复杂高抗渗现浇混凝土排水沟施工技术研究

刘慧丽，刘 健，刘佳佳

(浙江交工集团股份有限公司港航工程分公司，浙江 杭州 310051)

1 引 言

随着国家经济和进出口商品的不断发展，各类港口吞吐量已不满足日益增长的人民需求，其作为国际中商品流通的基础设施之一，为国家经济发展做出了突出的贡献。而在港口堆场工程的建设期和运营期，堆场防排水工程是十分重要的，其是延长堆场使用寿命的关键技术。众所周知，水毁灾害是堆场破坏的原因之一，因此需要对堆场排水沟技术进行研究。

现浇排水沟施工的传统工艺为：开挖基槽→浇注垫层→测量放样→浇注钢筋混凝土底板→浇筑钢筋混凝土沟壁→预制、安装钢筋混凝土盖板→基槽回填夯实，但针对复杂陆域堆场地质下进行排水沟施工会遇到以下问题：(1)排水沟防渗水性能差。(2)排水沟导流不顺畅。(3)排水沟侧壁模板施工效率低。

2 传统工艺中存在的问题

我国隧道建设中铁路隧道起步最早，但铁路隧道建设中的防水意识也是因为20世纪80年代新奥法的引入才产生的，仅仅是采用混凝土衬砌防水，变形缝、施工缝等结构细部防水仍未被注意。20世纪80年代中后期，我国才对公路隧道的防排水系统施工和防水材料提出了严格要求。1988年7月1日开始执行的《地下工程防水技术规范》(GBJ108-87)中提出了地下工程防水总治理原则，即“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”。2001年开始执行的《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)，对地下工程设计、施工内容进行了修订，增加了量化的防水等级标准，并提出了具有针对性的防水设计方案，如不同的施工方法下结构主体、施工缝、变形缝、后浇带等不同防水措施的选择，让地下工程防水设计方案选择更有迹可循，更方便。

城市隧道与铁路、公路隧道有许多共同点，目前无针对城市下穿隧道的国家规范或标准，一般参考的规范有公路隧道设计规范、城市道路设计规范、地下工程防水技术规范等。但由于城市隧道所处的特殊地理环境和使用功能要求，需配置给排水管及通风、照明交通监控、有线广播和无线通讯系统的各种电缆、电线和设备、仪器、仪表，防水标准要高于公路、铁路隧道的防水标准。《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)规定隧道拱部只“渗”不“滴”，边墙不“淌水”，而城市隧道防水标准至少要达到“不渗”，以确保洞内干燥，并且要遵循“多道设防”的设计原则。

由于城市下穿隧道路面特点，引道纵坡大，可高达5%，一般不设雨水口，而是在道路两侧设置联算式收水井作为收水设施。然而，当雨水量较大，地面径流需经过较长时间汇集到道路最低点处的雨水口，雨水不能及时排出，容易形成积水，因此，越来越多的工程开始在引道最低点设横截沟截留雨水。若只单独设置横截沟，引道纵坡>3%时，雨水容易漫流过横截沟进入隧道内。因此，许多工程在城市下穿隧道排水设计时，采用横截沟与联篦收水井组合方案。隧道敞开段雨水通过纵坡形成地面径流，排入隧道暗埋段进口处的横截沟，以截留雨水；联篦式收水井收集道路两侧雨水和横截沟汇水，并通过排水泵站提升到市政管网，排出隧道。

长期以来，我国下穿式隧道排水系统一直存在着耐久性问题，导致行车噪音大、跳车严重、收水效果差及引发路面损坏等不良后果，已无法满足快速路的使用要求。为了详细了解排水系统问题，对某市的20条隧道的中的86个排水沟进行现场调查，多因排水沟井篦材质、框篦结构衔接方式选择不正确，施工工艺不足、施工操作不当等因素导致排水沟损坏。

3 工艺原理和特点

高抗渗性现浇排水沟包括钢筋混凝土盖板、现浇钢筋混凝土集水沟、C10素混凝土垫层、二布一膜复合土工膜和碎石垫层等。研发了现浇排水沟高抗渗防水体系，在排水沟塑混凝土垫层上铺设二布一膜复合土工膜，墙体达到设计强度后外翻二布一膜复合土工膜。提出了现浇排水沟平顺导流系统，排水沟导流拐角处埋设高性能排水管弯头，排水管弯头处与模板绑扎连接。研发了现浇排水沟模板快速施工工艺，在拐角处采用组合式钢模板与钢支架体系。沟壁模板采用对拉止水螺杆加固，水沟内侧模板设置对撑，沟壁外侧模板用三角支撑和利用沟槽壁顶撑加固。见图1～图3。

图1 现浇排水沟结构示意图

图2 平顺导流示意图

图3 装配式模板示意图

高抗渗性现浇排水沟在施工应用中有明显的技术优势。

(1)排水沟抗渗性能好。研发了现浇排水沟高抗渗防水体系，在排水沟塑混凝土垫层上铺设二布一膜复合土工膜，墙体达到设计强度后外翻二布一膜复合土工膜，大大提高了排水沟的抗渗性能。

(2)平顺导流效果佳。提出了现浇排水沟平顺导流系统，排水沟导流拐角处埋设高性能排水管弯头，排水管弯头处与模板绑扎连接。

(3)施工速度快。研发了现浇排水沟模板快速施工工艺，在拐角处采用组合式钢模板与钢支架体系。沟壁模板采用对拉止水螺杆加固，水沟内侧模板设置对撑，沟壁外侧模板用三角支撑和利用沟槽壁顶撑加固。

(4)止水效果佳，沟壁模板采用对拉止水螺杆加固，相比于普通的对拉止水螺杆止水效果更佳。

4 工艺流程和操作要点

施工工艺流程见图4。

图4 施工工艺流程图

上述施工流程中的操作要点包括以下几个方面。

(1)基槽开挖

基槽土方开挖接近建基面时为避免破坏基底土体，在基底标高以上预留30～50cm的保护层，待浇筑前采用机械结合人工清除。开挖机械拟采用两台PC200液压反铲挖掘机配合施工，一台负责开挖，另一台负责翻料装车，同时确保基槽四周不得有土方堆载。

(2)垫层浇筑

集水沟底部设有级配碎石垫层和素混凝土垫层。混凝土采用现场混凝土搅拌站搅拌，输送车运送至现场，自卸入模，人工摊铺，平板振动器振平实。素混凝土垫层模板采用槽钢或小钢模，用钢钎固定。在垫层浇筑施工完成后，摊铺二布一膜复合土工膜。

(3)钢筋绑扎

清扫基层→放底层钢筋网片位置线→底板底层钢筋网片→下层网片保护层垫块→钢筋马凳→底板上层钢筋网片→沟壁外侧钢筋网片→沟壁内侧钢筋网片→验收。钢筋安装绑扎时，钢筋间距符合设计要求，钢筋交叉点全部点焊或扎丝绑扎，扎点牢固，保证钢筋骨架的整体性。绑扎沟壁钢筋网片时，网片两侧采用钢筋支扶措施，防止钢筋网片倾倒伤人。沟壁钢筋网片绑扎完毕，绑扎沟壁钢筋保护层垫块，垫块设置不少于4块/m2。

(4)模板施工

钢模板运至现场前进行预拼，检查模板的平顺度等，符合要求后运至现场。对于周转次数多或有特殊要求的部位(变形缝、后浇带等)，也可采用加工专用或组合式钢模板，以适应特殊需要。沟壁采用对拉止水螺杆加固，在距底部50 cm及顶部位置各设一道，对拉止水螺杆水平间距1.0 m，水沟内侧模板设置对撑，沟壁外侧模板用三角支撑和利用沟槽壁顶撑加固。支撑间距60～75 cm。

(5)混凝土浇筑

混凝土采用自建拌合站集中拌合运输。采用底板、沟壁两次浇筑。先底板后沟壁。底板浇筑完后，间隔适当的时间，浇筑沟壁混凝土，避免在沟壁与底板交界处出现混凝土孔洞、烂根、露石等现象。

(6)基槽回填夯实

当混凝土达到设计强度后，沿着排水沟方向对基槽进行回填，回填采用对称回填，防止回填中受到挤压。

5 与传统工艺对比分析

现浇排水沟施工的传统工艺为：开挖基槽→浇注垫层→测量放样→浇注钢筋混凝土底板→浇筑钢筋混凝土沟壁→预制、安装钢筋混凝土盖板→基槽回填夯实，但针对复杂陆域堆场地质下进行排水沟施工会遇到以下问题。(1)排水沟防排水性能差。(2)排水沟导流不顺畅。(3)排水沟侧壁模板施工效率低。

6 结 论

(1)研发了现浇排水沟高抗渗防水体系，在排水沟塑混凝土垫层上铺设二布一膜复合土工膜，墙体达到设计强度后外翻二布一膜复合土工膜。

(2)提出了现浇排水沟平顺导流系统，排水沟导流拐角处埋设高性能排水管弯头，排水管弯头处与模板绑扎连接。

(3)研发了现浇排水沟模板快速施工工艺，在拐角处采用组合式钢模板与钢支架体系。沟壁模板采用对拉止水螺杆加固，水沟内侧模板设置对撑，沟壁外侧模板用三角支撑和利用沟槽壁顶撑加固。