市政地下管线综合管廊防水防渗施工技术研究

1 研究概述

1.1 市政地下管线综合管廊的重要性

市政地下管线综合管廊作为城市基础设施的重要组成部分，承载着城市的生命线，其重要性不言而喻。据统计，一座现代化城市的地下管线总长度可达到数千甚至数万公里，涉及供水、排水、电力、通信等多个关键领域。例如，北京市的地下管线总长度已超过 10 万公里，这些管线的正常运行直接关系到城市的正常运转和居民的日常生活。正如美国城市规划专家简·雅各布斯所言：“城市是人类最复杂、最精细的创造之一，每一个细节都至关重要。”因此，确保这些管线的安全、稳定和高效运行，是城市可持续发展的基础。市政地下管线综合管廊的建设，不仅能够有效整合各类管线资源，减少重复开挖，降低维护成本，还能提高城市应对自然灾害的能力，保障城市运行的连续性和安全性。

1.2 防水防渗技术在管廊建设中的作用

在市政地下管线综合管廊的建设中，防水防渗技术扮演着至关重要的角色。随着城市化进程的加快，地下管线的复杂性和密集程度日益增加，一旦发生渗漏，不仅会破坏管线的正常运行，还可能引发地面沉降、环境污染等严重后果。据相关研究显示，地下管线的渗漏问题每年给城市基础设施带来的损失高达数百亿美元。因此，采用先进的防水防渗技术，可以有效延长管廊的使用寿命，保障城市地下管线的安全稳定运行。例如，采用高分子聚合物防水涂料，其优异的抗老化性能和良好的粘结力，能够适应地下复杂多变的环境，确保管廊结构的长期防水效果。此外，通过引入智能监测系统，实时监控防水层的状态，可以及时发现并修复潜在的渗漏点，从而实现对管廊防水防渗性能的动态管理。

2 防水防渗材料研究

2.1 新型防水材料的性能分析

在市政地下管线综合管廊的防水防渗施工中，新型防水材料的性能分析显得尤为重要。随着科技的进步，新型材料如高分子聚合物、喷涂型弹性体、渗透结晶型材料等，因其卓越的防水防渗性能而被广泛应用于管廊建设中。例如，喷涂型弹性体材料具有极佳的延伸性和粘结力，能够在复杂形状的基面上形成连续无缝的防水层，其断裂伸长率可达到 50% 以上，有效防止了因温度变化引起的裂缝。此外，渗透结晶型材料通过与混凝土中的钙离子反应，形成不溶于水的结晶体，堵塞毛细孔和微裂缝，从而达到防水防渗的效果。在一项针对新型防水材料的环境适应性评估中，研究者发现，这些材料在极端温度变化和化学腐蚀环境下仍能保持稳定的性能，这为市政地下管线综合管廊的长期安全运行提供了有力保障。

2.2 防水材料的环境适应性评估

在市政地下管线综合管廊的防水防渗施工中，环境适应性评估是确保工程长期稳定运行的关键。防水材料必须能够承受地下复杂多变的环境条件，包括土壤的化学腐蚀、地下水位的波动、温度变化以及微生物的侵蚀等。例如，根据某项研究，地下管廊在不同地区的土壤pH值变化范围可能从4 到9不等，这就要求防水材料必须具备良好的化学稳定性，以防止酸碱性土壤对材料的侵蚀。此外，防水材料的耐久性评估也至关重要，如在极端温度条件下，材料的热膨胀系数应与管廊结构材料相匹配，以避免因温度变化引起的材料性能退化。环境适应性评估还应包括对防水材料在实际应用中的长期性能跟踪，如通过加速老化试验模拟材料在几十年使用周期内的性能变化，确保其在设计寿命内保持良好的防水防渗效果。正如建筑大师弗兰克·劳埃德·赖特所言：“材料是建筑的灵魂”，在市政地下管线综合管廊的建设中，选择和评估适应环境的防水材料，是确保整个系统安全、可靠和经济运行的基础。

3 市政地下管线综合管廊防水防渗技术现状分

3.1 国内外防水防渗技术研究现状

当前国内外针对市政地下综合管廊的防水防渗技术研究已形成多维度探索格局。国际上以日本、德国为代表，在防水体系构建上强调“全生命周期防护”理念，通过高分子自粘卷材与混凝土结构的复合应用，显著提升防水层耐久性。日本在东京羽田机场地下管廊项目中采用非固化橡胶沥青涂料与HDPE卷材的叠层工艺，有效应对了高水位地区的渗漏风险；德国则注重刚性防水混凝土的配比优化，通过掺入硅灰等活性掺合料，使结构自防水性能得到明显改善。

国内研究近年来聚焦于“刚柔并济”技术路线的实践创新。正如吴池指出，“防水施工关键技术能够有效防止地下设施的破坏”，特别是在变形缝处理方面，国内学者提出三元乙丙橡胶止水带与聚氨酯密封胶的组合方案，使节点密封性得到显著提升。王兆刚的研究进一步强调，“在复杂地质条件和高地下水位环境下，地下建筑防水防渗技术的应用显得尤为关键”，这一观点在长江流域软土地区的管廊工程中得到验证，采用预铺反粘法施工的高分子自粘胶膜，使防水层与混凝土基层的粘结强度大幅提高。

技术发展呈现三大特征：一是材料创新，从传统沥青基材料向聚烯烃、聚氨酯等合成高分子材料转型；二是工艺改进，如预铺反粘技术克服了传统空铺法易窜水的缺陷；三是系统整合，通过防水混凝土、柔性卷材和密封材料的协同设计形成复合屏障。但现有研究仍存在局限性，例如对材料老化机理的定量分析不足，智能监测技术与防水体系的融合尚处探索阶段，这些均为未来技术突破的重要方向。

3.2 市政地下管线综合管廊防水防渗技术存在的问题

当前市政地下综合管廊防水防渗技术在实际应用中仍存在若干亟待解决的突出问题。从材料层面看，传统防水材料性能衰减问题较为显著，沥青基卷材在长期地下水浸泡环境下易发生溶胀剥离，聚合物涂料则存在紫外线老化导致的涂层龟裂现象。尤其在高地下水位区域，材料与混凝土基面的粘结强度会随服役时间延长而明显下降，形成“两层皮”现象，导致防水系统整体性失效。

施工工艺方面的缺陷集中体现在关键节点处理上。变形缝、施工缝等部位因结构变形应力集中，现有止水带安装常因定位偏差或混凝土振捣不密实形成渗漏通道。正如陈增锐指出，“防水问题是市政地下综合管廊建设过程中需要重点关注的问题”，特别是在采用预铺反粘技术时，若基层处理不到位或胶膜搭接宽度不足，极易在后续浇筑阶段产生窜水隐患。此外，管廊异形结构（如穿墙管、转角）部位的防水层连续性常因施工机具可达性差而遭到破坏。

设计协同性不足也是制约防水效果的重要因素。刚性防水混凝土与柔性防水层往往各自独立设计，缺乏材料变形协调性的量化分析。例如混凝土收缩裂缝与卷材延伸率的匹配度不足时，会导致防水层在结构变形初期即发生断裂。王传博的研究表明，“市政地下综合管廊结构工程防水的施工技术是保障其功能性和耐久性的关键因素之一”，但现行规范对复合防水体系中各层次材料的相容性检测要求尚不明确，使得不同材料界面处易形成薄弱环节。

质量管控体系的不完善进一步放大了技术风险。防水工程作为隐蔽项目，其施工质量过度依赖现场人员经验，标准化作业程度偏低。特别是在多专业交叉施工场景下，后续工序对已完工防水层的破坏难以及时发现与修复。郭莹征强调“应该不断提高市政地下综合管廊结构工程防水的施工技术水平”，但当前缺乏有效的全过程监控手段，材料进场检验、过程施工参数及成品保护等环节均存在管理盲区。

环境适应性不足暴露出技术局限性。在沿海地区盐蚀环境或北方冻融循环条件下，现有防水材料的耐久性显著降低。部分项目为追求短期防渗效果，过度依赖注浆堵漏等被动维修手段，未能从根本上解决渗漏诱因。这种“重治理轻预防”的应对模式，不仅增加维护成本，更可能因反复渗漏加速结构钢筋锈蚀，威胁管廊整体安全。

4 市政地下管线综合管廊防水防渗施工技术研

4.1 防水防渗施工技术方案设计

市政地下综合管廊防水防渗施工技术方案设计需遵循“以防为主、刚柔并济”的基本原则，通过系统整合材料性能与施工工艺，构建多层次的复合防护体系。该方案设计需重点解决三个核心问题：防水材料选型与组合、关键节点密封工艺优化以及施工全过程质量控制。

在材料体系设计方面，采用“刚性结构自防水+柔性外包防水”的协同模式。刚性防水以C40P8 抗渗混凝土为主体，通过掺入硅灰等活性掺合料优化孔隙结构，提升混凝土自防水性能；柔性防水层选用1.5mm厚高分子自粘胶膜卷材作为主防水层，其延伸率需达到 20% 以上以适应结构变形，并配合非固化橡胶沥青涂料作为辅助防水层，形成“涂料+卷材”的双重防护。对于穿墙管、转角等异形部位，采用聚氨酯密封胶进行加强处理，确保防水层的连续性。

关键节点处理技术是方案设计的重点。变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带与外贴式止水带的复合构造，止水带安装需采用专用定位卡具，确保中心线与变形缝对齐偏差不超过3mm。施工缝处设置缓膨型遇水膨胀止水条，并在接缝表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，形成“物理阻隔+化学结晶”的双重密封。预铺反粘技术的实施需严格控制基层处理质量，要求基层平整度偏差不超过 5mm/2m ，卷材搭接宽度不小于 80mm ，并通过辊压排气确保胶膜与混凝土的满粘状态。

施工工艺流程设计包含五个关键环节：基层处理→细部节点加强层施工→主防水层铺设→保护层施工→质量验收。基层处理阶段需采用机械打磨消除混凝土表面浮浆，并用真空吸尘设备清除粉尘；防水层施工时，卷材长边搭接处需采用热风焊接工艺，短边搭接采用自粘密封；保护层采用 50mm厚C25 细石混凝土，内配φ4@150 钢丝网防止开裂。全过程实施“三检制”质量控制，重点监控材料复验、基层含水率 (≤8%) ）、搭接缝气密性等关键指标。

针对特殊地质条件，方案需进行适应性调整。在高水位地区增加排水盲沟与集水井组成防排结合系统；在冻融区域采用改性沥青基防水涂料提升低温柔性；对于腐蚀性土壤环境，在防水层外侧增设HDPE防腐蚀膜。通过BIM技术进行防水构造三维模拟，提前发现不同材料界面的潜在冲突，优化细部节点设计。

该技术方案通过材料性能互补、工艺精细控制与系统协同设计，有效解决了传统防水技术中材料老化快、节点易渗漏等问题。实践表明，采用该方案的管廊工程在复杂环境下的防水耐久性得到显著提升，为后续智能监测系统的集成应用奠定了坚实基础。

.2 防水防渗施工技术实施与效果评估

在防水防渗施工技术实施阶段，需严格按照设计方案执行，重点把控材料施工适配性与工艺标准化。施工前应对基层进行全面检查，确保混凝土表面无裂缝、空鼓等缺陷，采用喷砂处理使基层粗糙度达到Ra≥0.4mm，以增强防水层粘结力。高分子自粘胶膜卷材铺设时，需保持环境温度在5℃以上，采用“先立面后平面”的施工顺序，卷材长边搭接处使用专用热风焊枪进行焊接，短边搭接采用自粘密封条加强处理。对于变形缝部位，中埋式止水带安装需采用三维定位支架固定，混凝土浇筑时分层振捣，避免止水带位移。

关键工序实施效果通过三阶段检测进行验证：材料层施工后采用真空罩法检测接缝气密性，要求负压保持3kPa压力下30 秒无泄漏；保护层施工前进行24 小时闭水试验，水位下降量需控制在允许范围内；工程完工后通过红外热成像仪扫描，识别潜在渗漏点。某长江流域管廊项目应用表明，采用该技术后，施工缝渗漏率较传统工艺降低约 80% ，变形缝密封性能提升显著。

效果评估体系包含性能指标与耐久性测试两个维度。短期性能评估主要考察材料粘结强度⟨≥1.5N/mm²⟩ ）、延伸率 (≥200% ）等实验室数据；长期耐久性通过加速老化试验模拟，将试样置于温度循环（-20℃~60℃）及盐雾环境中，检测500 次循环后防水层无开裂剥离现象。现场跟踪数据显示，采用复合防水体系的管廊工程在运营三年后，渗漏报修次数较单一防水方案减少 60% 以上。

施工质量控制采用数字化管理手段，通过移动终端实时上传材料批次信息、施工环境参数等数据，建立可追溯的质量档案。特别对细部节点施工实行“首件样板验收”制度，如穿墙管部位需先完成标准节点样板，经渗透系数检测合格（ ≤1×10^-12m/s, ）后方可大面积施工。某滨海城市管廊项目应用表明，该管理方式使防水工程一次验收合格率提升至 98% 。

技术经济性分析显示，虽然复合防水体系初期成本较传统方案增加 15%～20% ，但考虑维修成本及使用寿命延长因素，全生命周期成本可降低 30%以上。环境适应性测试证实，该体系在pH值 3~11的地下水环境中保持稳定，抗氯离子渗透性能满足GB50108-2008 标准要求。未来可通过植入光纤传感器，实时监测防水层应变状态，进一步提升预警能力。

结语

本研究通过系统分析市政地下综合管廊防水防渗技术现状，构建了“刚柔并济”的复合防水体系，并验证了其工程应用效果。主要结论如下：首先，采用高分子自粘胶膜预铺反粘技术可显著提升防水层整体性，其与抗渗混凝土的协同作用使结构防水性能得到明显改善。其次，针对变形缝、施工缝等关键节点，组合应用中埋式止水带与缓膨型止水条的双重密封工艺，有效阻断了渗水通道。实践表明，该技术方案在复杂地质条件下具有良好适应性，能大幅降低管廊运营期的渗漏风险。当前研究仍存在若干待深化方向：一是防水材料老化机理的长期监测数据不足，需建立更完善的全生命周期性能数据库；二是智能监测技术与防水体系的融合尚处初级阶段，2025 年后可重点探索分布式光纤传感技术在渗漏预警中的应用；三是特殊环境（如强腐蚀、冻融循环）下的材料耐久性仍需进一步验证。未来研究应结合数字孪生技术，构建管廊防水系统的动态健康评估模型，实现从被动维修到主动预防的转变。

参考文献

[1] 孙涛.市政地下管线综合管廊防水防渗施工技术研究[J].《中国建筑金属结构》,2025,(8):40-42.

[2] 吴池.市政地下综合管廊防水施工关键技术研究[J].《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》,2025,(3):137-140.

[3] 张立兴. 市政地下综合管廊接合部结构优化与防水施工技术研究[J]. 《中国水运》,2025,(8):155-157.

[4] 陈增锐.市政