工程防水技術在西安地鐵施工中的應用

鄭愛武 陜娟

【摘?要】地下工程防水是工程項目建設中一個永恒的話題，更是地鐵施工的重點所在。防水施工同樣是一個復雜的系統工程，防水的效果不僅影響建筑物（構筑物）使用功能的基本要求，而且在一定程度上影響著建筑物的結構安全和使用壽命，同時還可以節約投資，降低工程成本減少維修，中鐵二十局在西安地鐵5號線一期工程施工中在嚴把原材料關的前提下，嚴格控制操作工藝，保證車站、區間結構防水達到規范要求。

【關鍵詞】防水設計;構件自防水

Application of Engineering Waterproofing Technology in Xi'an Metro Construction

Zheng Ai-wu1，Shan Juan2

（1.Civil Engineering， Xi'an Technological University?Xi'an?Shaanxi?710021;

2.NO.Engineering Corporation Limited of CR20g?KunMing?Yunnan?650200）

【Abstract】Being an eternal topic in project construction， waterproofing of underground engineering is the key point of metro construction. Waterproof construction is a complex system engineering as well because the effect of waterproofing not only affects the basic requirements of the usage function of buildings， but also affects the safety of structure and service life of buildings to a certain extent. At the same time， it can also save investment， reduce project costs and reduce maintenance. During the construction of the first phase of Xi'an Metro Line 5， China Railway 20 Bureau strictly controlled the operation technology in order to make sure that the station and waterproofing of the interval structure meet the requirements of construction standard under the premise of strictly controlling the quality of raw materials.

【Key words】Waterproof design;Component self-waterproofing

1. 工程簡介

西安市地鐵五號線一期工程（和平村～紡織城火車站）土建施工項目D5TJSG-2標段包含一站兩區間，即一期工程起點～和平村站區間、和平村站、和平村站～阿房宮站區間。其中和平村站的地下水為第四系松散層孔隙潛水，水位埋深14.3～17.3m，水位髙程381.35～382.76m，基本呈連續分布;潛水位埋深30.0m左右。根據詳細勘察報告，覆蓋層為第四系松散層，含水層主要為弱透水的黏性土夾砂層透鏡體，潛水含水層厚度大于50m。一期工程起點～和平村站區間的地下水為第四系松散層孔隙潛水，地下水水位埋深13.2～17.0m，水位高程381.14～382.46m。覆蓋層為第四系松散層，含水層主要為弱透水的黏性土夾砂層透鏡體，潛水含水層厚度大于50m。和平村站～阿房宮站區間的地下水為第四系松散層孔隙潛水，地下水水位埋深13.9～17.1m，水位高程382.2～383.88m。覆蓋層為第四系松散層，含水層主要為弱透水的黏性土夾砂層透鏡體，潛水含水層厚度大于50m。

2. 車站結構防水施工方案及技術措施

本標段地下結構的防水設計遵循“以防為主，剛柔結合，多道防線，因地制宜，綜合治理”的原則。針對西安地區的氣候，附加防水層吸取國內外類似工程結構防水的經驗，以達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保防水目的。

2.1?結構自防水。

（1）結構自防水首先保證混凝土、鋼筋混凝土結構的自防水能力。為此施工中采取有效技術措施，保證防水混凝土達到規范規定的密實性、抗滲性、抗裂性、防腐性和耐久性。同時加強誘導縫、變形縫、施工縫、穿墻管、預埋件、預留孔洞、各型接頭、各種結構斷面接口、樁頭等細部結構的防水措施。

（2）為達到預期的防水效果， 通過實驗測試，配制混凝土的水泥采用硅酸鹽、普通硅酸鹽低熱水泥，其強度等級宜為42.5號，骨料使用非堿活性骨料，配制混凝土所用各種原材料（水泥、礦物摻和料、骨料、外加劑、拌和水等）的氯離子含量不應超過規定值。配制混凝土可選用高性能減水劑及引氣劑。當混合使用其它外加劑時，應事先測定它們之間的相容性。高效減水劑中的硫酸鈉含量、單位體積混凝土中三氧化硫的最大含量必須符合相關規定。有侵蝕性介質的工點，水膠比要嚴格控制，鋼筋保護層厚度必須滿足最小要求。所有混凝土外加劑的使用應滿足《混凝土外加劑應用技術規范》（GB50119-2013）的要求。防水混凝土根據工程抗裂需要，可摻入合成纖維或鋼纖維，纖維的品種及摻量應通過試驗確定。防水混凝土采用預拌混凝土時，入泵坍落度宜控制在合理范圍，特別注意坍落度每小時損失值符合要求，坍落度總損失值應符合施工過程中混凝土采用“雙摻技術”，加入優質粉煤灰（粉煤灰應來自燃煤工藝先進的電廠）及抗裂（密實型）外加劑，粉煤灰的燒失量應盡可能低。具體摻量根據試驗確定。對于存在中等及以上腐蝕介質的工點，混凝土須摻入防腐蝕添加劑或采用抗硫酸鹽水泥。為了減少收縮裂縫，必須嚴格控制縱向構造配筋率在合理范圍。每立方米混凝土中各類材料的總堿含量（Na2O當量）應嚴格控制。，在炎熱季節施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施，控制混凝土入模前的模板與鋼筋溫度以及混凝土的入模溫度.結構防水體系及防水主要技術要求見表1。

2.2?接縫防水。

接縫指施工縫、變形縫、誘導縫、穿墻管及樁頭。這些是防水的薄弱環節，必須加強防水措施。

2.2.1?施工縫。

為保證防水效果，施工縫應避開地下水較多的區段，并與誘導縫相結合，本工程墻體水平施工縫留在高出底板表面不小于300mm的墻體上。拱（板）墻結合的水平施工縫，宜留在拱（板）墻接縫線以下150～300mm處。墻體有預留孔洞時，施工縫距孔洞邊緣距離要適當;垂直施工縫應避開地下水和裂隙水較多的地段; 站環向施工縫間距在合理跨范圍; 明挖結構中垂直施工縫中部設置鋼邊橡膠止水帶，水平施工縫中部設置鍍鋅鋼板止水帶。施工縫止水帶外側均預埋一道注漿管。底板、側墻施工縫迎水面設外貼式止水帶，與防水卷材粘結固定。

2.2.2?變形縫。

根據工程需要，車站僅在結構型式變化較大或地質條件變化較大的部位以及車站與出入口通道、風道的接口處設置變形縫，在該處除輔助外防水層外設置三道各自成環的止水線， 變形縫中部設置中埋式橡膠止水帶，形成一道封閉的防水線， 變形縫處頂板外側加設一道密封膠;分離式圍護結構的側墻外側加設一道密封膠，密貼式圍護結構的側墻和底板加設一道背貼式橡膠止水帶，

變形縫內側嵌填密封膠，變形縫處頂板及側墻內側設置不銹鋼接水槽，將少量滲水有組織地引入車站側溝或中心水溝并排入車站廢水泵房。

2.2.3?穿墻管。

穿墻管采用固定式防水法和套管式防水法，套管（或主管）均設置止水環。

2.2.4?誘導縫。

根據工程需要，車站誘導縫在柱中設置，誘導縫中部設置帶注漿管的鋼邊橡膠止水帶（中心帶氣孔型），形成一道封閉的防水線，誘導縫處除輔助外防水層外設置三道各自成環的止水線， 誘導縫處頂板外側加設一道密封膠，用低模量聚硫或聚氨酯密封膠嵌填;分離式圍護結構的側墻外側加設一道密封膠，密貼式圍護結構的側墻和底板加設一道外貼式橡膠止水帶， 誘導縫處頂板外側為單組份聚氨酯防水涂料，內側設置排水槽，將少量滲水有組織地引入車站中心水溝并排入車站廢水泵房。

2.2.5?支撐立柱支承樁。

施工過程中，樁頭鋼筋根部采用膨脹聚氨酯密封膠密封， 樁頭在澆注結構縱梁（或底板）前先涂刷滲透性結晶防水涂料，再涂刷一道環氧漿，在接頭處的外層鋼筋處設置止水鋼環，在拐角處預埋注漿管。

2.3?輔助附加外防水層。

頂板、側墻、底板增設符合要求的合成高分子預鋪式冷自粘防水卷材加強層。

頂板：采用單組分聚氨酯防水涂料，并設置隔離油氈，用細石混凝土作保護層。如頂部有種植要求，應用抗刺穿層代替隔離油氈層。側墻采用能倒置粘貼于主體結構的預鋪式自粘防水材料。底板：采用能倒置粘貼于主體結構的預鋪式自粘防水材料，底板卷材防水層上設一定厚度細石混凝土保護層。

3. 施工工藝及技術措施

3.1?防水混凝土。

明挖段混凝土澆筑采用連續施工，以減少混凝土的收縮開裂。施工過程中

盡可能不采用對拉螺桿，而采用斜撐或其它有利于結構防水的模板支撐體系;

防水混凝土所用外加劑的摻量應準確，誤差不得超過規定，并嚴格按說明書的規定進行攪拌、振搗;混凝土一次澆注高度不宜過大，以免造成鋪漿及振搗困難。混凝土澆筑時的自由落距應控制在一定范圍內，超過時，應通過串筒、溜管或振動溜管等設施下落;防水混凝土在完成養護并達到設計強度后，應及時施作防水層，并及時回填，防止混凝土長期日曬雨淋。

3.2?各型接縫。

3.2.1?施工縫。

止水構件（止水帶）的安裝位置必須準確，注漿管用管子夾固定，另外全斷面注漿管的注漿導管應設置在塑料保護罩內，每個保護罩內固定兩根相臨的注漿導管，將保護罩固定在背水面一側的鋼筋上，澆筑在混凝土內，模板拆除后，打開保護罩蓋子后注漿，注漿管分段長度滿足要求，注漿應在混凝土結構基本穩定時進行（有無滲漏水均注漿），漿液選用化學漿液，并按常規注漿堵漏施工工藝進行注漿，在施工縫外側一定寬度范圍增設一道防水加強層，加強層應于該部位所選用的防水層材質、厚度一致。

3.2.2?變形縫（誘導縫可參照）。

變形縫止水帶必須準確就位，中心氣孔必須放置在變形縫中間，變形縫止水帶必須密封成環，接縫采用小型硫化機現場硫化，縫間襯墊材料可用聚氨酯發泡板或聚苯板，在澆注變形縫一側的混凝土時，為防止另一側止水帶受到破壞，模板的擋頭板應做成箱型，同時止水帶部位的混凝土應振搗密實，以保證變形縫部位的防水效果，邊墻及頂板內側必須留足夠的凹槽，待結構施工完畢后，安裝不銹鋼接水槽，在頂板變形縫外側，變形縫左右一定寬度范圍，防水涂料層與板間應設置牛皮紙隔離層，并在變形縫左右一定寬度范圍增設一道防水加強帶，加強層采用合成高分子預鋪式預鋪式自粘防水卷材。底板及側墻設置一道外貼式橡膠止水帶，止水帶的接頭部位不得留在轉角部位，止水帶在轉角部位的轉角半徑不得小于規定尺寸。

3.2.3?穿墻管。

穿墻管與內墻角、凹凸部位的距離應滿足施工要求，根據結構變形或管道伸縮量來確定防水方法，其構造有兩類：

（1）結構變形或管道伸縮量較小時，穿墻管可采用主管直接埋入混凝土內的固定防水法;止水環采用止水法蘭，材質同管材，并雙面水密焊接于管材周圍。

（2）結構變形或管道伸縮量較大時，有更換要求時應采用套管式防水法，套管應加焊止水環。

3.3?埋設件。

埋設件端部或預留孔（槽）底部的混凝土厚度應嚴格控制，當厚度不滿足時，必須局部加厚。

3.4?預留通道接頭。

施工中應嚴格控制預留通道接縫的最大沉降差值，預留通道接頭應根據工程的埋設深度選用相應防水措施。

3.5?附加防水層。

鋪設防水層的基層表面應清理干凈，平整度應滿足施工要求，不平整部位均采用水泥砂漿圓順地覆蓋處理，防水層應敷設平整，固定牢靠，避免澆注混凝土時防水卷材發生脫落，防水卷材邊緣部分加工成易于相互搭接密合的搭接邊，搭接寬度應滿足相應要求，防水卷材施作時，在連接鋼筋或其它可能產生火花作業時，要采取設置臨時性移動保護板等措施，以免鋼筋刺穿或灼傷防水卷材，排除卷材下面的空氣，應輥壓粘貼牢固，卷材表面不得有扭曲、皺折和起泡現象;立面卷材鋪貼完成后，應將卷材端頭固定，或嵌入墻體頂部的凹槽內，并用密封材料封嚴;低溫施工時，宜對卷材和基面適當加熱，然后鋪貼卷材，底板防水層鋪設完畢，除掉卷材的隔離膜，并立即澆筑細石混凝土保護層，側墻防水層應采取切實可行的臨時保護措施避免防水層受到破壞，防水層破損部位應采用同材質材料進行修補，補丁滿粘在破損部位，補丁四周距破損邊緣的最小距離應滿足要求。補丁膠粘層應面向現澆混凝土。

4. 結語

與建筑物其他位置的防水相比，地下工程的防水不但要求高，而且技術也比較復雜，作為城市的地鐵工程，其對工程的防水要求更高，片面強調“材料防水”的做法是遠遠不夠的，而應該結合工程的具體條件從前期設計、施工方案、施工流程、施工質量等多角度主動控制，確保防水工程質量。

參考文獻

[1]?《地鐵設計規范》（GB50157-2013）.

[2]?《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）.

[3]?《地下工程防水技術規范》（GB50108-2008）.

[4]?《西安地裂縫場地勘察與工程設計規程》（DBJ61-6-2006）.