摘要：随着国内城市地铁建设的有序推进，地铁线路的不断增加，地铁建设工程遇到的问题也愈加复杂多样，地铁车站因受控制性因素影响部分设置于河道区域也越来越多，为解决河道下地铁车站结构设计及施工中存在的各种问题，本文根据现有成功工程经验，总结河道下地铁站施工步序及防水处理。
关键词：地铁站；河道下地铁站；车站防水；结构防水；地下工程防水
0 引言
随着国内城市地铁建设的有序推进，地铁线路不断增加，地铁建设工程遇到的问题也愈加复杂多样，地铁站位因受地面交通、桥梁或其它建构筑物影响而不能按照常规方式全部设置于道路或地面下，需要局部设置于水下的情况也常会遇到，对于这种非常规条件下的地铁车站结构设计及防水处理方法，本文将总结既有工程经验按照施工步序逐一展开分析。
1 地铁车站防水要求
地下车站结构防水设计遵循“以防为主、限量排放、刚柔结合、因地制宜、综合治理”的原则，地下车站主体结构、人行通道及机电设备集中区段的防水等级为一级，其余部位可按二级防水考虑。车站主体结构防水等级为一级时，相应的防水要求为不允许渗水，结构表面无湿渍；结构防水等级为二级时，相应的防水要求为顶部不得滴漏，其它部位不得漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000，任意100平方米防水面积上的湿渍不应超过3处，单个湿渍的最大面积不应大于0.2平方米。
2 地铁车站防水措施
地铁车站主体结构混凝土选用抗渗混凝土，梁与板混凝土强度等级一般为C35，柱混凝土强度等级不小于C40，最大氯离子含量为0.06%，宜使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3，抗渗等级一般为P8或P10，具体抗渗等级根据工程埋置深度选取，见表1。混凝土抗碳化能力，以理论计算达到100年，碳化深度不超过20mm，混凝土60天干燥收缩率不大于0.015%。防水混凝土结构底板的混凝土垫层厚度不小于100mm，软土地层中不小于150mm，结构厚度不小于250mm。对于一般情况下明挖法地下车站，外包防水材料车站底板及侧墙选用防水卷材（1.5mm厚高分子P类预铺式冷自粘防水卷材），车站顶板选用防水涂料（2.5mm厚单组分聚氨酯涂膜），如果顶板有种植要求，隔离层可选用不小于1.5mm厚EVA塑料防水板。复合墙结构的环向施工缝设置间距宜为 15m 左右，叠合墙结构的环向施工缝设置间距宜为7~12m，侧墙水平施工缝不应留在剪力最大处或板与墙的交接处，底板处侧墙施工缝应留在距底板不小于300mm位置，中板处侧墙施工缝可留在中板以下150~300mm及中板以上300mm处，顶板处侧墙施工缝应留在顶板以下不小于300mm处，侧墙有预留开孔时，施工缝距开孔边缘不小于300mm，侧墙及顶底板施工缝防水采用全断面注浆管加预埋钢板止水带，中板施工缝防水采用预埋遇水膨胀止水条。变形缝一般设置于地铁附属与主体相接附属侧，变形缝防水采用注浆管加预埋钢边橡胶止水带及塑料外贴式止水带或防水涂料进行加强。暗挖车站采用厚度不小于2.0mm的EVA防水板进行全包防水处理，同时应在防水板表面设置注浆系统。在工字钢格栅位置涂刷橡化沥青非固化防水材料进行过渡，用量为3kg/m。防水层的缓冲层以及底板或仰拱防水层的保护层材料采用单位重量不小于400g/m的短纤土工布。
表1 防水混凝土设计抗渗等级
明挖地铁车站典型防水断面构造见图1，其具体构造方式为：
①顶板：结构顶板采用C35、P8抗渗混凝土，其上涂刷2.5mm厚单组分聚氨酯涂膜，涂层上部设置350#纸胎油毡隔离层，顶板上有种植要求时设置不小于1.5mm厚EVA塑料防水板（防止植物根系穿刺，采用空铺法施工），再之上设置不小于70mm厚细石混凝土保护层，待保护层达到强度后回填粘性土。淤泥、粉砂、杂填土、及有机质含量大于5%的腐植土不能作为回填土，回填覆土并均匀夯实，避免结构不均匀受力，回填土应分层夯实，顶板以上和距离边墙结构外皮1.5m范围内回填土碾压密实度≥93%，其余基坑回填土碾压密实度≥90%。
②侧墙：侧墙结构采用C35、P8抗渗混凝土，围护结构内侧采用1：2.5的水泥砂浆找平，砂浆找平层之外设置1.5mm厚高分子P类预铺式冷自粘防水卷材，防水卷材需与主体结构密贴。
③底板：结构底板采用C35、P8抗渗混凝土，基坑开挖至底标高后需及时浇筑垫层，垫层可采用150mm厚C20早强素混凝土，其上再铺设1.5mm厚高分子P类预铺式冷自粘防水卷材，防水卷材之上设置50mm厚细石混凝土保护层，细石混凝土保护层之上浇筑结构底板混凝土。
其它构造要求：如果在侧墙冷自粘防水卷材的幅面间增设固定水泥钉，固定完毕后应采用与防水层同厚度、同材质的补丁进行修补，补丁距修补或破损边缘的最小距离不得小于10cm，密实满粘。任何相邻两幅防水层短边搭接缝应错开1.0m以上。耐根系穿刺塑料防水板的宽度不宜小于2m防水板之间接缝采用双焊缝进行热熔焊接，搭接宽度10cm。焊接完毕后采用检漏器进行充气检测，充气压力为0.25Mpa，保持该压力不少于15分钟，允许压力下降10%。如压力持续下降，应查出漏气部位并对漏气部位进行全面的手工补焊。特殊部位（如洞口、暗梁暗柱、后期封堵等部位）无法设置钢边橡胶止水带的部位，采用双道止水胶+注浆管进行防水处理。环控机房的底板顶面及站台层机电设备用房的顶板顶面均涂一层2mm厚单组分聚胺酯涂料，再进行细石混凝土面层的施工。
图2暗挖车站结构防水横断面图
3 河道处理
河道范围内地铁站设计首先需要取得该河道的规划信息，核实河道的规划河底标高及现状河道驳岸型式，设计时车站顶板上部防水及保护层顶面需低于规划河底标高。车站主体围护结构施工前，需在取得河道管理部门行政许可的前提下对河道进行河底清淤并根据工程需要进行适量回填，回填土宜选用粘性土或粘性土拌和适量凝胶材料，平行于车站的河道回填期间宜保持河道水流畅通，可根据实际情况采取部分回填或全部回填预留过水管涵，且需满足防洪要求，是否满足防洪要求需以专家评审通过的防洪评估报告为准。河道驳岸对车站施工有影响的还需对河道驳岸进行破除以不影响车站主体围护结构施工为准，车站施工完成后复建河道驳岸。若车站施工可能对河道造成断流影响时，可根据断流后的情况采取措施，如断流的为局部支流、断头河道或者影响不大的河流，可采取回填断流措施；如果为不能断流河道，可采取车站分段施工并结合河道临时倒边改道来实施。因部分地区河道保护要求较高，还需采取一定的水质保护措施进行施工，以避免施工时对河道环境造成污染。一般可采取围堰隔离、土体硬化等措施，避免施工区域土体渗漏进河道水体。
4 围护结构
因围护结构临河施工，如围护结构产生渗漏水及水土流失，则容易产生工程事故，因此设计时需考虑适合的围护结构形式以保证围护结构良好的隔水性，推荐采用地下连续墙加止水接头围护结构。为保证地连墙成槽稳定性，河道回填范围宜适当扩大，必要时采取槽壁加固措施。根据河道回填区域基坑施工经验，围护结构变形一般均比较大，故河道区域内围护结构设计时需适当提高安全储备。
5 主体结构
主体结构顶标高（含防水及保护层厚度）不宜大于河底规划标高，除按照一般地下车站设置顶板防水层外，还需对顶板防水保护层做加强处理，细石保护层可加厚至不小于300mm，如河道有通航需求，则还需考虑船锚作用，可增加浆砌块石保护层，河道下车站结构顶板典型防水横断面见图3，其余部分参考明挖车站结构防水横断面图。
图3 河道下车站顶板防水横断面图
河道下车站还需根据实际情况验算车站抗浮工况，如不满足抗浮要求还需设置抗拔桩等抗浮措施；对河道有影响的临时构件如围护结构等还需要根据情况采取截除等措施，确保河道区域无障碍物；如果原河道区域有驳岸临时破除的，车站施工完成后还需要重建河道驳岸，以恢复河道原貌。
对于一些横穿河道或与河道叠交区域较大的地铁站，为提高车站结构顶板自防水能力，除采用抗渗混凝土还可对顶板钢筋混凝土结构采取一定的防水加强措施，比如在混凝土中添加纤维掺和料或采用预应力等措施。
以上为目前常见的河道下地铁车站处理方式供参考，地铁施工条件复杂多变，具体防水方式和措施还得因地制宜，根据具体场地环境条件制定相应的处理措施。
论文作者:杨海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
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