新荔湾：浅谈地下电缆隧道工程防水

 

　　一引言

 

　　为使地下电缆隧道工程防水的设计和施工符合质量可靠、技术先进、经济合理、安全适用的要求，需要了解地下电缆构筑物的特点。

 

　　地下电缆隧道工程，通常上覆土层较厚，地下管线复杂，因此对构筑物的防水设计提出了更高的要求。工程防水方案应根据工程规划、结构形式、材料选择、结构耐久性和施工工艺等确定。

 

　　二地下工程防水处理

 

　　01防水处理原则

 

　　电力工程的相关设计规范中没有规定隧道的防水等级，隧道的设计通常执行国标《地下工程防水技术规范》(GB50108)，“规范”中规定：二级防水适用于人员经常活动的场所；在有少量湿渍的情况下不会使物品变质、失效的贮物场所及基本不影响设备正常运转和工程安全运营的部位；重要的战备工程。三级防水适用于人员临时活动的场所；一般战备工程。

 

　　《国家电网公司电缆通道管理规范》第十四条规定：隧道结构防水等级不应低于二级。

 

　　二级防水等级要求，主体结构、变形缝采取不少于2种防水方式，施工缝采取不少于1种防水方式。

 

　　防水处理原则总结如下：

 

　　1）地下电缆工程防水设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则，即以防为主，以排为辅，多道设防，刚柔相济。

 

　　2）地下电缆工程防水设计和施工应符合环境保护的要求，并应采取相应的措施。

 

　　3）地下电缆工程的防水，应积极采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量可靠的新材料、新技术、新工艺。

 

　　4）地下电缆工程的防水设计和施工，应符合国家、地区、行业有关标准的规定。

 

　　02地下电缆构筑物防水处理方法

 

　　地下电缆工程防水处理主要包括：地下工程混凝土结构主体防水和混凝土结构细部构造防水。

 

　　2.1混凝土结构自身抗渗防水

 

　　混凝土结构自身防水是根本的防线，结构自身防水是抗渗漏的关键，因此在施工中分析地下电缆构筑物混凝土自身的抗渗能力，应当成为防水设计的重点。防水混凝土的自身防水效果影响因素主要有以下几点：

 

　　混凝土防水剂选择和配比设计；

 

　　原材料质量控制及准确计量；

 

　　施工过程中的质量把控，如混凝土的振捣和养护等；

 

　　混凝土保护层厚度控制，混凝土保护层厚度不够，常常由于施工时不能保证施工质量，出现裂缝，造成渗漏。

 

　　从质量控制的角度来讲，如果采用质量合格防水抗渗的商品混凝土，混凝土主体基本可以满足防水要求。但是为了防止防水混凝土的毛细孔、洞和裂缝渗水，还应在结构混凝土的迎水面设置附加防水层，这种防水层应是柔性或者韧性的，来满足混凝土的缺陷。因此地下防水设计应以防水混凝土为主，在设置附加防水层封闭层和主防层。

 

　　地下电缆构筑物的外墙主要起自防水的作用，再做卷材外防水。目前较为普遍的做法就是在构筑物主体结构的迎水面粘贴防水卷材或涂防水层，再做保护层，达到多道设防、刚柔相济的目的。由于地下防水层长期处于潮湿和水渗透的环境，有时还有一定的水压力，因此除满足防水基本功能外，还应具备与外墙紧密粘结的性能。同时防水层埋置在地下具有永久性和不可置换性的特点，因此必须长久耐用。

 

　　2.2混凝土结构细部构造防水

 

　　混凝土主体结构的防水是地下电缆构筑物防水的基础，而混凝土结构细部构造的防水设计同样影响构筑物的防水抗渗能力。在地下电缆构筑物中，混凝土结构细部构造包括变形缝、穿墙管（盒）、预埋件、预留通道接头、坑（池）等。

 

　　03地下电缆工程防水方法比选

 

　　3.1防水方法概述

 

　　传统地下工程防水一般包括以下几种：

 

　　1)混凝土结构的自身防水，依靠混凝土本身的抗渗性和密实性来防水。

 

　　2)增加防水层，在结构物的外侧增加防水层，以达到防水的目的，常用防水层有水泥砂浆、卷材、沥青胶结材料和金属防水层，见图3.1-1。

 

　　3)加强渗排水措施，利用盲沟、渗排水层等措施来排除附近的水源，以达到防水目的。

 

　　4)设置滑动层，用油毡或新型防水卷材作滑动层，并用厚质水性防水涂料作粘结剂作附加防水层。

 

　　目前，较为先进的地下工程防水技术追求结构防水一体化施工，在结构混凝土中掺入F-511B抗渗混凝土防水密实剂的基础上，结构面层抹压F-511A防水砂浆，节点、变形缝等部位采用柔性密封材料处理，构成“刚性复合，以柔适变”的防水体系，见图3.1-2。

 

　　图3.1-2躯体式复合防水技术

 

　　结构防水一体化施工，相比传统柔性防水技术减少了找平层、界面层、保护层等三道工序，使得施工更加简捷，减少了工序间歇的时间缩短了工期。同时，防水与结构的同步施工，弱化了施工条件要求，减少了施工工序，降低施工成本。并且，F-511A/B地下刚性复合防水技术系统在使用过程中不产生任何有毒有害气体或废弃物，对环境、土壤、地下水资源等无污染。

 

　　3.2防水方案选择

 

　　传统的柔性防水材料（又称“雨衣”或“皮肤”式）防水，使用年限有限，宜出现漏、窜、老化等现象；F-511A/B地下复合防水技术系统为无机结构自防水体系，即“躯体”式防水，受环境因素影响小，结构与防水同寿命，尤其在地下防水中完全避免了柔性防水的弊端。

 

　　采用躯体式复合防水技术，同时附加辅助柔性防水措施，刚柔相济，双管齐下，达到极佳的防水效果，满足高标准防水要求。

 

　　三新区工程经验总结

 

　　为了高标准、高起点、高要求建设新区工程，在新区隧道工程中优化了防水做法，提升了防水性能。

 

　　01采用新型防水外加剂提高防水性能

 

　　新型混凝土防水外加剂与水泥水化产物发生化学反应后的结晶可填充混凝土内部毛细孔隙，结晶体遇水膨胀，堵塞混凝土内部水的通路，可堵塞0.2-0.8mm的裂缝。新型混凝土防水外加剂通过与混凝土中钙镁离子的反应增强混凝土的整体密实性，从提高混凝土的抗压、抗拉强度，减少混凝土的收缩开裂，提高混凝土的抗冻融能力。普通混凝土加入新型混凝土防水外加剂后，其抗渗能力为P22-P26（可承受2.2-2.6MPa的抗渗压力），避免建筑物在地下水充沛时长期浸泡所造成的渗漏隐患。

 

　　02采用非固化橡胶沥青涂料

 

　　非固化橡胶沥青涂料作为一种新型防水涂料，具有以下有点：

 

　　1）良好的弹塑性能。非固化橡胶沥青涂料可吸收混凝土基层细微裂缝产生的开裂应力，不直接传递给防水卷材层，提高防水层的可靠性并延长防水层的使用寿命。

 

　　2）强劲的粘结力。非固化橡胶沥青涂料可与不同的基层进行粘结，粘结强度高，在潮湿基面上也有很好的粘结力，保证了粘结效果。

 

　　3）优异的自愈合性能。非固化橡胶沥青涂料可形成“皮肤式”满粘贴效果，并能填补混凝土基层的变形裂缝。

 

　　4）良好的施工性能。非固化橡胶沥青涂料可一次厚涂至指定厚度，无需反复施工且无需养护。施工温度范围宽，可在-20℃~40℃环境下施工。

 

　　03特殊部位防水设计优化提升

 

　　1）变形缝的防水构造优化

 

　　顶板变形缝采用迎水面嵌缝+中埋式钢边橡胶止水带+背水面嵌缝防水构造。

 

　　侧墙变形缝采用外贴式止水带+中埋式钢边橡胶止水带+背水面嵌缝防水构造。

 

　　底板变形缝采用背水面嵌缝+中埋式钢边橡胶止水带+外贴式止水带防水构造。

 

　　2）施工缝的防水构造优化

 

　　施工缝处采用了中埋式钢边橡胶止水带、遇水膨胀止水条、水泥基渗透结晶防水涂料、防水材料加强层，4道防水线，优于规范规定的基本要求，提升了防水性能。

 

　　3）阴阳角防水构造优化

 

　　阴阳角防水设计采用防水加强层作为加强措施，同时在阴阳角处500mm范围内混凝土保护层内铺Ф6@200X200钢筋网片作为抗裂措施。

 

　　4）穿墙管防水构造优化

 

　　外墙穿墙管采用柔性套管，套管（或主管）均设置止水环，并要求做闭水实验，杜绝洞口渗水。

 

　　群管采用套管型式，设置防水加强层，遇水膨胀止水条，用防火堵料堵实电缆与预留管之间缝隙,封堵深度为30mm，采用软腻子将电缆与管道之间及电缆管周围缝隙封堵严密，防止渗水。

 

　　四小结

 

　　地下工程防水的设计和施工都应遵循防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理的原则。地下工程防水是一个系统性工程，完备的工程设计、先进的施工工艺、可靠的工程材料，井井有条，环环相扣，才能确保工程防水万无一失。