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最强工程SHOW:“南水北调东干渠防水工程”项目丨2019金禹奖获奖项目展示 2020/08/04 14:18:00   来源:

2019年,北京东方雨虹防水技术股份有限公司(以下简称“东方雨虹”)申报了“南水北调东干渠防水工程”项目,经金禹奖专家组评定,获得2019年建筑防水行业科学技术奖—工程技术奖(金禹奖)金奖。


南水北调东干渠工程作为北京市南水北调配套工程“一条环路”的重要组成部分,工程全线位于北京市城市中心区,线路总长达44.7km,其直接或间接供水水厂规模约占北京市南水北调工程供水水厂总规模的50%。工程的实施对实现北京市多水源联合调度,保证北京市中心城和新城主要水厂具备双水源条件,保障首都的供水安全及可持续发展等方面具有重要意义。


建设单位:北京市南水北调工程建设管理中心

建筑设计:北京市水利规划设计研究院

承建单位:中国铁建设大桥工程局集团有限公司、北京市政路桥股份有限公司

监理单位:北京四方工程建设监理有限责任公司

防水面积:405767.15m²

工程类别:工业、交通、水利工程

施工部位:输水隧洞


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该输水隧洞由双层衬砌组成,一衬管片为拼接成洞,二衬现浇混凝土分仓施工。该隧洞采用重力流输水,为尽可能减少水资源损失、避免二次污染,要求该隧洞内外水不能相互渗漏,避免对隧洞持力层及交叉建筑物产生不良影响。如何防止输水隧洞内水外渗或外水内渗是决定工程运行期结构、环境安全和充分利用水资源减少渗漏损失的重要技术。        


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为确保输水隧洞的防渗效果,设计对防水材料及铺设方法提出了与一般隧洞工程不同的要求:

1)防水层材料应具有优异的综合性能,高的强度和延展性、耐穿刺性、耐水性、耐久性、耐腐蚀性、耐菌和无毒性;

2)在各种环境条件下性能和功能的稳定性,具有持久的防水、防渗功能;

3)在高强度混凝土盾构管片内铺设防水层,不得对盾构管片有任何的损伤;

4)接缝必须严密可靠,不渗漏水;

5)防水层具有与后浇筑二衬混凝土牢固结合的防窜水性;

6)整体防水层系统符合卫生检疫的要求,具有卫生安全的性能;

7)防水层系统施工方法具有对隧洞环境条件的适应性、可操作性。


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东方雨虹经过大量实验论证,最终推荐了HDPE自粘胶膜防水卷材及双面胶带粘结铺贴方案。HDPE自粘胶膜防水卷材不仅具有良好的物理化学性能,同时还具有与结构混凝土满粘防窜水功能,卷材作为双层衬砌层间防水材料,解决了输水隧洞因为外衬或内衬局部渗水而发生的衬砌间形成窜水现象。增加了结构耐久性,方便运行期间进行检修,排查渗漏点。


施工方案简介


(一)盾构管壁内壁处理:


根据南水北调东干渠工程施工过程中的实际应用,HDPE自粘胶膜防水卷材的铺设需要具备一定的环境条件才能确保其施工质量,采用专用双面胶带的固定方式对基面的平整和清洁度要求较高,因此在隧洞外衬完工后一定要防止渗漏水,并对隧洞进行清洁,直至干燥后再进行铺设。


为此针对隧洞条件采取了施工前用聚合物砂浆将管片螺栓孔密封抹平,除去表面浮渣、浮土、脱模剂和油污;若盾构管片内部潮湿,采用了大功率热空气吹风装置对管壁表面进行热空气吹扫,直至表面完全干燥。 


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(二)专用铺贴胶带——满足设计的特殊要求是不能采用直接钉挂方式铺放防水层


与盾构管片固定采用专用高分子热熔压敏胶双面胶带粘接,完全不用钉子。此创新点的优势有二:一是无需担心对一衬的施工破坏现象;二是由于采用不同与暗钉法的施工工艺,粘贴的卷材不会受力变形过程中发生刺破或局部变形受限现象,不影响二衬混凝土的自由变形,从而防止二次衬砌混凝土约束性开裂。


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(三)卷材铺贴——“一环一卷”


HDPE自粘胶膜防水卷材的铺贴与专用铺贴胶带施工同时进行。为减少卷材短边搭接工作,HDPE自粘胶膜防水卷材铺贴采用了“一环一卷”的方式,特殊位置可采用“下纵上环”等其他铺贴方式。大面积卷材铺设施工前应先利用定位环进行基准定位,分段施工时每段均应做基准定位,当沿隧洞顺序施工且长度超过100m时应重新做基准定位。


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(四)卷材搭接


卷材长边搭接时,揭开自粘胶搭接边一侧的隔离膜,将后续卷材对齐定位环卷材80mm自粘搭接边的标记线处进行搭接施工,其余部分粘结于专用铺贴胶带上,用力按压或辊压防水卷材,确保大面卷材及搭接边粘结牢靠。


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防水卷材短边搭接时,采用卷材专用搭接胶带,均匀粘结在卷材短边处80 mm,铺贴下一层卷材,然后用压辊压实,使卷材与胶带充分粘合。为保证搭接质量,搭接边两端处用盖口条进行覆盖,盖口条两端与卷材粘结宽度≥50mm。


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通过南水北调东干渠工程检验表明HDPE高分子自粘自粘胶膜防水卷材完全适用于盾构输水隧洞工程。施工后隧道未发生渗漏,方案得到设计、施工方的一致认可。系统防水主材符合饮用水输配要求,可应用在对水质要求高的工程领域;其防水卷材及施工方法的应用,为盾构管片作为初期支护的复合式衬砌结构防水层设计提供了全新的选择,为今后的有压输水隧洞设计提出了创新发展方向。


北京东方雨虹防水技术股份有限公司


东方雨虹成立于1995年,二十余年来,为数以万计的重大基础设施建设、工业建筑和民用、商用建筑提供高品质的系统解决方案,已成为优质的建筑建材系统服务商。2008年公司上市,2019年营业收入突破181亿元,2008-2019年业绩增长近25倍。公司陆续通过欧盟CE认证,德国EC1认证、美国FM认证、美国能源署(EPA)能源之星认证等多项国内国际认证,并获第十七届“全国质量奖”、2017年“全国质量标杆”“国家技术创新示范企业”等荣誉认定,上榜《财富》中国上市公司500强。