淺析地鐵結構工程防水設計與技術應用

李明

（中鐵五院鄭州分院 河南鄭州 450000）

引言

地鐵的出行確實給我們的生活帶來了極大的便利，但因其主要存在于城市中心較擁擠的街道，一旦發(fā)生安全事故將會對社會造成極大的影響，所以地鐵的防水工程非常重要，但施工的復雜性和設計的難題使得地鐵的防水工程依然是世界難題，全世界的地鐵工程建設者都在為之努力，筆者今天僅就地鐵的結構防水進行淺要分析。

1 地鐵防水工程施工技術標準

地鐵的防水工程的重要性已無須贅述，所以在設計時要按照一級標準工程來設計。要求完工后不能出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，所以在設計時就要設立多道防護，材料的選擇上也要優(yōu)先選擇防水性能較好的，施工時也要嚴格控制施工技術，尤其是特殊部位的施工，一定要重點注意，多加防護。

2 分析影響防水效果的因素

防水結構、施工技術、防水措施、防水材料、以及地質、地形、周圍環(huán)境等的制約都是影響最終防水效果的因素。下面我們就對這些因素進行逐個分析。

2.1 防水結構分析

2.1.1 圍護結構

地鐵工程的圍護形式主要有“鉆孔灌注樁”、“挖孔樁”、“深層攪拌樁”、“鋼板樁”、“地下連續(xù)墻”等，其中“鉆孔灌注樁”又分為相割和相切兩種，相割鉆孔灌注樁是通過間隔鉆樁，使奇偶樁互相嵌合，形成密不可分的整體，從而達到防水的作用；相切鉆孔灌注樁是樁與樁貼合，并在其縫隙間注漿，或在樁外設置深層攪拌樁來做防水措施；“挖孔樁”原理同“鉆孔樁”；“深層攪拌樁”就是在“孔灌注樁”的基礎上再在樁內插型鋼、工字鋼等鋼材進行加固抗彎；“鋼板樁”顧名思義就是利用鋼材形成穩(wěn)固的塊狀樁，如果能使其達到預期的防水效果，則確實能有效解決目前的防水難題；“地下連續(xù)墻”是目前廣泛采用的一種形式，可以應用于各種地質，其防水效果也是一流的，但其建設還有兩方面的問題正待解決，一個是墻身，一個是接頭。墻身的問題主要是墻內夾有泥塊、劣質硂等廢棄物和鋼筋過密造成的墻身缺陷。原因主要是槽底清除不干凈造成的沉淀物留存或沉淀物污染新鮮硂造成的劣質硂導致墻身存有廢棄物處出現(xiàn)問題；而鋼筋過密則會使墻身之中形成滲水通道，造成墻體漏水。接頭問題主要是接頭處處理不當形成夾層造成漏水。這些圍護結構的作用不僅僅是在施工期間可以擋土止水，在后期運營時也可作為結構的受力部分。其在構造上有分離式和復合式兩種，復合式就是將內襯墻板與圍護結構相連，這種方法經濟實用，但易產生收縮開裂的問題；分離式就是內襯板墻與圍護結構沒有連接，這樣的話，我們就可以再做一層附加防水措施，大大提高防水效果。

2.1.2 區(qū)間隧道結構

區(qū)間隧道結構按照施工方法可以分為明挖隧道、礦山法、頂進法和盾構法施工的隧道等。礦山法主要是在初期支護與二次模注硂之間用塑料板做一層防水措施；盾構法主要是在管片環(huán)向、徑向均會設置防水措施，其防水效果更好但造價比較高。而且從沈陽地鐵一號線的區(qū)間隧道來看，明挖法比暗挖法效果更好。

2.2 施工技術分析

2.2.1 混凝土結構自防水技術

由于其材料本身的特性，混凝土結構自防水的建設施工容易出現(xiàn)收縮裂縫等問題，所以施工時一定要特別注意提高混凝土結構的防滲能力，從而防止其因滲水產生裂縫，同時混凝土的附加材料外加劑也要選擇性能比較高的，并嚴格控制用量以求增強抗?jié)B能力。至于具體部位的施工，除了要嚴格按照設計圖紙施工，保障防水措施的厚度之外，還要在混凝土中添加有機纖維來增強硂的韌性，在一定程度上避免混凝土產生裂縫問題。對于施過程中容易出現(xiàn)裂縫的部位，要提前預估在施工當天的天氣情況下，將混凝土從攪拌站拉到實際施工處混凝土的混凝土質變，同時把握不同層間的澆筑時間差，避免因混凝土受冷受熱而產生裂縫。

2.2.2 施工縫隙處理技術

在實際施工時容易產生一些小縫隙，這是作業(yè)人員在施工時難以避免的一些小問題，但如果不及時處理很可能導致大的漏水問題，所以我們在施工中要及時檢查、及時補救。主要是用鋼板、止水帶、膩子等工具進行二次密封，某些特殊部位還要選擇采用遇水膨脹的橡膠條進行密封。至于對層板與邊墻間的縫隙則是通過埋設管道，注漿混凝土來加固防水。

2.2.3 變形縫隙處理技術

對于施工中出現(xiàn)的變形部位產生的縫隙，為了防止其產生漏水問題，一般會采用在兩側埋設注漿管并在其間安裝止水帶的做法，從而增強其防水功能。另外需注意的是，止水帶的寬度要大于300mm，且不能在拐角處設接頭。

2.2.4 圍護結構防水技術

對于圍護結構前面已經分析過其技術手段，這里主要是對其防水措施做一下贅述，規(guī)定墻面的厚度為70mm，背面保護層的厚度為50mm。而在容易出水的地方則預先埋設引水管并用速凝水泥做壓漿來加固防水措施。

2.3 防水材料分析

市面上現(xiàn)有的防水材料種類繁多，且其性能、鋪貼工藝各不相同，主要有傳統(tǒng)的三元乙丙卷材、自粘性改性瀝青卷材、ECB塑料板和新興的PVC卷材、PE卷材等。這些防水材料一般在鋪貼時都要求鋪貼面干燥，而地鐵工程多在地下，環(huán)境潮濕，很難營造一個干燥的鋪貼面，所以很容易發(fā)生防水材料與鋪貼面粘合不好而空鼓脫落的情況，，造成防水層出現(xiàn)漏洞。俗話說，需求促進生產，地鐵建設的地下潮濕環(huán)境與防水材料的干燥要求產生了處理潮濕環(huán)境的干燥劑，所以潮濕基面處理劑應運而生。其與防水材料的結合使用，使處于陰雨潮濕地區(qū)的地鐵防水工程也能高質量的實施。

2.4 防水措施分析

地鐵工程的防水措施，主要就是通過建設一些防水結構和采用防水材料建設防護層并對肯出現(xiàn)滲水問題的部位著重加固防水措施等，前面對地鐵工程中各種防水結構和技術已經進行詳細分析，在這對利用防水材料建設防水層進行一些實例分析。比如沈陽地鐵二號線，采用的是明挖隧道的方法，上文已經說過，這里想說的是在它的隧道頂板選用了一種合適的防水材料，做了一個2mm厚的防水涂層；廣州地鐵三號線，曾在圍護結構與二襯墻間采用1mm厚的ECB塑料卷材做的防護層。由于各種防水材料的不同，其施工工藝也大不相同，所以在施工時應對各種材料進行認真分析調查，嚴格按照其施工要求操作，實時監(jiān)督焊接質量，一旦發(fā)現(xiàn)破損情況，要及時進行處理，保證防水層的質量。

2.5 地質、地形及周圍環(huán)境的影響分析

在地鐵施工時，因其地下工程的特殊性，所以要在施工前對地質、地形及周圍環(huán)境進行勘探，因為不同的地質地形，對工程施工的要求不同，所需做的防水工程也不同。而周圍的環(huán)境則直接影響地鐵工程的施工的時間、地點及施工工具的應用等，對于防水工程來說，周圍的環(huán)境決定了防水措施要做到哪一級。

3 施工中可能出現(xiàn)的問題及對策

3.1 支撐頭部出現(xiàn)問題及解決措施

支撐頭部容易出現(xiàn)的問題主要是由于混凝土澆筑不好導致的孔隙和鋼板軸力突變造成的支撐頭部結構變形。解決辦法是采用注漿飲水管，并將支撐頭部設計為“工”字形，并在新老混凝土結合處用水膨脹膩子條加密封膠進行強力密封，加強防水其防水性；鋼板軸力則采用特殊手段使其軸力能夠緩慢釋放，防止支撐頭部變形造成漏水問題。

3.2 連接處、誘導處出現(xiàn)問題及解決措施

在施工中，由于材質及施工工藝的不同都可能導致連接處密封不嚴，以及止水鋼板、止水帶由定位不準造成的加固不牢，出現(xiàn)氣泡等問題造成的裂縫。解決辦法是采用微晶水泥砂漿抹平施工中造成縫隙的部位，并將止水帶和止水鋼板準確定位，混凝土密封加固。

3.3 地下連接處夾縫出現(xiàn)問題及解決措施

如果地下連接處的夾縫處的混凝土泥漿密封不嚴就有可能會產生裂縫從而發(fā)生滲水現(xiàn)象。對于這種情況的解決辦法主要是將漏水處的混凝土鑿開并清除干凈漏水處的泥漿，然后將一根壓漿管和一根冒漿管安置到漏水處，使漏水泥漿能夠在壓漿管的壓迫下從冒漿管流出，從而避免夾縫滲漏。

3.4 頂板出現(xiàn)問題及解決措施

混凝土材料在受冷時會收縮變形產生冷裂縫，所以采用混凝土材料建造的頂板一般會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。要解決這個問題主要從避免其受冷變形著手，氣候溫度等屬于自然不可控條件，所以只能從建筑工藝下手，避免其變形，主要是澆筑時將傳統(tǒng)的混凝土材料換成利用低水化熱的礦渣水泥，從而在一定程度上減少受冷收縮變形；另外還要對頂板開口處和內部結構進行密封，避免冷空氣對流對頂板造成破壞。

4 結束語

綜上可知，由于多種因素的影響，地鐵工程的防水工程設計及實際施工目前仍存在很多問題，作為一大世界難題，各地鐵工程師和建造者都在尋求有效的解決之法，很多筆者也在不斷進行分析研究，但到目前為止，還沒有一套至善至美的地鐵防水工程方案，所以現(xiàn)在我們需要做的還有很多，今天所探討的地鐵結構工程防水僅是其一小部分。

[1]王田希.地鐵車站防水施工技術探討[J].重慶交通大學報，2008.

[2]劉小勇.淺析地鐵防水工程存在的問題及出路.建筑工程技術與設計（上旬）2014，2.