝土的不密實(shí)?;炷帘旧碛忻?xì)孔,孔隙率占25%左右,自帶滲水性,其次混凝土澆筑、振搗不密實(shí)也會(huì)導(dǎo)致混凝土有滲水性。二是混凝土的開(kāi)裂性?;炷潦軠夭?、承重、振動(dòng)、干濕的因素影響,會(huì)產(chǎn)生微小裂縫,開(kāi)裂滲漏。三是管廊細(xì)部節(jié)點(diǎn)多。管廊結(jié)構(gòu)變形縫、施工縫、穿墻管、預(yù)埋件、預(yù)留通道、接頭、陰陽(yáng)角等異形結(jié)構(gòu)難施工,多界面難以黏結(jié)密實(shí),材料難以黏結(jié)密封;四是施工環(huán)境復(fù)雜。綜合管廊位于地下,施工時(shí)基面潮濕潮氣、不平整、不干凈,傳統(tǒng)材料難以黏結(jié)密實(shí)。管廊防水失敗的根本原因就是躥水滲漏,而造成管廊躥水的根本原因是防水層黏結(jié)密封功能的缺失[2]。
(1)綜合管廊防水要“以防為主”,主體結(jié)構(gòu)采用“抵抗?jié)B、高抗裂”的防水混凝土,抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)管廊埋深不同進(jìn)行設(shè)計(jì),裂縫控制等級(jí)應(yīng)為三級(jí),即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度極限值應(yīng)≤0.2mm,且不得貫通。
(2)綜合管廊防水材料選擇有三個(gè)原則:①應(yīng)選用柔性材料。具備很好的彈性和柔性,適應(yīng)剛性界面因收縮力膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力破壞,輔助剛性主體結(jié)構(gòu)形成互補(bǔ),起到“剛?cè)岵?jì)、多道防水”的作用。②能實(shí)現(xiàn)皮膚式“外包全密封”。主防水層材料應(yīng)能與管廊混凝土基面牢固“滿粘”、持久“全密封”;節(jié)點(diǎn)防水層能與多種材質(zhì)界面同時(shí)黏結(jié)密封。防水層與結(jié)構(gòu)形成致密的界面層,即使主防水層遭破損,完整的界面層亦能保持密封防水。③復(fù)雜環(huán)境易施工。材料應(yīng)能在混凝土基面潮濕、有水汽、不平整,異形結(jié)構(gòu),作業(yè)面受限等條件下均能有效牢固黏結(jié),同時(shí)工藝簡(jiǎn)單,工人易施工。
(1)管廊防水設(shè)計(jì)過(guò)分依賴圖集、標(biāo)準(zhǔn)和舊的地下結(jié)構(gòu)防水經(jīng)驗(yàn),隨著城市建設(shè)的發(fā)展,現(xiàn)代化的綜合管廊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年限和防水要求只會(huì)越來(lái)越高,很多過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和材料性能已經(jīng)不能滿足要求,這就需要我們不斷推陳出新,研究推廣性能更好,更方便施工的新材料和新工藝。
(2)防水設(shè)計(jì)未考慮地域環(huán)境,選擇與施工環(huán)境不相匹配的材料和方案。例如常用的SBS改性瀝青防水卷材熱熔法施工,其應(yīng)用成熟,造價(jià)低,易施工,但在綜合管廊應(yīng)用的效果并不理想,原因是SBS防水卷材屬于物理性黏結(jié),對(duì)基面要求高,卷材搭接不牢固或者受基面潮濕潮氣影響造成卷材粘接失效,都會(huì)導(dǎo)致管廊竄漏水。
(3)使用剛性防水材料作為獨(dú)立防水層。例如防水砂漿、滲透結(jié)晶型防水涂料等剛性防水層易受到剛性基面層開(kāi)裂影響而產(chǎn)生微小裂縫,最終導(dǎo)致管廊滲漏水,應(yīng)盡量避免。采用柔性材料,剛?cè)岵?jì)[3]。
(1)自粘聚合物改性瀝青防水卷材。通過(guò)普通物理吸附和卯榫作用與基面黏結(jié),有效克服了卷材與基面竄水的通病。有干鋪法和濕鋪法兩種,其中干鋪法要求基面特別干燥、干凈、平整,要做 砂漿找平層,而濕鋪法只要基面平整,堅(jiān)實(shí)不起砂,無(wú)明水即可。
(2)高分子自粘防水卷材。由高分子材料(PVC、PE、EVA、ECB、TPO等)、自粘橡膠瀝青膠料、隔離膜組成,同時(shí)具有集高分子防水卷材和自黏卷材的優(yōu)點(diǎn),大大提高了抗穿刺、耐候、自愈、耐高低溫等性能。
(3)反應(yīng)性自粘型防水卷材。通過(guò)在自粘膠膜體系中添加活性基團(tuán),在壓力作用下,活性基團(tuán)與聚合物水泥漿水化熱反應(yīng)形成的水化硅酸鈣“凝膠”發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成牢固的化學(xué)鍵,同時(shí)聚合物水泥漿在水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生水化熱增強(qiáng)自粘膠的蠕變功能,形成卯榫結(jié)構(gòu),卯榫結(jié)構(gòu)上生成更多的化學(xué)鍵,使黏結(jié)更加牢固。
(4)非固化橡膠瀝青防水涂料+隔離層。非固化材料優(yōu)異的彈塑性能、黏結(jié)性能和自愈合性,能保證其與混凝土結(jié)構(gòu)牢固粘接、形成整體;良好的耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕和耐老化性能,則能保證管廊結(jié)構(gòu)在地下的長(zhǎng)期穩(wěn)定,值得注意的是,非固化橡膠瀝青防水涂料需加熱施工,而且無(wú)法與潮濕潮氣、不是很干凈的基面形成有效黏結(jié),并且立面施工時(shí)會(huì)流淌下滑,以致不能形成穩(wěn)定的密封防水層。