地鐵防水體系施工技術研究

王春華

摘 要：隨著中國城市的發(fā)展，許多大中型城幣都建設了或者正在建設地鐵工程。地鐵在現(xiàn)代城市發(fā)展的過程中占據(jù)著重要地位，地鐵施工的安全性也隨著城市地鐵建設的擴展而越來越受到人們的關注。本文首先分析地鐵防水施工的目的與意義，然后討論施工要求與原則，最后著重對現(xiàn)階段的主要地鐵防水施工技術進行了探討。

關鍵詞：地鐵工程；防水技術；排水措施

1 地鐵工程的防水目的及意義

地鐵防水是地鐵建造質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，防水的好壞關系到地鐵的使用性、耐久性、安全性，這就要求地鐵需具有良好的防水性能，主要表現(xiàn)為以下幾方面：

1.1 地鐵安全、常規(guī)運營需要防水

地鐵是人流擁擠、密集的地方，同時也是電力設備集中設置的地方。因此保證人員的舒適和設備的防潮是非常重要的事情。

1.2 地鐵工程本身的安全和持久性需要良好防水

當侵蝕性地下水侵入鋼筋混凝土中時，會發(fā)生化學反應，腐蝕墻體，降低混凝土的硬度和強度，同時在混凝土內(nèi)部的鋼筋也會被侵蝕，使得鋼筋混凝土的承重力被削弱，造成坍塌的隱害。

1.3 環(huán)境保護需要地鐵防水

我國一直都面臨著水資源短缺的問題，尤其是城市。當?shù)罔F工程滲水排至地面時，不僅僅寶貴的地下水被浪費掉了，地面植被遭到淹埋，地下水水位的下降也將使地面下沉，地表不平均，地上建筑物會沉降或塌陷。

1.4 地鐵運營階段減少維修成本需要良好的防水

地下水的滲漏將帶來地鐵內(nèi)部裝潢的霉變，潮濕的空氣會腐蝕鐵軌，使鐵軌生銹。地鐵內(nèi)部的線路一旦遭到侵蝕，不但會發(fā)生觸電、漏電等隱患，將會給線路運營帶來極大的安全事故和不可控性。

2 地鐵防水施工的要求與一般原則

2.1 地鐵防水施工要求

按照《地鐵設計規(guī)范》，地鐵車站和機電設備集中地段防水等級為一級，即不允許滲水，結(jié)構(gòu)內(nèi)表面無濕漬。結(jié)合地鐵結(jié)構(gòu)的防水原則，可將設防標準定為：多道設防，其中必有一道結(jié)構(gòu)自防水，并根據(jù)需要可設附加防水措施。地鐵區(qū)間隧道及連通道等附屬工程，防水等級為二級，結(jié)合地鐵結(jié)構(gòu)的防水原則，可將設防標準定為：一道或二道設防，其中必有一道是結(jié)構(gòu)自防水，并根據(jù)需要可采取其他的附加防水措施。結(jié)構(gòu)自防水是區(qū)間隧道防水的根本，任何輔助性防水措施都不是萬能的，必須重視結(jié)構(gòu)自防水。

2.2 地鐵主要的防水施工原則

（1）依據(jù)工程實體的結(jié)構(gòu)和用途等具體特點，兼顧全封閉性和排水性，秉著以防為主、防排結(jié)合，因地制宜，多道設防，剛?cè)峤Y(jié)合，經(jīng)濟效益，綜合治理的原則，確保工程能夠不滲不漏，安全穩(wěn)定。

（2）必須在充分考慮結(jié)構(gòu)自防水的情況下，做圍護結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土圍護結(jié)構(gòu)要能夠達到不滲不漏，嚴絲合縫，治標治本，壽命長久的要求，考慮具體工程是否需要抗?jié)B標號和防水混凝土抗壓強度試驗的措施，確保防止變形縫、穿墻管道和施工縫等接縫在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生。

3 地鐵工程中的主要防水技術

3.1 主動防水技術

3.1.1 降 水

在地下水位下開鑿隧洞或深挖基坑時，為了能夠滿足施工需要，營造適宜的施工環(huán)境，必須阻止基底、基坑或隧道側(cè)面的滲水；為了不致使邊坡發(fā)生小面積滑坡的現(xiàn)象，危害工作人員人身安全，必須防止側(cè)壁或基層土壤流失；為了減少隧道內(nèi)的空氣壓力，應在隧道初期，盡量降低側(cè)柱支擴的壓力；為了不使基底在施工過程中隆起并且破壞；為了更好地改善基坑和填土的砂土特性，這一切都需要降低地下水才能完成。

一般來說，可以用井點降水法和集水明排法來降低地下水的水位。井點降水法即為了達到降水目的，對地下水施壓，通過力的作用，擠壓使地下水能夠排出。

集水明排法目的在于疏干地下水，即先在坑中挖出集水井，經(jīng)由開挖的集水溝疏導，用泵將地下水從井中抽出。

不過，對當今社會而言，水資源十分寶貴，而且地鐵線一般處于人口稠密、建筑物林立的繁華地區(qū)，長時間、大量抽排地下水，將對建筑物的穩(wěn)定性造成影響，甚至產(chǎn)生區(qū)域性地而沉降。同時，考慮到對地下水資源的保護，在降水的同時，增加回灌措施，采用降水與回灌相結(jié)合的方法，既達到了無水施工的目的，又保護了地面建筑物的穩(wěn)定和地下水資源。

3.1.2 引 流

引流是指在地鐵工程隧道開挖支護施工過程中，通過設置排水管、排水溝方式，使地下水從勢能高地方向勢能低的地方流動，最后通過水泵將水流抽出。

3.1.3 區(qū)域性水份轉(zhuǎn)移

區(qū)域性水份轉(zhuǎn)移是指利用大自然的規(guī)律，實現(xiàn)在枯水期修建地鐵工程。如武漢長江隧道修建過程中，其入口段地處長江三級階地，與長江水、漢江水有密切的水力聯(lián)系，當長江水處于枯水期時地下水補給長江水，從而地下水壓力、流量減小，有利于地鐵施工。

3.2 被動防水技術

被動防水技術可以分為結(jié)構(gòu)防水和材料防水。地鐵工程自身結(jié)構(gòu)在起到承受圍巖荷載的同時又是防水結(jié)構(gòu)，所以稱之為結(jié)構(gòu)防水。不參與承受圍巖荷載而只依靠自身的防水性能產(chǎn)生防水作用的，稱為材料防水。因此結(jié)構(gòu)防水和材料防水的區(qū)別就在于是否參與了承受荷載。

3.2.1 結(jié)構(gòu)防水（堵水）

當采用鋼筋混凝土和混凝土做圍護結(jié)構(gòu)時，強調(diào)做好圍護結(jié)構(gòu)的防水，把其視為治本的項目和永久防水線，做到不滲不漏，稱之為結(jié)構(gòu)防水。在地鐵車站施工中常用的方法有：

（1）連續(xù)墻堵水。在施工前構(gòu)筑的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，利用其自身具有的整體性和混凝土的抗?jié)B性，能達到堵水的效果；

（2）旋噴樁堵水。即在基坑支護坡樁完成后，再在支護樁之間的不連續(xù)部分補插旋噴樁，以封堵住地下水。但其對于滲透系數(shù)大的含水層，往往達不到堵水的目的。

（3）深層攪拌水泥土墻擋土止水技術。通過水泥與土層的攪拌混和，提高了土層的承載能力和止水能力，起到堵水的功能。

（4）淺埋暗挖法。淺埋暗挖法又能分成正臺階法、眼鏡法、中洞法、CRD工法、平頂直墻暗挖法、半斷面插刀盾構(gòu)法、柱洞法等等，淺埋暗挖法是一種涉及到的地面拆遷相對較少，不影響地面交通的方法，所以經(jīng)常被應用在實際工程作業(yè)中。

3.2.2 材料防水（堵水）

在地鐵防水工程中，只采用結(jié)構(gòu)防水并不能滿足防水要求，必須增加附加防水層。這附加防水層并不能承受圍巖荷載，因此稱之為材料防水。附加防水層作為隔離層是一道重要的防水線，起隔水作用，目的是補償增強結(jié)構(gòu)總體防水效果。

例如武漢地鐵二號線的施工縫防水問題，在該工程中，就使用了雙道遇水膨脹嵌縫膠材料，這種材料具有較好的緩脹性能，搭配注漿管，使?jié){液填充到嵌縫膠范圍內(nèi)的空隙，這樣就達到了止水的目的。同時，二號線也使用了PZ制品型遇水膨脹止水條，這種材料由于具有遇水膨脹的性能，在防滲作業(yè)中起到了重要作用。

在淺埋暗挖法施作的地鐵工程中，材料防水主要是采用柔性外包防水層，作為地下車站結(jié)構(gòu)的“輔助防水層”，其設置在初期支護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、包裹在二次襯砌結(jié)構(gòu)的外表面。例如，在初期支護噴射混凝土和二次襯砌模筑防水混凝土之間采用高分子樹脂板材（如ECB、EVA板材等）作防水隔離層，就能起到較好的防水效果；而且對二次襯砌模筑防水混凝土來說，亦非常有利。

而在盾構(gòu)隧道中，一方面，材料防水主要是通過管片外防水來實現(xiàn)。管片外防水包括設置管片外防水防腐層及管片外注漿兩方面內(nèi)容；另一方面，特殊部位的防水措施也屬于材料防水措施。

4 結(jié) 語

由于地質(zhì)成因的復雜性、支護條件多變性、地下水賦存多樣性等，使得地下水問題是一個涉及多學科交叉的復雜巖土工程問題。因此，要從理論、實踐中一勞永逸解決地下水問題是相對困難的。目前地鐵工程地下水影響研究尚處于初步階段，如地鐵地下水分類標準、地鐵地下水防水標準等一系列問題有待展開進一步研究。地鐵改善地面交通、減緩城市擁擠具有重要意義，地鐵工程按照百年工程的標準進行設計，這比一般工程的標準更加嚴格，倘若防水未做好，工程的百年壽命將難以保證。因此，重視地鐵防水，精心設計、精細施工應充分落實。

參考文獻

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