地鐵車站污水運營至道路位置的遷改方案

地鐵車站污水運營至道路位置的遷改方案

1污水總管道側(cè)壁與地鐵主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析在河北省石家莊地鐵3號線開通前，污水管道將永久性轉(zhuǎn)移到道路兩側(cè)。中華大街污水管道為城市排水主管道,流水截面積為3.6m2;石家莊地鐵3號線埋深約-17m,污水管道埋深-5m,污水主管道側(cè)壁與地鐵主體結(jié)構(gòu)凈水平間距部分地段不足2.5m,結(jié)構(gòu)防水問題突出,防水設(shè)計與施工是工程項目的控制重點。遷改的中華大街污水方溝位于新石北路與新市中路之間,東西兩側(cè)總長約500m,東側(cè)為2m×1.8m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土方溝及直徑2000mm的玻璃鋼直埋管道;西側(cè)為直徑500mm的HDPE開槽直埋管道及直徑1000mm的玻璃鋼頂管。地鐵工程混凝土結(jié)構(gòu)永久性標(biāo)準(zhǔn)按100年考慮,污水遷改工程作為其最大的配套工程,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足其要求,各類防水技術(shù)應(yīng)在工程中充分利用,嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管控。2廢水處理道結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)為防水2.1污水方溝防水混凝土施工方溝采用C30防水混凝土,混凝土抗凍標(biāo)號為D50,抗?jié)B標(biāo)號為P6,防水等級設(shè)計為二級,水平施工縫采用鋼板止水帶(圖1);每20m設(shè)一道沉降縫,縫間設(shè)中埋式橡膠止水帶(圖2)。方溝溝槽開挖后,首先進(jìn)行釬探試驗,地基承載應(yīng)不小于135kPa。新建混凝土方溝段,地質(zhì)情況均勻,實測承載均大于200kPa,墊層采用10cm的C15素混凝土,地基穩(wěn)定避免后期混凝土施工出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫,提高結(jié)構(gòu)自防水性能。鋼筋保護層厚度為5mm,結(jié)構(gòu)主筋直徑較理論計算值增大2mm,減緩混凝土碳化對鋼筋的腐蝕,提高地下結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性?，F(xiàn)澆混凝土方溝底板及側(cè)墻厚度為40cm,超出《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的250mm的要求,頂板原來設(shè)計為預(yù)制蓋板,設(shè)計厚度220mm,考慮到石家莊市區(qū)排水未完全實現(xiàn)雨、污分流,汛期污水方溝經(jīng)常由重力流無壓管道成為滿流承壓管道,每塊預(yù)制蓋板寬1m,預(yù)制板間接縫及預(yù)制板與方溝側(cè)墻接縫較多,防水質(zhì)量不易控制,易出現(xiàn)安全隱患,且在西三教地鐵站施工期間,污水方溝上方是中華大街交通疏解的臨時快車道,地面靜荷載與動載長期作用于方溝頂板,也會造成防水質(zhì)量問題?？紤]到這些不利因素,經(jīng)與石家莊市軌道交通公司協(xié)商,將污水方溝頂板與側(cè)墻整體現(xiàn)澆,厚度為300mm,配筋相應(yīng)調(diào)整,結(jié)構(gòu)自防水性能進(jìn)一步提高。污水方溝的防水設(shè)計符合規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,并有一定冗余量;施工時嚴(yán)格控制工藝流程,加強質(zhì)量管控。防水混凝土具體技術(shù)要求為:1)使用普通硅酸鹽水泥,采用中砂,含泥量、硫化物和硫酸鹽含量均不大于1%,減水劑、防水劑采用非氯外加劑,混凝土強度、防凍標(biāo)號、防滲標(biāo)號試配時,粗骨料最大粒徑不超過25mm,盡量使用細(xì)骨料;2)防水混凝土試配時抗?jié)B水壓值較設(shè)計值提高0.2MPa,在滿足混凝土抗?jié)B等級前提下達(dá)到強度等級要求,凝膠材料使用總量不得小于320kg/m3,其中水泥用量不得小于280kg/m3,砂率35%~45%,水膠比不得大于0.45;3)預(yù)拌混凝土到場坍落度控制在120~160mm,初凝時間6~8h。方溝澆筑工藝流程如下:1)澆筑40cm厚的底板及側(cè)墻。綁扎鋼筋時將止水鋼板用架立鋼筋焊接固定,止水鋼板滿焊連接,焊縫打磨平整,澆筑混凝土?xí)r止水鋼板植入混凝土20cm,混凝土頂面為水平施工縫;在沉降縫處底板及側(cè)墻安置中埋式橡膠止水帶。2)澆筑140cm高的側(cè)墻及方溝頂板。施工時盡量減少施工縫及沉降縫,澆筑之前模板安裝牢固,固定模板的穿墻螺栓采用工具螺栓(圖3),中間滿焊止水環(huán),模板拼裝不漏漿。3)澆筑底板及側(cè)墻分兩層連續(xù)進(jìn)行,每層不超過50cm;第二步澆筑側(cè)墻及方溝頂板分4層連續(xù)進(jìn)行。混凝土振搗做到不漏振、不欠振、不超振?；炷恋恼駬v密實度不僅直接影響混凝土強度,還直接影響其抗凍、抗?jié)B指標(biāo),影響混凝土碳化與鋼筋腐蝕,因此將混凝土振搗作為質(zhì)量控制點,施工時專人嚴(yán)格控制。4)第二步側(cè)墻及方溝頂板混凝土澆筑之前,將水平施工縫表面及止水鋼板表面的浮漿和雜物清除干凈,用鼓風(fēng)機吹掃、用水沖洗,然后涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料,再施工30mm厚的1∶1水泥砂漿,并及時澆筑混凝土。兩步混凝土發(fā)生水化反應(yīng),與施工縫止水鋼板共同起到防水作用。地鐵工程工期緊,部分混凝土方溝在冬季氣溫最低月份施工,為保證混凝土質(zhì)量,利用污水方溝及溝槽的構(gòu)造形式,搭設(shè)暖棚進(jìn)行養(yǎng)護;方溝兩端封閉,內(nèi)部使用煤爐、外側(cè)使用電熱毯加熱,并用草苫加塑料薄膜覆蓋,測定方溝內(nèi)部溫度在10℃以上,方溝外側(cè)溫度在8℃左右,送檢混凝土試塊全部合格。自然養(yǎng)護試塊試壓強度達(dá)到設(shè)計強度70%時開始回填,流水施工、邊挖邊填,方溝周圍800mm范圍內(nèi)的回填土中不得有磚塊、腐殖土、凍土,溝槽為亞黏土土層,按照最佳含水量、各部分回填密實度達(dá)到排水管道施工及驗收規(guī)范要求。方溝兩側(cè)對稱回填,每層松填土厚度250~300mm;方溝頂部回填土超過500mm,可用機械碾壓回填,每層壓實厚度不超過250mm?；炷恋酿B(yǎng)護及周圍回填土的密實度會影響污水方溝的整體防水性能。2.2鋼管接口水壓試驗玻璃鋼(FiberReinforcedPlastics,簡稱FRP)是纖維增強復(fù)合塑料。FRP熱膨脹系數(shù)與混凝土相近,當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時,FRP與混凝土協(xié)調(diào)工作,兩者間不會產(chǎn)生大的溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)裂縫,且玻璃鋼管道抗污水腐蝕能力強,接頭做好防水處理,玻璃鋼管道本身不滲漏,故較抗?jié)B混凝土防水性能優(yōu)越。由于施工進(jìn)度、場地等其他方面的原因,選用5根直徑為2000mm玻璃鋼管道與現(xiàn)澆混凝土污水方溝通過檢查井連接,每根玻璃鋼管道長12m、質(zhì)量為8000kg,采用雙膠圈(O形截面)承插式接口,環(huán)剛度為10kN/m2、壓力等級0.25MPa。供貨方在玻璃鋼管道出廠前,要按照GB/T5351—2005《纖維增強熱固性塑料管短時水壓失效壓力試驗方法》做水壓滲漏試驗,合格后方可出廠,吊裝運輸時注意保護接口。現(xiàn)場用吊帶吊裝,首先將單口水壓試驗用的進(jìn)水口(出廠前在管道兩膠圈中間側(cè)壁上打10mm圓孔)調(diào)整到最上端,然后清潔承插端口,端口涂醫(yī)用凡士林、插口安裝兩道膠圈,用小型液壓千斤頂推進(jìn),在管道接口兩膠圈之間注水、打壓做單口水壓試驗,用手提式小加壓泵打壓至0.5MPa以上,持壓2min無壓降,管道即為安裝合格,最后用M10不銹鋼螺絲封孔。按照施工規(guī)范進(jìn)行溝槽對稱回填,防止玻璃鋼管道出現(xiàn)上下、左右位移。管頂50cm以上,可用蛙夯、沖擊夯或小型壓路機壓實;管頂100cm以上,可用筑路機械壓實。D1000玻璃鋼頂管因為施工時有頂力傳遞,工藝要求都為企口式連接,外敷寬30cm、厚5mm的鋼套環(huán),玻璃鋼頂管環(huán)剛度12kN/m2、壓力等級0.25MPa。為保證管道防水質(zhì)量,要求頂管四周超挖小于2cm,管道接口平整嚴(yán)密。頂管完成后,在管道內(nèi)進(jìn)行玻璃鋼管道接口防水施工,首先用樹脂膠泥對頂管接口嵌縫,然后用砂輪打磨接口30cm范圍管道內(nèi)壁,使表面粗糙,再用丙酮清理打磨后管壁上附著的粉末,用刷子、壓輥內(nèi)貼3層玻璃布,玻璃布應(yīng)充分浸潤樹脂。2.3改造井段,保證暗排放量HDPE雙壁波紋管管徑為500mm,環(huán)剛度為8kN/m2,采用單膠圈(U形截面)承插連接。由于管徑較小,閉氣試驗簡便,每一個井段都做閉氣試驗,合格后再砌井、回填,避免漏水。HDPE管道質(zhì)量輕,回填土尤其是半管以下部分,不要過度夯擊,達(dá)到規(guī)范要求密實度即可,避免管道位移,影響管道氣密性。管道回填至管頂以上50cm前,注意溝槽不得進(jìn)水,防止引起管道上浮,密封膠圈失效,管道漏水。2.4井壁抹面施工檢查井本身及檢查井壁與管道連接處是防水的薄弱環(huán)節(jié)。西側(cè)污水管道用磚砌檢查井,東側(cè)污水管道檢查井為現(xiàn)澆混凝土井室、磚砌井筒。磚砌檢查井底板混凝土同污水方溝混凝土施工,井壁嚴(yán)格按照砌體工程施工及驗收規(guī)范施工,井壁與管道的相連處用加入膨脹劑的1∶1水泥砂漿砌筑,管口(切除承口)設(shè)置兩道止水膠條,灰漿飽滿,管道上方砌筑拱券(圖4)。井壁抹面采用聚合物水泥防水砂漿,多層抹壓施工,每層連續(xù)施工,最后一層提漿壓光,砂漿未硬化前不得澆水或雨淋。聚合物防水砂漿采用干濕交替的養(yǎng)護方法,早期硬化后7d采用潮濕養(yǎng)護,后期自然養(yǎng)護,砂漿終凝后泛白前不得直接灑水,防止沖走砂漿中的乳膠而破壞膠網(wǎng)膜的形成。養(yǎng)護溫度不低于5℃,一般14d強度達(dá)到80%?，F(xiàn)澆混凝土檢查井同污水方溝混凝土施工。管道接口、井壁中間設(shè)置兩道止水膠條,澆筑混凝土之前,避免止水膠條受潮、遇水失效,管道接口處振搗混凝土?xí)r,注意振動棒不要碰觸止水膠條,保持至少10cm的安全距離。3詳細(xì)結(jié)構(gòu)的防水3.1混凝土澆筑中埋式止水帶對沉降縫防水起重要作用,但施工時易出現(xiàn)振搗不密實、混凝土內(nèi)氣泡排不出、模板漏漿、止水帶移位等質(zhì)量問題。為保證止水帶防水效果,在沉降縫頂板及底板每側(cè)用4組Φ16定位鋼筋和Φ10@150箍筋套上下夾緊固定(圖5),具體措施如下:1)頂板、底板水平放置的止水帶兩邊用鐵絲穿孔斜向上拉,鐵絲綁扎于上層鋼筋,使止水帶稍微翹起,與中間空心圓環(huán)成15°水平夾角;頂板及底板止水帶固定后成盆形,便于澆筑時排出混凝土內(nèi)部空氣。兩側(cè)墻垂直放置的止水帶,在定位鋼筋上綁扎墊塊固定,保持其界面平展,并采用吊線墜的方法來控制垂直橡膠止水帶的垂直度。2)止水帶在4個拐角處做成弧形,止水帶接頭設(shè)在頂板。兩接頭止水帶橡膠梗用壁紙刀削平,長度30cm(搭接區(qū))。將接頭用補胎銼打磨粗糙,并用汽油擦掉表面油污,晾至表面干燥,滿涂薄薄的一層橡膠專用膠,晾至干燥,再滿涂第2遍膠,晾至僅有觸黏性時將兩頭按預(yù)定位置粘合,加壓放置30min,接頭部位邊角無翹曲,即可安裝。3)在澆筑混凝土?xí)r,為保證水平放置止水帶的中心標(biāo)高,施工前在模板上標(biāo)出控制線,并在底板鋼筋處點焊有止水環(huán)的鋼筋棍以用來檢查調(diào)整標(biāo)高,確保橡膠止水帶中間空心圓環(huán)與結(jié)構(gòu)中線重合。防水混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋及綁絲等不得接觸模板,防止拆模后露筋腐蝕,影響防水?；炷翝仓?對止水帶及縫內(nèi)雜物清洗干凈,以保證止水帶與混凝土緊密結(jié)合。4)在第一步澆筑底板及側(cè)墻時,必須有專人負(fù)責(zé)止水帶附近的搗實和排氣。首層混凝土澆筑時要使混凝土稍高于止水帶,便于混凝土能夠一次性振搗密實。最后用圓木棍在止水帶上部逐點搗實,將止水帶下的氣泡排出。側(cè)壁混凝土在止水帶兩側(cè)同時分層澆筑振搗,確?；炷琳駬v密實。第二步頂板與側(cè)墻澆筑時,同樣注意止水帶的定位及周圍混凝土的振搗。方溝整體澆筑完成后,注意中埋式橡膠止水帶周圍灑水養(yǎng)護,防止出現(xiàn)裂縫,影響防水。3.2污水方溝施工檢查井處預(yù)埋的爬梯在方溝一側(cè)側(cè)壁上,選用注塑防腐鋼爬梯,埋設(shè)深度12cm,預(yù)埋件防腐及預(yù)埋件后方混凝土厚度滿足《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》的要求。污水方溝預(yù)留接戶管采用HDPE管道,廠家提供專用遇水膨脹膠圈,每處兩道膠圈澆筑于側(cè)墻內(nèi),并在墻內(nèi)側(cè)沿管道開口周邊預(yù)留凹槽,拆模后用防水砂漿抹平壓光;污水接戶管處方溝,用灰土回填,防止接戶管道沉降,影響方溝主體防水。污水方溝施工時有臨時通信光纜穿墻管,用止水膠條環(huán)繞穿墻管澆筑混凝土防水,光纜移除后,先用堵漏靈封堵穿墻管的里半部分,剔除光纜套管,刷界面劑,再用防水砂漿堵外半部分并壓平。固定模板的穿墻螺栓,采用工具式螺栓,正中間滿焊方形止水環(huán),拆模后去除工具螺栓留下的凹槽用防水砂漿抹平壓光。3.3鋪設(shè)pet聚酯復(fù)合防水卷材沉降縫的嵌縫及防水卷材施工由具備防水施工資質(zhì)的專業(yè)隊伍分包進(jìn)行,主要施工人員應(yīng)持有省級以上建設(shè)行政主管部門或其指定單位頒發(fā)的防水專業(yè)崗位證書。方溝側(cè)墻外側(cè)及頂板沉降縫處嵌填30mm深雙組分聚硫密封膠。底板處沉降縫混凝土澆筑后無法用密封膠嵌縫,設(shè)計變更為:底板及側(cè)墻外部30cm鋪設(shè)PET聚酯復(fù)合防水卷材,防水卷材與密封膠重疊,使方溝外側(cè)沉降縫處形成封閉防水。方溝內(nèi)側(cè)沉降縫剔坡口,便于嵌縫施工,先用膠槍填充1.5cm厚建筑硅酮密封膠,固化后再嵌填6cm瀝青麻絮,最后在沉降縫兩側(cè)2m范圍內(nèi)鋪設(shè)1.5mm厚PET聚酯復(fù)合防水卷材。防水卷材施工前除進(jìn)行卷材性能檢驗外,還應(yīng)做卷材與配套膠粘劑的剪切性能和剝離性能檢驗,試驗合格后方可進(jìn)行施工。膠粘劑應(yīng)涂刷均勻,控制好粘結(jié)操作時間,輥壓卷材排出空氣,搭接寬度不少于10mm,膠粘防水卷材應(yīng)無扭曲、皺折。污水方溝結(jié)構(gòu)設(shè)計,內(nèi)部4個角都進(jìn)行了45°倒角處理,便于防水卷材的施工。嵌縫和卷材防水在閉水試驗前施工,使結(jié)構(gòu)有較長時間的沉降變形,提高防水效果。整體來看,污水方溝沉降縫的防水處理,外側(cè)有密封膠、中間有橡膠止水帶、內(nèi)側(cè)有PET聚酯復(fù)合防水卷材,形成三層封閉防水,確保污水方溝沉降縫處不滲水。圖6為方溝沉降縫斷面構(gòu)造示意圖。3.4交底及安全教育防水施工應(yīng)注意防火、防中毒、防墜落等安全措施。防水施工前首先對工人進(jìn)行技術(shù)交底、安全交底及安全教育,現(xiàn)場配備滅火器材及有關(guān)消防設(shè)施,由專人負(fù)責(zé)。在污水管道內(nèi)進(jìn)行防水施工前,首先用兩臺軸流風(fēng)機在兩個檢查井口進(jìn)行送、排風(fēng),現(xiàn)場配備自動報警偵毒儀、防毒口罩或送風(fēng)面罩,注意正確佩戴安全帽、安全帶,同時需注意溝槽防塌方、臨邊防墜落。4注漿壓力及注漿注漿頂管部分進(jìn)行回填注漿,回填材料采用摻加5%膨潤土的水泥漿,注漿孔距5m,沿頂管中線呈梅花形布置,