复杂地形下超大断面地下综合管廊防水设计与施工探讨_何珊

防水设计与施工探讨

何珊，钟潜智，阳青海，高江虎，孙镇涛

（中建五局第三建设有限公司，湖南长沙410116）

摘要：介绍了西安市昆明路地下综合管廊防水工程的外环境及防水方案，着重阐述了各部位的施工工艺，并对结构自防水，施工缝、变形缝等特殊节点部位防水做法作了重点介绍。作为全国目前管廊防水施工最难的工程，西安市昆明路地下综合管廊工程为我国管廊建设提供了参考。

关键词：复杂地形；地下综合管廊；地裂缝；非固化橡胶沥青防水涂料；喷涂速凝橡胶防水涂料文章编号：1007-497X （2017）-14-0031-05

中图分类号：TU99；U45；TU761.1+1

文献标志码：B

1工程概况

西安市昆明路地下综合管廊为百年市政工程，作为西安市重点防汛抢险工程，担负着南郊、西郊共28km 2及小寨商业街区泄洪防汛的重任，

同时也是全国管线最全、断面最大、难度最高、单位长度造价最贵的一个管廊项目。昆明路地下综合管廊位于西三环快速通道下，全长修建共计3.757km ，断面达12m ×10.9

m ，沿线经过3个地铁站房，横穿7个地铁通道，下穿1座铁路桥，共有136个出线口、135条变形缝、7处地铁通道、61万个螺杆洞，防水施工面积逾60万m 2。2管廊防水方案设计2.1工程特点

根据现场地质勘察，地下水百年抗浮设防水位位于管廊底板以上5~9m ，常水位位于管廊底板以上3~6m ，管廊主体结构常年处于地下水位以下。为确保综合管廊及同时进行的大环河整治项目投产使用后上层雨水舱水流仍按原轨迹自东向西接汇入皂河，设计上将雨水舱结构放置于综合舱、燃气舱、电力舱

—————————————收稿日期：2017-05-05

通讯作者：钟潜智，男，中建五局第三建设有限公司西北分公司总工程师。联系地址：710077陕西省西安市昆明路十二号桥。

Waterproofing Design and Construction Exploration of

Super-large Section Underground Utility Tunnel under

Complex Terrain Condition

He Shan ，Zhong Qianzhi ，Yang Qinghai ，Gao Jianghu ，Sun Zhentao

（3rd Construction Co.,Ltd.of China Construction 5th Engineering Bureau,Changsha,Hu'nan 410116,China ）Abstract:The article introduces geological characteristics of Xi'an Kunming Road underground utility tunnel,as well as its waterproofing design.It elaborates on the specific waterproofing application technology,and focuses on waterproofing treatment for structure self-waterproofing and practices for details like construction joints,deformation joints.As one of the most difficult underground utility tunnel projects at home,the construction of Xi'an Kunming Road provides references for improvement of utility tunnel establishment.

Key words:complex terrain;underground utility tunnel;ground fissure;non-curing rubber modified asphalt coating;spraying-appled &fast-cured rubber-modified bitumen waterproofing coating

DOI:10.15901/j.cnki.1007-497x.2017.14.008

中国建筑防水

China Building Waterproofing

2017年第14期

7月下31

上部，为此，要确保中隔板不发生渗漏；昆明路原14#、15#号桥处横穿西安市F3地裂缝[1]，该地裂缝为正断层形式，西侧为上盘、东侧为下盘，若发生地层变化，该处上盘下降、

下盘上升，会对管廊主体及防水整体性造成影响；这些方面对工程的防水提出了较高的要求，也给管廊防水设计和施工带来巨大挑战。2.2防水设计

针对项目的特点与要求，在防水专家论证会上确定了本工程的复合防水体系，主要由混凝土自防水、建筑全外包防水、细部节点加强防水三大防水体系组成，具体方案如下：管廊主体结构采用抗渗等级为P10的自防水混凝土，在筏板、雨水舱底板和外墙混凝土中添加PNC803防水掺和剂；筏板和外墙厚700m 、中隔板厚500mm ，采用涂卷结合的复合防水方案，保证防水系统的质量。2.2.1

混凝土自防水体系

本项目混凝土的强度等级为C40、抗渗等级为P10，在混凝土中添加Ⅱ型高性能抗裂膨胀剂；同时因工程地下水位较高，为提高混凝土的自防水性能及耐久性，综合管廊主体结构（不包括上部雨水舱）混凝土中掺入水泥基渗透结晶型掺和剂PNC803（图1），该添加剂中含有活性因子，可与混凝土中的多种物质发生化学反应，催化生成不溶于水的结晶体，填充和封堵毛细孔、

温度裂缝和收缩裂缝，无水时，PNC803中的活性成分处于休眠状态，当再次与水接触时就会重新被激活，产生新的结晶体，达到结构自动修复功能；此外，为避免混凝土开裂，在50mm 厚混凝土保护层中增设了4mm@150mm 抗裂钢筋网片

（图2）。 2.2.2柔性全外包防水

管廊整体采用全外包的防水策略，底板部位采用双层3mm 厚自粘聚合物改性沥青防水卷材，侧墙采用2mm 厚非固化橡胶沥青防水涂料+3mm 厚自粘聚合物改性沥青防水卷材，顶板采用2mm 厚非固化橡胶沥青防水涂料+4mm 厚SBS 改性沥青耐根穿刺防水卷材。与此同时，

对管廊的雨水舱部位也进行防水设防，整体设置2mm 厚喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，并辅以聚合物抗裂防水砂浆和水泥基渗透结晶型防水涂料加强。管廊具体设置见图3。

2.2.3细部节点加强

昆明路地下综合管廊项目共计141个工作面，其中有5个工作面位于F3地裂缝区域。如何确保相邻工作面、地裂缝区域的伸缩缝不渗漏是项目必须严格把关的最后一道防线。为此，

项目部提出了“且型”及“U 型”止水带处理地裂缝处的伸缩缝，见图4。3管廊防水施工3.1底板双层卷材防水

施工工艺流程：筏板基层处理→施涂底油→细部节点加强处理→加强层验收→大面积弹线→铺设双

雨水舱

掺和剂

雨水舱雨水舱

雨水舱钢丝网片

图1防水掺和剂PNC803

添加范围图2抗裂钢丝网片

放置位置

12

131010714159

510111

23951011

12345678

2

178图3整体管廊防水构造

1—10厚聚合物抗裂砂浆；2—2厚喷涂速凝橡胶沥青防水涂料；3—1.5厚水泥基渗透结晶型防水涂料；4—抗渗钢筋混凝

土顶板；

5—2厚非固化橡胶沥青防水涂料；6—4厚SBS 改性沥青耐根穿刺防水卷材；7—0.4厚聚乙烯薄膜隔离层；8—70厚C20细石混凝土；9—抗渗钢筋混凝土侧墙；10—3厚自粘

聚合物改性沥青防水卷材；

11—50厚阻燃型挤塑聚苯板；12—100厚C15混凝土垫层；13—20厚1∶2.5水泥砂浆找平层；14—50厚C20细石混凝土；15—抗渗钢筋混凝土底板

中国建筑防水2017No.14

32

层自粘卷材→滚压排气→搭接边压实→收头固定→自检验收。3.1.1

基层处理

用专用工具将基层浮浆和建筑杂物清理干净，不得有突出的尖角、凹坑和表面起砂的现象，防水层的基层应充分养护，并做到表面坚固、平整、干净基层干燥无明水。3.1.2

卷材铺设

卷材防水层施工前先做卷材加强层。

外墙防水层底部自墙根部开始铺设与垫层搭接；外墙卷材铺设条幅方向为垂直于水平面，高处的防水卷材压住低处的防水卷材。

上下两层卷材不得垂直铺设，两层铺设时应当错开1/3~1/2幅宽，同时还应保证防水卷材的搭接宽度大于80mm [2]。

两层卷材铺设完毕后，及时滚压排气，对搭接边压实并固定收头。3.1.3

后续处理

防水层施工完毕后，加设一层0.4mm 厚聚乙烯薄膜作隔离层，其上浇筑50mm 厚细石混凝土保护层。

3.2侧墙、顶板涂卷复合防水系统

施工工艺流程：基层处理→卷材预铺→喷涂非固化涂料→铺设自粘卷材→自检验收。3.2.1

卷材预铺

为防止因应力释放造成的卷材扭曲而影响防水

工程质量，在现场施工中应预先铺展卷材（图5），待卷材自然平贴，充分释放卷材包装和运输过程中产生的集束应力，以防止卷材出现褶皱等表观质量缺陷[3]。3.2.2

非固化橡胶沥青防水涂料加热

采用脱桶器（图6）进行脱桶，待涂料可以脱离原

装桶体后将其倒入专用加热设备中，加热至160~230℃。非固化涂料若加热不到位，会影响施工应用；若加热过度，会引起涂料挥发出对环境不利的物质。

3.2.3喷涂施工

喷涂作业应分区段施工并预先做好遮挡工作。外墙立面必须采用喷涂才能保证喷涂的厚度，顶板可以采用刮涂施工。施工前调整好喷嘴与基面的距离、角度和喷涂设备压力，以求达到喷涂后的材料表面平整，不漏底而且厚薄均匀；施工时应纵横交错喷涂至所要求的设计厚度，同层涂膜的先后搭压宽度为30~50mm ，施工过程中要确保非固化涂层达到设计要求的厚度，才能保障防水层的不窜水性。3.2.4

卷材铺设

非固化涂料施工同时铺设自粘卷材或SBS 改性沥青耐根穿刺防水卷材，边喷涂边铺设，并用挤出的非固化涂料封边，保证复合防水系统的可靠性。3.2.5

后续处理

侧墙部分外设50mm 厚阻燃型挤塑苯板，再视情况加设挡墙；顶板部位加设一层0.4mm 厚聚乙烯薄膜作隔离层，其上浇筑70mm 厚细石混凝土保护层。

3.3雨水舱内防水

施工工艺流程：基层处理→

涂刷水泥基渗透结晶

图5

顶板卷材预铺

图6非固化涂料加热

图4伸缩缝部位的构造设计

外包防水层

防水加强层10.5厚PE 板300

注浆管

且型止水带

砂浆封堵，

密封胶嵌缝

下盘

上盘

施工缝

U 型止水带

420

400400

Φ20@200钢筋

10厚钢板100

注浆导管

施工缝

4010011550

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2017No.14

原设计混凝土

迎水面

防水砂浆抹平

密封胶封严图9螺杆洞封堵做法

型防水涂料→喷涂速凝橡胶沥青防水涂料施工→涂刮聚合物防水砂浆。3.3.1

涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料

用水湿润待施工的干燥基面，将调配好的水泥基渗透结晶型防水涂料涂刷在基面，涂刷时要注意来回用力，确保凹凸处满涂，并厚薄均匀。3.3.2

喷涂速凝橡胶沥青防水涂料施工

喷涂速凝液体橡胶防水涂料应喷涂均匀、厚薄一致，遵循“先细部、后大面，由远及近、由低到高”的原则。一般需连续喷涂4～6遍达到设计厚度，上下两遍涂膜需相互垂直、

厚薄一致。施工时，喷距离喷涂基面距离宜为600~800mm ，A 、B 组分在距离基层150～200mm 处交叉混合，喷与基层应垂直。3.3.3

涂刮聚合物防水砂浆

施工完毕后，分批次涂刮共10mm 厚Ⅱ型聚合物抗裂防水砂浆，以保证雨水舱表面的抗裂性。3.4特殊节点部位构造做法3.4.1

地裂缝处U 型止水带安装

U 型止水带是管廊跨地裂缝处特殊变形缝上设置的最后一道防水线，起到防水和引流的双重作用。U 型止水带（图7）固定过程中要严格按照操作步骤进行：

1）将止水带两端头进行固定、拉毛；2）涂刷止水带专用粘接剂；

3）对接茬部位进行保护；4）使用U 型钢片和螺丝对止水带接茬部位进行固定，固定的锚栓和支点要牢固结实，以防坠落。在安装过程中，严禁损伤或刺穿主体结构防水层和止水带的防水功能部位端模板，且型止水带侧翼的配合部位应紧贴、压实以

防漏浆，并做好临时移动保护措施。3.4.2

施工缝

结构必须连续浇筑，做到不留施工缝。壁板原则上不留施工缝，若必须留设时，只能留纵向水平施工缝，不允许留垂直施工缝，位置在底板顶面以上0.5m 处；在有洞口的地方，施工缝与洞口边缘的距离不小于0.5m 。施工缝（图8）处设置中埋式钢板止水带，并预埋注浆管。

3.4.3穿墙螺杆洞

考虑到外墙的防渗漏以及天然气舱必须密闭，本项目的穿墙对拉螺杆均采用可拆卸式止水螺杆，中间节焊接50mm ×50mm ×5mm 钢板止水环，并在混凝土表面做30mm ×30mm ×25mm 凹面。拆模后，剔除端部塑料堵头，清理干净，涂抹双组分聚硫密封胶，再用聚合物防水砂浆抹平，见图9。

3.4.4变形缝

变形缝（图10—11）设置宽度为30mm ，除设置氯丁橡胶止水带、粘贴闭孔型聚乙烯泡沫塑料板外，用双组分密封胶进行封堵；此外，对于底板底部的变形缝部位再加设300mm 宽玻璃布和遇水膨胀止水条，以保长效防水性。

盖型螺母锚固螺栓橡胶垫片

30

钢垫片

钢压板

钢背板三元乙丙橡胶

遇水膨胀橡胶未硫化丁基橡胶腻子

氯丁-酚醛单组分胶粘剂聚合物水泥防水砂浆

250

化学锚栓

195

130

42

1619图7U 型止水带安装方式

中埋式钢板止水带预埋注浆管

150

150防水加强层

图8纵向施工缝节点做法

中国建筑防水2017No.14

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聚乙烯泡沫塑料板

双组分聚硫密封胶

氯丁橡胶止水带b /2

b /2

b

30

30

30

图10侧壁、顶板横向变形缝节点做法

30

底板顶面

30

30

底板

氯丁橡胶止水带

b /2

b /2

b 100

聚乙烯泡沫塑料板

双组分聚硫密封胶300宽玻璃布

C15混凝土垫层

图11底板横向变形缝节点做法

3.4.5管廊侧壁防水做法

管廊侧壁主体结构分两段浇筑，立面卷材随主体

结构按流水段分段施工。

立面上端卷材需上翻至顶板平面，并超出非固化涂料与卷材形成的防水加强层100mm ，见图12。

3.5施工过程质量管控

3.5.1

建立工序及工作面移交制度

外墙及雨水舱内防水施工前，对螺杆眼封堵及防

水基层进行工作面移交，经工程部组织监理、质量部及工作面移交单位、接收单位对工作面进行验收移交，书面填写工作面验收移交表格，否则禁止下一步工序施工。

3.5.2建立变形缝样板验收制度

变形缝施工必须样板先行，样板严格按照工序流

程进行施工，由质量部组织甲方、监理、技术部和工程部联合验收合格后才能进行大面积施工。3.5.3

其他措施

1）为确保膨内传混凝土发挥其遇水自动修复微裂缝的功能，项目建立了混凝土养护机制，并引入质

量评比机制，确保混凝土养护到位。

2）为避免钢丝网片外漏的质量通病问题，通过在侧墙上用砂浆垫块控制保护层厚度，保证了外墙抗裂钢丝网片有20mm 的保护层厚度。4结语

综合管廊作为城市市政基础建设的重要部分，其结构设计使用年限为100年，这对管廊的防水提出了很高的要求[4-5]；昆明路管廊项目拥有复杂的水文地质环境，做到百年防水、确保工程防水质量是一个巨大的挑战。本项目充分借鉴了专家提出的宝贵意见，确定了结构自防水、建筑外防水、特殊节点防水三大体系作为支撑的防水方案，并在施工中严控各道流程，确保施工后管廊结构不发生渗漏。

西安市昆明路地下综合管廊的建设和防水施工对于我国正在兴起的城市地下综合管廊的发展具有重要意义，项目的防水设

计与施工效果也为后续管廊的规划及发展提供了参

考价值。参考文献：

[1]李新生，闫文中，李同录，等.西安地裂缝活动趋势分析[J].

工程地质学报，2001，9（1）：39-43.[2]

中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50208—2011地下防水工程质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.[3]

国家人民防空办公室.GB 50108—2008地下工程防水技术规范[S].北京：中国计划出版社，2008.[4]

中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50838—2015城市综合管廊工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2015.[5]王恒栋.GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》解

读[J].中国建筑防水，2016（14）：34-37.

（编辑：吴悦）

图12侧墙与顶板交接处防水做法

耐根穿刺卷材防水层

非固化涂料防水层钢筋混凝土顶板保护层

自粘卷材防水层非固化涂料防水层钢筋混凝土侧墙

≥100

100

涂料与卷材加强

250

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