城市地鐵裝配式車站復合防水施工技術研究

李志勇

(中交二公局鐵路工程有限公司，陜西 西安 710065)

1 工程概況

黑龍江省哈爾濱市軌道交通3號線二期工程線路正線長32.201 km，本線路共設置31座地下車站。根據地質勘察報告得知，場區地層由上至下分別為：2.55 m厚的雜填土，1.63～2.63 m厚的粉質黏土，6.54 m厚的沉積泥巖。水文方面，地下水埋深集中在44.0～46.8 m。

北馬路站為沿線的重要車站，采取地下二層島式車站結構形式，主體基坑基于明挖法展開施工作業，起點里程DK29+809.734 m，左線、右線終點里程分別為DK30+063.744、DK30+125.744 m。按I級防水標準展開該站的建設工作，要求車站不發生滲水現象，各結構表面不出現濕漬，選用高性能防水混凝土，性能要求為抗滲等級達到P10。

2 復合防水施工技術概述

2.1 施工機理

根據北馬路站的地質勘察資料，車站頂板覆土厚約4.3 m，通過對地下水穩定水位的現場測定得知，水位埋深1.00～4.10 m，不利于地下結構的正常施工作業，易發生車站滲漏現象，基于常規的涂膜防水方式缺乏可行性，實際應用效果欠佳。

結合北馬路站的各方面施工條件，提出了裝配式車站頂板復合防水施工技術，兼并采取結構自防水、環氧樹脂注漿防水、接縫加強防水等多種手段，全方位確保車站防水能力。基于本工法的應用，在滿足質量要求的同時有助于縮短工期，從而提高了項目經濟效益，綜合應用效果較好。

2.2 施工要求和遵循原則

1)在高承壓水頭施工環境下確保車站主體結構具有足夠的防水能力。在應用復合防水施工技術后，能夠有效提高裝配式車站頂板防水能力，使其在富水黏土地層中具有適應性，維持穩定狀態。

2)多重防水措施相結合。本車站施工中選擇了構件自防水、環氧樹脂注漿防水、止水條防水、構件嵌封防水、注漿防水、表面涂膜防水、接縫加強防水技術，從而共同構成高度可行的復合防水施工方法，為車站的防水效果提供了多重保障。

3)構成完整、嚴密的無接縫封閉層。基于復合防水施工技術的應用，可構建無接縫封閉層，其具備同時隔絕空氣、水分的能力，實現對防水基層的有效防護。

4)復合防水施工包含的作業內容較多，應嚴格按照規范做好各項工作，以多重原則為指導，將施工技術落實到位，具體應遵循以下三個原則。

(1)科學施工的原則。整個車站防水工程都要做到科學施工，形成具有可行性的復合防水施工計劃，富有針對性地解決滲水問題，創建多重技術保障。

(2)以防為主的原則。在多重技術的支持下形成多道防水線，提高裝配式車站的綜合防水能力，從根本上避免滲水問題。

(3)經濟性原則。材料是防水工程得以成型的基礎條件，應以保證材料質量為基本前提，最大限度減少采購成本，從而提高項目的經濟效益。

2.3 滲漏原因

地鐵車站發生滲漏的原因源自于多個方面，如材料質量不達標、選擇的施工技術在工程中缺乏適應性、施工作業不規范等，某項原因或是多重原因共同作用下均容易導致地鐵車站發生滲漏。施工中，若止水條安裝不到位，如粘結效果欠佳或者遇水膨脹后難以與混凝土形成穩定連接關系，此時都將對防水效果造成不良影響。外圍墻體防水工作中主要采取的是鋪貼防水層的方式，但結構墻體在后續伴有微弱的變形現象，若防水層變形與之不同步，交接處易拉裂，導致防水層性能下降。此外，若后澆帶厚度不足，此時將產生變形縫隙，進而發生滲漏。

3 復合防水施工工藝

3.1 材料和設備

工程經驗表明，單組分聚氨酯涂料、1.5 mm厚定基橡膠膩子片、遇水膨脹止水膠、環氧樹脂、聚合物砂漿、聚氨酯密封膠、混凝土等均是較為可行的防水材料。施工設備方面以注漿機、橡皮錘等較為關鍵。

無論使用何種防水材料，其必須與現行行業標準相符，材料進場時應加強檢驗，通過抽檢的方式掌握該批次材料的質量情況，與既有規范對比，不滿足要求的材料不允許進場。榫槽注漿材料較為典型的是改性環氧樹脂混合料，具體組成以及參數要求如表1所示。

表1 榫槽注漿設備

3.2 施工流程

地鐵車站防水是一項系統性工程，應以“以防為主、因地制宜”的思路展開防水施工作業。創建結構自防水系統，將其作為地鐵車站防水的關鍵，以合理的方式盡可能控制混凝土裂縫的產生及蔓延，提高混凝土抗滲能力；加強接縫防水作業，重點考慮的是變形縫、施工縫等易發生滲水的部位，再增設柔性外包防水層，達到輔助防水的效果。對于復合防水施工流程，具體內容如圖1所示。

圖1 施工流程示意圖

3.3 操作重點

3.3.1 構件混凝土結構自防水

經過試驗后確定合適的混凝土配比，基本要求為抗滲等級至少達到P10。做好對構件混凝土的性能檢測工作，以氯離子擴散系數為主要判別指標，該值不可超過3×10-8cm2/s。綜合考慮地層條件，若含有中等腐蝕性介質，此時應加強構件外弧面的防水處理，于該處刷涂外防水涂層，且對氯離子擴散系數提出較高的要求，不可超過1×10-8cm2/s。為準確測得氯離子擴散系數的實際值，推薦使用RCM法。對于高水壓且具有中等腐蝕性介質的地層，此時構件外弧面的防護工作可選擇的材料是滲透結晶型涂料[1]。

3.3.2 構件接縫防水

1)密封墊防水。構件防水施工作業中，在迎水面、背水面分別設置密封墊，以達到雙重防水的效果，選擇復合式三元乙丙橡膠彈性密封墊，將該材料以粘貼的方式設置在密封墊溝槽內，發揮出壓縮擠密密封的作用，同時通過遇水膨脹的方式實現防水。構件環縫錯臺量不可超過5 mm，同時錯臺率不可超過10%。密封墊雖具有較強的防水能力，但在轉角處易發生滲漏現象。對此，需在該處粘貼定基橡膠膩子片，在其作用下增強防水能力，厚度以1.5 mm為宜。各密封墊粘貼過程中產生的縱縫都要刷涂適量潤滑劑，較合適的材料為硅油類潤滑劑[2]。

2)嵌縫防水。對于拱頂構件接縫內側的處理，首先使用遇水膨脹止水膠，在此基礎上嵌填適量的聚合物水泥砂漿。前后多環接縫應處于封閉的狀態，根據此要求，在接縫堵漏過程中快硬水泥僅被應用于漏點處，剩余部分均使用嵌縫材料，有效嵌填密封。

3)注漿防水。創建注漿系統，在其支持下向拼裝結構接縫處注漿，提高其防水能力。必須組織現場試驗，并根據實驗結果編制注漿方案，在獲得各方許可后方可投入使用。構件接縫轉角處的封堵作業選擇的是三元乙丙海綿橡膠條，所用材料的厚度至少達20 mm。對于各張拉孔，采取的是在孔周邊設海綿橡膠條的方式，厚度按20 mm控制。

3.3.3 頂板外涂膜防水

地鐵站頂板處構件外側若具備足夠的空間用于開展柔性全包防水施工作業，此時需加強外包防水處理，主要原因在于該處是結構頂端最為關鍵的位置，具體如圖2所示。

圖2 頂板復合防水施工示意圖

外包柔性防水施工較為合適的材料是2.5 mm厚單組分聚氨酯防水涂料，可安排人員采取涂刷法展開施工作業，根據該材料的防水特性，需配套使用聚氨酯密封膠以及適量性能較好的增強層材料，如聚酯無紡布。若遇到冬季施工環境，此時現場溫度相對較低，以橡化瀝青非固化防水材料+增強復合防水卷材相綜合的方式更為合適[3]。

3.4 施工結果

根據北馬路站的現場情況，采取多種主流防水措施相結合的形式，共同構成復合防水施工方法，可實現對裝配式車站的有效防護，增強其防水性能。基于本案例的分析得出如下結論。

1)基于復合防水施工技術的應用，在富水黏土地層中車站頂板具備較強的防水能力。

2)復合防水施工技術包含構件自防水、環氧樹脂注漿防水、接縫加強防水等多種措施，可有效保證裝配式地鐵站的防水效果。

3)基于本次分析，總結出在復合防水施工技術應用過程中應注重的問題以及操作要點，可作為后續地鐵站防水工作的參考。

4 結束語

地鐵站是城市地鐵線路中的重要組成部分，加強對防水施工技術的研究是滿足社會需求、順應行業發展的必行之舉，科學的復合防水施工技術可為地鐵車站的正常運營提供保障。作為工程人員，要從地鐵車站的建設條件入手，兼顧地質、水文等方面的實際情況，加強對施工技術、材料、人員等方面的控制，做好現場安全管理，盡可能提高技術應用效果，維持地鐵車站的穩定性。

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