摘要：地铁已成为市民出行的首选交通方式，其车站防水工程的好坏在一定程度上影响地铁的结构安全和使用寿命，因此，在地铁的建设过程中，要特别加强对地铁车站防水施工技术的研究。基于此，本文就地铁车站防水工程的施工技术进行分析与研究，结合具体工程，分析该工程地质及水文地质，对防水工程施工技术进行了详细的阐述和系统的分析，以期能借此提高地铁车站施工的防水施工工艺提供理论依据。
关键词：地铁车站；防水工程；水文地质；基面处理；措施
引言
近年来，随着我国城市交通建设的快速发展，地铁的建设工程也越来越多。在地铁方便城市市民出行，缓解了交通拥堵的同时，也对地铁的施工安全性提出了更高的要求。因地铁工程大多处于地下水位以下，地铁防水施工是地铁建设的重要环节。一旦出现渗漏水现象，必将严重影响地铁车站的使用耐久性。而在富水腐蚀的地质条件下，若防水施工未处理好，产生的渗漏水将更为严重。因此，本文就地铁车站如何在腐蚀条件下进行防水施工作了详细研究，分析了防水施工的相关技术措施。
1 工程概况
某地铁车站标准段长188m，宽30.6m，站台中心处顶板覆土厚度约2.6m，车站底板埋深16.2m。为3层岛式车站，站后设单渡线，车站西端为盾构始发端，东端区间采用暗挖法施工；车站全长169.6m，标准段宽23.1m，站台中心处顶板覆土厚度约2.6m，车站结构型式为双柱三跨钢筋混凝土矩形框架结构。7
2 工程地质及水文地质
场地范围内主要为人工填土，残积砾质粘性土层，花岗岩全、强、中、微风化带。不良地质主要为填土及风化岩和残积土，土的腐蚀性按地下水腐蚀性考虑。
范围内地下水稳定水位埋深3.00～6.10m，标高9.02～12.57m。地下水主要为松散土类孔隙水和基岩裂隙水。本市属湿润地区，该场地分布有砂土，站区内水质变化较大，局部地下水可能受污染。因此，地下水对混凝土结构的腐蚀性按Ⅱ类环境考虑。本地下车站及区间结构位于潜水位以下、承压水位以上，地下水位较高，雨季地下水位会向上延伸至地表，故车站及人行通道应满足一级防水要求，区间及辅助隧道应满足二级防水要求。
3 防水工程施工技术
3.1 防水施工综述
为了确保工程防水质量，结合本地下车站与区间结构特点、施工方法、水文地质参数条件，确立以钢筋混凝土结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以附加防水层加强的防水方案。本工程施工中，由于施工环境较差，且受施工顺序等多重因素影响，因此，结构自防水是工程防水成败的关键。
3.2 车站结构自防水施工
3.2.1 防水混凝土配制
车站结构混凝土采用C30.P10混凝土，具有良好的抗裂性能，同时能够满足防水混凝土抗渗等级要求，且耐蚀系数不小于0.8。水泥选用低水化热水泥，其强度等级为52.5MPa。在满足强度要求的前提下，水泥用量不大于280kg/m3，水胶比不得大于0.45。为改善混凝土的体积稳定性和抗裂性能，加入20%～30%的优质粉煤灰及抗裂外加剂。水泥的含碱量不宜超过水泥质量的0.6%，水泥细度不超过3500cm2/g，游离氧化钙不超过1.5%，外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重量的0.02%，高效减水剂中的硫酸钠含量不大于减水剂干重的15%，骨料选用坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净骨料。混凝土拌合时间达到规定要求，掺加外加剂时，须根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。
3.2.2 防水混凝土灌注
模板要求架立牢靠，避免跑模，挡头板的模缝要求严密，防止漏浆而导致混凝土产生质量缺陷。施工中要检查配筋、保护层、预埋铁件、穿墙管等细部构造是否符合设计要求，检验合格方可浇筑。混凝土采取分层浇筑和振捣的方式进行，每层浇筑厚度控制在350mm左右。相邻两层浇筑时间间隔严格控制在2h以内，使上、下层在初凝之前就结合在一起，防止形成施工缝而导致结构自身防水性下降。浇筑时，混凝土的自落高度须在2.0m以内。结构边墙浇筑时，要两侧对称进行，防止出现偏压。须采用机械振捣密实，振捣时间宜为4～30s，以混凝土开始出浆和不冒气泡为准。泵送时须严格控制坍落度且保证泵送的连续性，施工中须控制温度，防止产生温差裂缝。在拌制和浇筑地点须同时测定混凝土坍落度，每工作班不少于两次。
3.2.3 保证防水质量的措施
结构自防水混凝土必须具备密实度高、收缩率小、强度高、可灌性好等多种性能。为确保混凝土质量达到结构自防水的目的，本工程采取了以下有效措施:
(1)在确保围护结构表面完全无渗漏的条件下浇筑侧墙混凝土。主体结构横向施工缝间距不大于12m，并应在柱跨的1/4～1/3范围内设置。
(2)混凝土的坍落度控制在100mm以内，入模温度小于28℃，负温下不低于12℃，同时入模温度以温差控制，混凝土的表面温度与大气温度的差值控制不大于20℃。
(3)结构表层混凝土的耐久性质量在很大程度上取决于施工养护过程中的湿度和温度控制，本工程及时对暴露于大气中的新浇混凝土进行养护。
(4)施工前进行混凝土抗裂性能的对比试验，从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配比。
(5)顶板外侧钢筋保护层内设置抗裂金属扩张网，侧墙掺入0.6kg/m3的抗裂纤维，以增强混凝土的抗裂性能，从而保证迎水面不大于0.2mm，背水面不大于0.3mm，且不产生贯穿裂缝。
(6)结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝，与模板不接触，钢筋净保护层厚度不小于50mm。
(7)在车站与区间隧道、车站与预留接口接头处，其辅助防水层各自进行收口，并采用与其两边均兼容的辅助材料进行过渡连接。
(8)混凝土终凝后需立即进行养护，对暴露在空气中的混凝土采用自动喷淋系统进行养护，养护时间不少于14d。
(9)拆模时混凝土表面温度与周围环境之差不超过15℃，以防止混凝土表面产生裂缝。
3.3 车站附加防水层施工
3.3.1 施工要点
车站主体结构在顶板敷设外防水层，人行出入口、通道、风道结构明挖段除结构自防水外，均采用附加全外包柔性防水层防水，通道暗挖段防水层采用1.5mmPVC防水板加无纺布350g/m2，采用无钉、双焊缝铺设。柔性防水层施工技术的要点在于:①材料选择；②焊接工艺；③铺设工艺。
顶板防水层构造自上而下依次为:100mm厚C15细石混凝土保护层；防水涂料层；结构顶板层(原浆抹平)。底板防水层构造自上而下依次为:结构底板层；50mm厚C15细石混凝土保护层；防水板层；缓冲层；150mm厚C15混凝土垫层(原浆抹平)。侧墙防水层构造自内向外依次为:主体结构侧墙；防水板；缓冲层；找平层。
3.3.2 基面处理
基面对防水效果影响较大，因此，铺设防水层前必须对施工造成的基面凹凸不平进行处理。凹凸度的要求:拱部平整度D/L＜1/8，边墙及底板平整度D/L＜1/6(D为凸面间凹进去的深度，L为凹面间的距离)。
基面要求光滑平整，不能有明水，不能有尖锐突出物，防止扎破防水层而影响防水质量。对断面变化或转弯处的阴阳角铺设防水层前要先进行处理，以圆弧进行过渡，阴角处圆弧半径＞40mm，阳角处圆弧半径＞50mm。
3.3.3 施工工艺
(1)无纺布铺设:先标出顶部纵向中心线，再使剪裁好的无纺布中心线与其重合，从顶部开始向两侧下垂铺设，并用射钉固定塑料垫片，将无纺布固定在基面上，无纺布长边搭接宽度不小于30mm，短边不小于50mm。热塑性塑料圆垫片每隔500～1500mm梅花形布设，位于变化断面和转角部位，钉距适当加密。
(2)防水层板铺设:先在顶部的无纺布上标出纵向中心线，再使防水板的横向中心线与其重合，将顶部与塑料圆垫片热熔焊接，然后从拱顶向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接，并与基面密贴，留出40mm左右搭接。热熔焊接粘合应牢固且不烧穿防水板，防水板之间的搭接采用专用塑料热合机进行焊接；纵向与环向搭接交接处须另外补加一层防水板。
(3)接缝质量控制:为保证接缝质量，需采用双焊缝焊接工艺，焊接前，应根据不同的焊接温度和焊接速度进行焊接试验。一般情况下焊接温度应控制在200～300℃，焊速为0.6～2m/min。
3.4 重点部位防水层施工
3.4.1 施工缝防水
施工缝位置预留要求:尽量避开地下水和裂隙水较多的区段；横向施工缝位置及间距宜在柱跨的1/4～1/3范围内，且不大于二跨纵向柱距；水平施工缝应留在板面上300mm的墙体处，尽量不在板与侧墙的交接处留置，当墙体有预留孔时，施工缝距孔边缘应大于300mm。环向施工缝在浇筑前，应将混凝土表面凿毛、清理并涂刷水泥净浆，涂刷之后及时浇筑，顶板部位在外侧增设一道聚硫密封胶。水平施工缝在浇筑前，应清除表面浮浆及杂物，然后再铺净浆，最后再铺30～50mm厚的1:1水泥砂浆或涂刷混凝土界面剂，并及时进行浇筑。施工缝中部做法:设置两道水膨胀聚氨酯止水胶，并设置一道12注浆管。施工缝防水做法如图1所示。
图1 施工缝防水示意
3.4.2 变形缝防水
变形缝处除辅加防水层之外再设置3道各自成环的止水线。第1道止水线:变形缝中部设置带注浆管的橡胶止水带，形成1道封闭的防水线；第2道止水线:明挖法顶板外侧加设1道聚硫密封胶，分离式围护结构的侧墙外侧加设1道聚硫密封胶，密贴式围护结构的侧墙加设1道背贴式止水带，底板下侧加设1道外贴式止水带；第3道止水线:变形缝处顶板及侧墙内侧设置不锈钢接水槽，将少量渗水引入废水泵房，底板内侧嵌填聚硫密封胶。变形缝防水做法如图2所示。
3.4.3 管道、穿墙施工防水
施工方法主要为在预埋件或穿墙管上加焊止水钢板或安设橡胶止水带。浇筑前先将穿墙管安装就位，安装穿墙管时要在穿墙管四周抹20mm厚聚合物防水砂浆。当预埋件或管道穿透防水层时，要沿预埋件四周剔成深30mm、宽20mm的凹槽压实，再连同其他部位一起抹一道防水砂浆。对接地极外伸出底板的情况，须在接地极上缠绕两道缓膨型遇水止水条。
施工要点:认真清除管道、预埋件表面的油污、锈迹；加强对管底混凝土的振捣，必须使管底混凝土密实；避免施工期间管道受到过大外力和振动。穿墙防水做法如图3所示。
3.4.4 围护结构渗漏处理
围护结构堵漏施工的原则:从浅到深、由表及里。
面积渗漏水处理方法:一般用抹面堵漏的方法，即先堵漏然后进行抹面，将面漏转为孔漏，将线漏转为点漏，最后再堵塞漏水点，漏水点封堵后，使用水玻璃促凝剂或双快水泥等材料进行防水抹面施工。
局部渗漏水处理方法:一般用注浆堵漏的方法，即根据漏水的流量及流速，布置注浆孔，并选用水泥、水玻璃、氰凝等材料，使用注浆机将浆液压入裂缝及孔隙，使其灌满并固化。
图2 变形缝防水示意
图3 穿墙防水示意
4 结语
综上所述，防水施工技术是地铁工程施工中的重要一环，应给予高度的重视。而做好防水不仅需要质量优良的防水材料，还需要完善的防水方案设计和精心的防水施工。这就需要技术人员和施工人员加大控制力度，综合考虑各个方面的因素，对关键节点区域进行针对性施工，对基面处理、防水涂料、防水板、施工缝、变形缝、预留通道接头等各部位防水施工都必须精细、高要求，才能有效提升防水性能，确保地铁车站安全运营。
参考文献
[1] 王必顺.城市地铁车站的防水施工技术管理[J].建筑工程技术与设计.2015
[2] 王健.浅谈地铁车站防水施工技术[J].城市建设理论研究.2014
[3] 张永泉.浅析地铁车站防水施工技术[J].建筑·建材·装饰.2014
论文作者:谢永生
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/29
标签：混凝土论文; 防水层论文; 车站论文; 结构论文; 地铁论文; 顶板论文; 穿墙论文; 《基层建设》2016年18期论文;