黃伸龍
(中交二航局成都城市建設(shè)工程有限公司,四川 成都 610000)
預(yù)制綜合管廊接縫處是結(jié)構(gòu)薄弱部位,接縫防水性能是影響預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)安全和耐久性的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文結(jié)合建設(shè)北路北延線(蜀龍路五期)項目(二期)工程綜合管廊工程,探討預(yù)制管片接縫防水施工技術(shù)。
建設(shè)北路北延線(蜀龍路五期)項目(二期)工程綜合管廊工程預(yù)制段設(shè)計為全預(yù)制管片,使用二航局自主研發(fā)預(yù)制拼裝地下廊道雙模掘進機、基于雙模掘進機(以下簡稱設(shè)備)的機械化快速施工工法進行施工。預(yù)制段樁號為G1 2+45~G110+05,長度為760m。在G12+45~G12+75設(shè)置始發(fā)基坑,完成掘進機的拼裝后下放首環(huán)管片,在G110+05完成最后一環(huán)管片的拼裝,并在接收基坑內(nèi)完成設(shè)備拆卸。預(yù)制段共389環(huán),管片采用“分塊式”“馬蹄形”斷面;每環(huán)管片由5塊管片拼裝組成,分塊位置設(shè)置在受力較小位置,包括頂板、底板、側(cè)弧板、中隔板4類共5塊,管片采用工業(yè)化預(yù)制技術(shù)批量生產(chǎn)。本工程位于成華區(qū),線路區(qū)地處川西成都平原,屬暖濕亞熱帶太平洋東南濕潤季風(fēng)氣候區(qū)??偺攸c是春旱、夏熱、秋雨、冬暖,四季分明,氣候溫和,雨量充沛,夏無酷暑,冬少嚴(yán)寒。多年平均氣溫16.1℃,極端最高氣溫39.43℃,極端最低氣溫-4.6℃;多年平均降雨量894.4mm,年降雨日104天,最大日降雨量167.0mm,降雨主要集中6、7、8三個月,降水量約占全年總量的60%~80%。
綜合管廊管片接縫采用防水密封墊鑲嵌,使用JH-C3000自黏聚合物改性瀝青防水卷材進行鋪貼,鋪貼完成后使用M15砂漿進行注漿密封防水。
預(yù)制綜合管廊接縫使用主要材料包括三元乙丙橡膠彈性密封墊、H-C3000自黏聚合物改性瀝青防水卷材以及M15防水砂漿。
擬定選用的3種斷面方案,建立長度為600mm的密封墊進行分析,采用三維設(shè)計軟件CATIA進行密封墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,具體結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 方案一、方案二、方案三(從左至右)
在外部壓力的作用下,密封墊內(nèi)空間的形狀和大小不同,內(nèi)空間最終的變形存在很大的差異。如下圖2可以看出,與方案一和方案二對比,方案三結(jié)構(gòu)變形后內(nèi)孔形成的尖角相對較多。尖角會產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中。其形成的內(nèi)孔大小和形狀最終會影響密封墊的變形。
圖2 方案一、方案二、方案三(從左至右)
根據(jù)試驗測試管環(huán)頂推裝配壓力與三元乙丙橡膠彈性密封墊變化關(guān)系;然后,使用有限元仿真分析其壓力-曲線。通過仿真分析得到三種方案壓力-位移曲線圖與試驗得到的裝配壓力-張開量曲線圖進行對比,得出方案一結(jié)構(gòu)近似試驗結(jié)果。
結(jié)合壓力分析,以及密封墊的變形分析彈性密封墊結(jié)構(gòu)最終決定選用方案一結(jié)構(gòu)。
(1)管片粘貼溝槽處理。使用鋼絲刷清除管片預(yù)粘貼槽中的水泥屑、沙粒、灰塵、異物,使預(yù)留槽中保持清潔。
(2)管片與密封墊涂膠。管片密封墊涂刷膠粘劑,涂刷要均勻,注意一定要100%覆蓋密封墊底面和側(cè)面。膠水需攪拌均勻,并經(jīng)常攪動。
(3)膠粘劑晾干。刷膠后需要3~5min的風(fēng)干時間,具體時間根據(jù)施工的天氣氣溫情況而定,待溶劑發(fā)揮至用手輕觸膠膜稍粘而不沾手時,方可將密封墊放入管片槽中安裝。
(4)管片密封墊四角安裝。采用四角定位法,先把四個角裝入(兩邊各安裝進30cm),角度應(yīng)與管片保持一致。該步驟特別重要,直接影響防水的效果,應(yīng)特別注意。
(5)管片接縫彈性密封墊應(yīng)被完全壓入密封墊溝槽內(nèi),密封墊溝槽的截面積應(yīng)大于或等于密封墊的截面積,其關(guān)系宜符合下式:A=(1~1.15)A0。
式中,A為密封墊溝槽截面積;A0為密封墊截面積。
(6)管片密封墊直條安裝。待角部安裝后,將其余直條部分的密封墊安裝進管片槽,先短邊后長邊,從中間往兩邊進行安裝。
(7)管片與密封墊涂膠。使用木錘或橡膠錘均勻敲擊密封墊,使其與管片粘接牢固。
(8)停放時間。管片專用膠粘劑屬于室溫硫化型,在粘貼12小時后可以達到使用強度,時間越長,強度等級越高。膠粘劑未達到使用強度前禁止使用。
3.1.1 拼裝施工對密封墊的影響
管片A塊作為定位塊,其位置偏差多少決定著整環(huán)管片彈性密封墊擠壓密實的好壞。偏差過大會導(dǎo)致管片錯臺,影響后續(xù)管片拼裝。在使用吊帶進行拼裝時,存在一定的擾動。
接縫處容易發(fā)生錯臺,從而導(dǎo)致三元乙丙橡膠彈性密封墊未能擠壓密實,其密封效果降低,防水性能減弱。
3.1.2 解決思路及注意措施
預(yù)制管片吊裝過程中派專人指揮,防止管片被磕碰,損壞管片及彈性密封圈。吊裝A塊至中倉底部油缸上后,靜放一段時間,待A不在晃動,使用鋼尺測驗左右兩側(cè)與前一環(huán)管片A塊是否對齊,存在錯臺現(xiàn)象,立即指揮設(shè)備吊鉤進行調(diào)節(jié),其誤差范圍控制在2~3mm以內(nèi)。再使用水平尺子驗測與前一環(huán)A塊是否在同一水平位置,采用底部油缸進行升降調(diào)平。管片吊運至拼裝位置后,貼靠管片企口處,靜止2min,檢查管片是否平順、平衡。檢查無誤后在進行管片對位靠攏,靠攏過程中,安裝人員時刻對管片位置進行微調(diào),保證管片能順接嵌入。
(1)管環(huán)注漿施工存在的問題。按照原設(shè)計利用設(shè)備自身注漿系統(tǒng)對管片底部、管片兩側(cè)1.6m高度范圍內(nèi)注漿施工,材料為M15防水砂漿;管片兩側(cè)1.6m高度以上至管片頂部0.5m范圍內(nèi)進行二次注漿施工;會導(dǎo)致設(shè)備無法進行推進。
(2)解決思路及措施。結(jié)合現(xiàn)場實際情況分析,利用設(shè)備自身注漿系統(tǒng)對管片底部、管片兩側(cè)1.6m高度范圍內(nèi)注漿施工。材料采用M15防水砂漿。同時,施工過程中及時總結(jié)、調(diào)整跟進注漿時間、注漿壓力、漿體配比、速凝劑摻量等。
管環(huán)外側(cè)表面以及接縫位置人工清理干凈,洗掉塵土顆粒,保證接縫及外側(cè)表面無雜物、無粉細殘留料。在填筑防水涂料時振搗密實。粘貼防水卷材,對存在有未粘貼密實的進行排氣壓,特別對存在十字縫處,需要仔細處理,保證防水卷材粘貼處無空鼓、翹邊、皺褶、滑移現(xiàn)象,最后采用人工對防水卷材進行末端收頭及封邊處理。
對管片接縫處滲漏明水的環(huán)、縱縫采取注漿止水,在滲漏部位周圍無明水滲出的縱、環(huán)縫部位騎縫垂直鉆孔至遇水膨脹止水條處或彈性密封墊處,并在孔內(nèi)形成有環(huán)氧樹脂灌漿材料或其他密封材料形成漿液阻斷點。
建設(shè)北路北延線(蜀龍路五期)項目(二期)工程綜合管廊工程采用預(yù)制綜合管廊接縫防水施工技術(shù),經(jīng)過實踐驗證,其接縫處防水性能基本滿足設(shè)計規(guī)范要求,但在回填管片不透水土人工夯實施工工藝較為繁瑣,且回填質(zhì)量波動較大,有待優(yōu)化提高。