李 術(shù)

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300220）

引言

防滲漏施工技術(shù)是建筑工程中的重要組成部分，防滲漏施工質(zhì)量的好壞直接影響建筑工程的使用壽命及其穩(wěn)定性。在大多地下工程、管道工程、電力工程中防滲漏技術(shù)在整個施工中起著關(guān)鍵性作用，是確保工程質(zhì)量、使用性能、安全性能的關(guān)鍵因素，只有防滲漏施工到位，才能夠確保建筑施工質(zhì)量。引起結(jié)構(gòu)滲漏的因素較多，其涉及了設(shè)計、施工到質(zhì)監(jiān)及驗(yàn)收各個環(huán)節(jié)，對于項目管理工作者而言，就是要分析好問題的癥結(jié)，對癥下藥，采用更為合理的設(shè)計,進(jìn)行規(guī)范化的施工,嚴(yán)格選材和監(jiān)督，杜絕發(fā)生滲漏問題[1]。在工程建設(shè)中，根據(jù)滲漏水方式不同，滲漏水類型主要包括線性滲漏、面性滲漏、點(diǎn)性滲漏等。在工程實(shí)踐中，針對不同施工環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)形式采用的封堵方法、封堵材料也不盡相同，但選定合適的封堵方案，往往能取得事半功倍的效果，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，避免建筑結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)生活使用過程中發(fā)生意外事故。

1 工程背景

示例工程為某項目裝車樓變電所，變電所位于料場堆場內(nèi)，主體結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)+墻下條形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)類型。建筑面積181.3 m2，為單層地上建筑，層高4.5 m，屋面防水等級2 級。變電所設(shè)備主要包括：1250 kVA變電器2 臺、6 kV 高壓開關(guān)柜8 面、低壓開關(guān)柜12 面、直流電源柜1 套、站用交流柜1 套、RTU柜1 套。主要電纜包括：6 kV 動力電纜2 根、交流電纜12 根、直流電纜4 根。變電所內(nèi)供電設(shè)備主要供附近轉(zhuǎn)接機(jī)房、火車裝車樓、侯工樓、維修間生產(chǎn)生活使用，是火車裝車系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。

裝車樓變電所室內(nèi)電纜溝與室外電纜溝通過預(yù)留32 根SC125 鍍鋅鋼管連接，穿墻預(yù)埋管長度40 cm，預(yù)留鍍鋅鋼管與預(yù)埋鋼板焊接為一整體結(jié)構(gòu)，整體安裝在變電所鋼筋混凝土過梁內(nèi)。受實(shí)際場地影響，裝車樓變電所室外電纜溝周邊場地整體高于附近堆場道路及排水溝，附近堆場及排水溝頂標(biāo)高+4.2 m，室外電纜溝底標(biāo)高+4.0 m，室外電纜溝頂標(biāo)高+5.4 m，電纜溝結(jié)構(gòu)與排水溝結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，且室外電纜溝未設(shè)置排水口或集水裝置，電纜敷設(shè)完成后按設(shè)計要求采用鋼筋混凝土蓋板對電纜溝進(jìn)行了覆蓋。

在供電設(shè)備及電纜穿線完成后，受雨季暴雨影響，雨水沿室外電纜溝溝蓋板縫隙流入電纜溝內(nèi)，造成室外電纜溝內(nèi)出現(xiàn)大量積水，雨后12 h對變電所檢查時發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)電纜溝內(nèi)出現(xiàn)積水，水深約為15～20 cm。變電所設(shè)備精度高，對設(shè)備環(huán)境要求嚴(yán)苛，室內(nèi)電纜溝內(nèi)長時間積水易造成變電所室內(nèi)空氣濕度大幅提高，易造成電氣設(shè)備電路損壞、儀器儀表失靈，長期的積水環(huán)境會造成電纜絕緣性能降低[2]，不僅給現(xiàn)場生產(chǎn)造成較大影響，更是存在較大安全隱患。為減少短期內(nèi)出現(xiàn)損失，及時組織人員在確保安全的情況下對室內(nèi)外電纜溝內(nèi)積水進(jìn)行清理，雖然積水及時清理，但為了長遠(yuǎn)考慮，避免在今后生產(chǎn)過程中出現(xiàn)類似問題，必須采取有效的解決方案。

圖1 電纜溝預(yù)埋管斷面圖

圖2 電纜溝預(yù)埋管平面布置圖

2 滲水漏水原因分析

2.1 查找滲水漏水點(diǎn)

變電所室內(nèi)電纜溝采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度等級C40P8，在施工過程中電纜溝內(nèi)壁全部涂刷水泥基滲透結(jié)晶防水涂層，增強(qiáng)電纜溝抗?jié)B防水性能。水泥基滲透到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部并發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)[3],同時水泥基滲透結(jié)晶具有裂縫修復(fù)、抗凍、抗碳化等多種優(yōu)良特性，從而起到了裂縫修補(bǔ)和防水抗?jié)B作用[4]。根據(jù)現(xiàn)場觀察，電纜溝側(cè)壁無表面裂縫或裂紋，防水基層完好未破損。在電纜溝積水情況下，積水面以上電纜溝側(cè)壁沒有水漬或滲入水印，將電纜溝內(nèi)積水抽干后，且室外地表存在積水，3 天左右溝側(cè)壁及溝底干燥、無滲漬。據(jù)此說明，水泥基滲透結(jié)晶防水涂層發(fā)揮了良好的抗?jié)B防水功能，可以判定地下水或室外積水沿室內(nèi)電纜溝溝壁滲入的可能性較小或滲水量極少。

電纜溝預(yù)埋穿線管共上下4層，每層8根φ150鋼管，與鋼板焊接良好，嚴(yán)格按設(shè)計要求施工。檢查時發(fā)現(xiàn)由下至上1-3 排預(yù)留管電纜敷設(shè)完成，并采用發(fā)泡填充劑進(jìn)行填充封堵，最上層第4 排未敷設(shè)電纜線未封堵，且室外電纜溝內(nèi)積水面將1-3 排管線淹沒，水面標(biāo)高約為+5.2 m。檢查變電所室內(nèi)電纜預(yù)留孔時發(fā)現(xiàn)1-3 排管口封堵處有明顯滲水情況，第4 排管口有少量流水。據(jù)此，判斷預(yù)留穿線孔處為滲水漏水的主要途徑。

2.2 滲水漏水原因分析

預(yù)埋管管內(nèi)采用發(fā)泡膠進(jìn)行封堵，施工質(zhì)量不合格，封堵不密實(shí)，發(fā)泡膠封堵材料與穿線孔鋼管內(nèi)壁結(jié)合不緊密，且封堵材料防滲水效果較差，長時間被水浸泡封堵材料結(jié)構(gòu)被破壞，失去防水效果[5]。進(jìn)而室外電纜溝內(nèi)積水在水壓力作用下向室內(nèi)滲入，隨著時間增長，滲水量和滲水速率增加，積水現(xiàn)象在室內(nèi)電纜溝逐漸形成。

最上端第4 排預(yù)留管未進(jìn)行封堵，因雨季時短時間雨量較大，電纜溝未設(shè)置排水口和集水排水裝置，且短時間內(nèi)未采取人工排水措施，造成室外電纜溝內(nèi)積水面超過預(yù)留管口，導(dǎo)致大量雨水沿預(yù)留管口流入室內(nèi)，造成室內(nèi)積水現(xiàn)象。

現(xiàn)場存在多股細(xì)纜線并股由同一預(yù)留孔穿過，且電纜線緊挨未進(jìn)行分開，多股細(xì)電纜之間存在縫隙，在室外電纜溝長時間積水后，短時間內(nèi)水壓力相對較大，導(dǎo)致少量積水沿粗電纜外皮或細(xì)電纜之間縫隙向室內(nèi)滲入。

通過現(xiàn)場分析和討論，總結(jié)發(fā)生滲漏水問題的主要原因包括：①第4 排管未及時封堵，室外積水大量流入；②封堵材料選擇不當(dāng)，施工質(zhì)量差，室外積水大量滲入；③多股電纜之間未分開，室外積水沿縫隙滲入；④現(xiàn)場管理不當(dāng)，雨后未對室外電纜溝及時采取排水措施；⑤室外電纜溝未設(shè)置集水排水設(shè)施，結(jié)構(gòu)方案不完善。

3 處理方案比選

通過現(xiàn)場各方討論，一致同意采用現(xiàn)場模擬試驗(yàn)方法選定最佳封堵方案。人工模擬現(xiàn)場真實(shí)環(huán)境，選用不同封堵材料封堵，待管口封堵完成12 h 后向室外電纜溝注水，2 h 內(nèi)完成注水，水面高度與室外電纜溝溝壁頂面平齊，同時在室內(nèi)電纜溝電纜管處放置標(biāo)記刻度的集水容器。注水至預(yù)定位置后開始計時，注水24 h 后對電纜進(jìn)行擾動（模擬運(yùn)維過程中電纜擾動現(xiàn)象）。觀察試驗(yàn)全過程封堵材料的止水效果，記錄不同時段滲水量，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制滲水曲線圖，計算不同模擬條件下滲水比（滲水量/時長），通過對比分析確定最佳方案。

3.1 方案1

采用柔性材料封堵方式，使用發(fā)泡膠填充劑填充封堵。該材料特性是：發(fā)泡膠具有發(fā)泡特性和粘結(jié)特性，固化后的發(fā)泡膠泡沫具有填縫、粘結(jié)、密封等多種效果，是一種環(huán)保節(jié)能、使用方便的建筑材料，具備密封堵漏及防水性能。

1）操作方法

施工時首先清理預(yù)埋管內(nèi)雜物，然后采用向預(yù)埋管內(nèi)由里至外注入發(fā)泡材料，直至預(yù)埋管兩端均填滿為止，檢查后開始進(jìn)行滲水試驗(yàn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析見表1：

表1 方案1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖3 方案1 滲水比曲線圖

2）效果評價

隨著時間增長滲水現(xiàn)象越來越明顯，24 h 內(nèi)滲漏水量逐漸增加，且滲水量較多，24 h 后給電纜施加擾動后滲水量急劇增大，堵水止水效果較差。

3）原因分析

受操作穩(wěn)定性的影響，發(fā)泡材料不能在管壁與電纜間形成緊密的填充，留下了較多空洞，且大直徑電纜自重較大，對發(fā)泡材料進(jìn)行擠壓后，發(fā)泡材料無法回彈。導(dǎo)致外觀上已密封，實(shí)際上內(nèi)部存在很多空隙及滲流通道。由于封堵截面較小，在長時間浸泡且在電纜擾動條件下，管壁與電纜之間填充材料收到不同程度的損壞，導(dǎo)致后期滲水嚴(yán)重。

3.2 方案2

采用柔性材料+剛性材料封堵方式[6]，防火膠泥填充+管口涂刷水硬性堵漏劑。該材料特性是：防火泥是一種柔性阻燃材料，耐火極限高、發(fā)煙量低等特點(diǎn)，傳統(tǒng)施工中主要用于電線、電纜的孔洞封堵?？焖俣侣﹦┦且环N凝結(jié)硬化快，小時強(qiáng)度高，具有微膨脹的水硬性材料，具有快凝、快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、無收縮、粘結(jié)性強(qiáng)等特性，具有堵漏、防水、治裂的功能[7]。

1）操作方法

施工時首先清理預(yù)埋管內(nèi)雜物，然后采用向預(yù)埋管內(nèi)分層均勻填入防火膠泥材料，每層壓實(shí)，確保膠泥與管壁及電纜外皮緊密結(jié)合，最后在管口兩端涂刷快速堵漏劑，檢查后開始進(jìn)行滲水試驗(yàn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析見表2：

表2 方案2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖4 方案2 滲水比曲線圖

2）效果評價

試驗(yàn)前期堵水止水效果較好，24 h 內(nèi)滲漏水量無明顯增加，滲水量較小，24 h 后對電纜增加擾動后滲水量明顯增大。

3）原因分析

前期未受到擾動時，兩端管口快速堵漏劑封堵材料起到了較好的封堵效果，出現(xiàn)少量漏水現(xiàn)象。但24 h 后對電纜施加擾動后，因管口表層止水層面積小、涂層較薄、強(qiáng)度低，在外力作用下與電纜接觸面區(qū)域的防水涂層出現(xiàn)破損，失去堵水效果。膠泥材料與電纜及預(yù)埋管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)粘結(jié)性較差，結(jié)合處存在縫隙，成為了良好的滲水通道。兩端防水層破損后，管內(nèi)封堵材料失去了堵水效果，在外側(cè)水壓力作用下，滲水通道完全貫通，導(dǎo)致后期滲水嚴(yán)重，并出現(xiàn)水流現(xiàn)象。

3.3 方案三

采用柔性材料封堵方式，聚氨酯遇水膨脹止水膠密封膠。該材料特性是：該材料施工后吸收空氣中的水分發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)[8]，與水泥、陶瓷、金屬、玻璃等多種基材有良好的粘結(jié)性，固化后遇水即膨脹，體積可達(dá)原體積的2～4 倍，止水效果佳，強(qiáng)度高，有彈性，是一種止水性能優(yōu)異的密封材料。

1）操作方法

施工時首先清理預(yù)埋管內(nèi)雜物和水漬并吹干，然后向預(yù)埋管內(nèi)由內(nèi)向外均勻擠入封堵材料，確保與管內(nèi)壁及電纜外皮充分接觸粘接，檢查后開始進(jìn)行滲水試驗(yàn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析見表3：

表3 方案3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖5 方案3 滲水比曲線圖

2）效果評價

試驗(yàn)全過程堵水止水效果較好，24 h 內(nèi)滲漏水量無明顯增加，24 h 后對電纜增加擾動后無明顯滲水量。

3）原因分析

封堵材料與管壁及電纜外皮緊密結(jié)合，粘結(jié)性好，阻斷了滲水路徑，且遇水后膨脹，止水性能增強(qiáng)，材料本身具有彈性且強(qiáng)度高，在電纜擾動后粘接面未破壞，發(fā)揮了較好的止水效果，達(dá)到了止水目的。

試驗(yàn)參數(shù)對比分析見表4：

表4 滲水比參數(shù)統(tǒng)計表

圖6 滲水比對比曲線圖

通過以上三個方案的試驗(yàn)對比分析，遇水膨脹止水膠柔性止水方案止水效果相對較好，經(jīng)各方討論，最終選擇方案三作為本工程變電所預(yù)埋穿線管的止水封堵施工方案。施工完成后，定期對現(xiàn)場進(jìn)行檢查，經(jīng)過多次雨水天氣后室內(nèi)電纜溝未出現(xiàn)滲水漏水積水現(xiàn)象。

4 結(jié)語

通過研究分析，針對類似工程總結(jié)如下：

1）技術(shù)方面：本工程施工管口滲漏水主要是因?yàn)榧夹g(shù)管理工作者方案選定不準(zhǔn)備，施工質(zhì)量不合格，造成封堵效果較差。建議在類似工程關(guān)鍵部位施工前，項目管理者應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員掌握現(xiàn)場實(shí)際情況，針對施工部位的特殊性編制可行性、可操作性的施工技術(shù)方案，做好施工技術(shù)交底工作，施工過程中嚴(yán)格技術(shù)質(zhì)量管理工作，避免造成人力物力損失。

2）設(shè)計方面：在專題會討論時，各方人員均提出室外電纜溝結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，主要包括：①變電所室外電纜溝為封閉結(jié)構(gòu)，造成雨水天氣時室外電纜溝內(nèi)大量積水，預(yù)留管處成為唯一的滲漏薄弱點(diǎn)，建議設(shè)計集水或排水裝置，便于雨量較大時應(yīng)急處理；②變電所室內(nèi)外電纜溝溝頂標(biāo)高一致，電纜穿線預(yù)埋管標(biāo)高低于電纜溝溝頂標(biāo)高，預(yù)埋穿線管水平設(shè)置，在防滲水設(shè)計方面未充分利用場地優(yōu)勢（相鄰排水溝低于電纜溝），造成雨季雨水天氣后室外電纜溝內(nèi)積水水位較高，水壓力大，易造成室外積水內(nèi)滲內(nèi)漏現(xiàn)象。建議在類似工程設(shè)計時，充分考察現(xiàn)場，優(yōu)化設(shè)計，充分發(fā)揮設(shè)計引領(lǐng)作用。

3）材料方面：本工程封堵初期封堵材料選擇不當(dāng)，沒有考慮滲水滲漏問題，給施工和生產(chǎn)造成不必要的損失。建議在類似工程施工時，項目管理者全面考慮，結(jié)合施工專業(yè)接口管理、后期生產(chǎn)運(yùn)維管理，針對工程特殊性選擇合理有效的施工材料，發(fā)揮不同專業(yè)的優(yōu)勢，提升工程質(zhì)量，避免工程損失。