北京地鐵大興線義和莊站防水施工要點

劉子杰

(北京住總集團有限責任公司,北京 100000)

0 引言

防水技術工程是一個非常復雜的系統工程,需要經過多方面的考慮和設計,才能確保其效果。防水的效果是地鐵工程施工質量的重要指標之一,因為它直接關系到地鐵運行的安全以及工程的耐久性。在地鐵建設過程中,城市地下會存在含有酸性和堿性的地下水,這類地下水會對建設地鐵所用到的混凝土結構造成嚴重損害,給混凝土內部的鋼筋帶來影響,從而降低混凝土的強度。此外,為保證地鐵正常運行,必須要確保地鐵內部干燥,保證地鐵內部的零件、通訊設備、軌道等不會發生受潮而失靈的情況。在地下工程結構外部和結構本身設置有效的防水措施,將阻止地下水的滲入,保障地下工程空間的功能需求和軌道交通運營安全、結構耐久性要求。

地鐵車站是由地鐵站臺和相應的設備房、地下商場、進出口等組成的復雜建筑。作為地鐵運營的核心部分,地鐵車站在施工過程中需要特別注意防水工程。如果地鐵車站的防水工程質量不好,會造成很多安全問題,嚴重的時候還會影響地鐵的正常運營。因此,掌握好地鐵車站防水施工技術,并將技術發揮到位,這會有效地保障地鐵安全平穩運行。本文結合北京地鐵大興線工程談談城市軌道交通地鐵車站防水施工技術。

1 工程概況

本工程為北京地鐵大興線工程土建施工01合同段,包括義和莊站及黃村火車站—義和莊站盾構區間。其中義和莊站位于大興區黃村新源大街路下,車站共有4個出入口、2個風道、1個疏散口,1號出入口設置在東南象限,2號出入口設置在東北象限,3號出入口設置在西北象限,4號出入口設置在西南象限。

車站主體總長211.2 m,總寬20.7 m。為單柱雙跨島式站臺車站,2層框架結構,車站主體采用φ800 mm@1 400 mm鉆孔灌注樁+φ609 mm,t=14 mm鋼管內支撐作為基坑圍護結構,附屬結構除1號、2號出入口過新源大街路口處采用φ800 mm@1 400 mm鉆孔灌注樁+φ609 mm,t=14 mm鋼管內支撐形式,其余部分采用土釘墻支護形式,結構采用明挖順作法施工。在車站兩端均設有盾構始發井。

根據提供的勘察報告,義和莊站的地下水位標高為16.46 m。義和莊站標準段基坑深度為16.4 m,坑底標高為20.04 m,基坑最深處為車站兩端盾構井處,基坑深度為17.33 m,坑底標高為20.97 m。考慮了水位的豐枯變化后,仍處于層間潛水水位以上。故在基坑開挖過程中,采取明挖排水措施。

本標段工程結構大部分受到臺地潛水-層間水和承壓水兩層地下水的影響,做好防水工程是施工控制的重點之一。加之車站主體與其附屬結構、車站與區間接口較多,眾多的接口,不同的斷面形式,增加了接口防水的難度。

2 防水施工

2.1 防水標準及體系

2.1.1 防水原則

1)本標段的地下結構防水設計是一項復雜而又重要的工作,必須充分考慮到工程地質、水文地質條件、結構特點、施工方法等因素的影響,才能制定出合理的防水方案。在設計防水方案時,需要遵循“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜、綜合治理”原則來確保其可行性和穩定性[1]。

2)在鋼筋混凝土結構的防水設計中,自防水技術是一種高效、可靠的防水方法。它以結構自身為防水體系的基礎,通過采取一系列防水措施來控制結構混凝土裂縫的開展,增加混凝土的抗滲性能[2-3]。自防水體系的設計應根據具體的工程情況,充分考慮結構的使用環境、荷載等因素,制定出合理的防水方案。

2.1.2 防水標準

1)地下車站及機電設備集中區段防水等級為一級,這意味著必須對滲漏問題采取嚴格的控制措施,確保結構表面始終保持干燥清潔,不存在任何濕漬。

2)區間隧道及聯絡通道等附屬的隧道結構防水等級為二級,頂部不能有任何滴漏,其他部位不允許發生漏水現象,并且結構表面可以存在少量濕漬。總濕漬面積不大于總防水面積的6/1 000;任意100 m2防水面積上,濕漬不能超過4處,單個濕漬的最大面積不大于0.2 m2。

2.1.3 地下結構防水體系

本工程明挖車站及其附屬結構的防水設計采用了兩道防線:柔性防水夾層和結構自防水[4-5]。這兩種防水手段都是為了確保防水效果的安全、可靠。在實際的施工中,還需要考慮降水方案,以保證施工過程中不受水的干擾。防水體系詳見圖1。

2.2 車站主體及附屬結構防水施工

2.2.1 車站主體防水施工

車站側墻外包防水層選用雙層SBS防水卷材,即一層SBS Ⅱ PY S4與一層SBS Ⅱ PY PE4,其中單面砂的S4型卷材砂面朝向保護層。本站需要SBS防水約23 000 m2。車站頂板防水層選用2.5 mm厚環保型聚氨酯防水涂膜。其斷面圖如圖2所示。防水的施工順序及分段分步以配合結構施工為準,具體施工順序如圖3所示。

2.2.2 特殊部位的處理

1)施工縫:在工程施工中,為了加強防水措施,施工縫需要采用中埋式鋼邊橡膠止水帶、背貼止水帶及水泥基滲透結晶型防水砂漿。止水帶固定在結構鋼筋上的間距不得大于400 mm,固定應牢固、可靠,不得出現扭曲、變形等現象。止水帶部位的混凝土要充分振搗,保證施工縫部位的混凝土充分密實,如圖4,圖5所示。

2)變形縫:為進一步增強變形縫的防水能力,本工程采用以下三種防水措施:中埋式鋼邊橡膠止水帶、背貼止水帶以及聚硫嵌縫膏。中埋式鋼邊橡膠止水帶和背貼止水帶都可以起到有效防水的作用,它們可以在變形縫處起到加強、防漏、密封的作用,以確保建筑物的結構安全可靠。同時,在結構內側設置300 mm×30 mm接水盒也可以防止積水對變形縫的損壞,見圖6。

3)SBS防水卷材:為了確保防水層的質量和性能,本工程需要在混凝土墊層和圍護結構表面沒有明水的情況下施工。如果發現有明水,應首先進行堵漏處理,直到基層表面完全干燥后再進行找平層施工。表面應堅實、基本干燥,不得有酥松、掉灰、空鼓、裂縫、剝落和污物等不良現象存在。采用點粘鋪設法將卷材與圍護結構找平層和底板墊層粘合在一起。而兩道防水層之間則采用更加牢固的熱熔滿粘法進行鋪設,以確保不會出現漏水等問題。此外,在鋪貼底部卷材時,一定要注意加熱均勻,避免過度加熱或燒穿卷材,從而影響防水層的質量和性能。當防水層的鋪設完成并且驗收合格后,需要及時施作防水層的保護層。對于底板,一般采用50 mm厚的細石混凝土進行保護,它可以有效地保護防水層不受外部環境的影響。而對于側墻,則采用20 mm厚1∶2.5水泥砂漿進行保護,這樣不僅可以起到保護作用,還可以平整表面,使得整個結構更美觀、牢固。

4)聚氨酯防水涂膜:首先,對于基層表面的處理,應該注意去除所有尖銳的突出物,如鋼筋頭等,并修補可能存在的裂縫,以確保基層表面平整、結實。其次,對于基層陰角部位,需要將其做成50 mm×50 mm的倒角,從而避免因為角部位的結構變化導致滲漏。在基層經過驗收合格后,才能施工防水層。此時,需要優先處理防水層的陰陽角部位以提高這一區域的耐水性和防水性。在處理完防水層的陰陽角部位后,可以開始涂刷大面積的防水涂料。需要注意的是,防水層施工完畢后需要進行嚴格的驗收,確保施工的質量符合技術標準和規范要求。最后,及時施作隔離層及澆筑細石混凝土保護層。隔離層可以有效地防止防水層被損壞或磨損,澆筑細石混凝土保護層則可進一步保證施工防水層的持久性和防水效果。

5)柔性防水層:為保證地鐵結構的防水效果,柔性防水層的施工順序如下:a.底板的施工首先需要施作混凝土墊層,以確保底層的平整度和承載能力。接下來,鋪貼兩層4 mm厚的砂面聚酯胎體SBS改性瀝青卷材防水層,以保證層間黏結牢固,并且可以有效地隔離水分。然后,在防水層上鋪設50 mm厚的細石混凝土保護層,以增強防水層的耐久性和穩定性。最后,澆筑防水混凝土結構底板,以形成整個底部的堅固防水層。b.側墻的施工。在圍護樁墻上先施作水泥砂漿找平層,以確保側墻表面的平整度。接著鋪貼兩層4 mm厚的砂面聚酯胎體SBS改性瀝青卷材防水層,并在其表面抹20 mm厚的水泥砂漿保護層,以保證側墻的防水效果。最后,澆筑防水混凝土結構側墻,以形成整個側面的堅固防水層。c.頂板的施工。首先,需要施工防水混凝土結構頂板并找平。然后,在其表面施作2.5 mm厚的單組分聚氨酯防水涂料,以便于施工,并可以有效地防止水滲漏。接下來,鋪設紙胎油氈隔離層,以增強整個防水層的韌性和穩定性。然后,在隔離層上鋪設70 mm厚細石混凝土保護層,以保護防水層免受外力的損害。最后,進行素土分層回填夯實,以確保整個防水系統的穩固和可靠。

2.2.3 車站附屬結構防水施工

附屬結構斷面形式多,斷面變化交接處也較多。斷面變化的地方及施工縫、變形縫的防水處理是結構防水的關鍵。

本標段車站附屬結構包括4條出入口、2條風道及4個疏散口,均為明挖法施工。防水做法與車站主體結構對應防水做法相同。

3 結語

本文結合北京地鐵大興線工程土建施工01合同段義和莊站車站,對車站明挖排水施工的防水施工技術進行了分析。本工程對施工縫、變形縫等特殊部位進行加強處理,并針對SBS防水卷材、聚氨酯防水涂膜等材料提出了具體的施工步驟,有效地提高車站的防水質量。因此,加強對防水技術的研究和應用,在實際工程中選用適當的防水材料和施工方法,可以提高地鐵結構的耐久性和安全性,保障地鐵安全平穩運行,為城市發展和人民生活質量的提高做出積極貢獻。