地鐵車站防水設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用

馬斌 馮云波

摘 要：伴隨國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，對于各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度逐漸增大，城市軌道交通得到快速發(fā)展，有效緩解了城市交通擁堵問題。在地鐵項(xiàng)目建設(shè)過程中，防水施工占據(jù)著重要地位，直接影響了地鐵運(yùn)行的安全性及使用壽命。因此必須從實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)地鐵站防水設(shè)計(jì)工作，本文主要對地鐵站防水設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；防水；設(shè)計(jì)；施工

近年來，城市化進(jìn)程不斷加快，交通擁堵問題日益突出，為人們?nèi)粘３鲂袔碇T多不便。地鐵作為緩解交通壓力的重要舉措，在城市建設(shè)中具有重要地位。地鐵車站建設(shè)有工程投資大、使用年限長、社會關(guān)注度高等特點(diǎn)。為確保地鐵運(yùn)營的安全性，其防水計(jì)劃應(yīng)綜合考慮場地的地形條件、水文地質(zhì)狀況，結(jié)合具體的施工方法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面因素，以結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)為基礎(chǔ)，節(jié)點(diǎn)式接縫防水方法為重點(diǎn)，輔之以外部結(jié)構(gòu)防水，促進(jìn)地鐵車站防水工作的開展。

1 地鐵車站漏水現(xiàn)象分析

地鐵站多數(shù)是修建在城市地下土體內(nèi)，其結(jié)構(gòu)不可避免地長期被水浸泡、滲透，尤其是在地下水位較高的地區(qū)更為嚴(yán)重，直接影響了地鐵的運(yùn)營效率，增加后期維護(hù)成本。地鐵車站防水施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題通常有主體結(jié)構(gòu)開裂、裂縫以及細(xì)部滲漏等。地鐵車站的防水工程在設(shè)計(jì)以及施工中應(yīng)參照一級標(biāo)準(zhǔn)，即：工程結(jié)構(gòu)不能有滲漏，其內(nèi)襯墻上不能有水漬出現(xiàn)，容易出現(xiàn)滲漏的地方要重點(diǎn)做好抗?jié)B工作，如施工縫和變形縫等。

1、支撐端頭出現(xiàn)滲漏

由于支撐端頭的混凝土澆筑施工難度大，難以澆筑密實(shí)，預(yù)設(shè)的止水鋼板和混凝土結(jié)合時易出現(xiàn)孔隙。為了解決上述問題，施工前應(yīng)安裝注漿引水管，并使用“工”型的支撐頭，在新老混凝土相交的位置安裝遇水膨脹止水條并使用密封膠將其緊密粘結(jié)防止?jié)B水，并提高軸力監(jiān)測頻率，避免軸力釋放過于急速。

2、荷載引起的裂縫

荷載變形裂由兩種情況造成：一是區(qū)間隧道底板設(shè)凝士鉆構(gòu)還未達(dá)到?jīng)]計(jì)要求強(qiáng)度時，被圈護(hù)結(jié)構(gòu)擠壓面造成的變形裂縫，再加上隧道的沉降不均勻，造成隧道出現(xiàn)環(huán)向裂縫；二是即使混凝土已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度，而在混凝土墻壁背面超荷載堆放而造成的裂縫，后者出現(xiàn)的裂縫一般較為明顯.屬于貫穿性的裂縫。

3、因收縮或冷裂而出現(xiàn)的開裂

地鐵車站在防水施工中大多對混凝土強(qiáng)度以及防滲性能要求較高，卻忽視因氣候和混凝土水化熱而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂的原因。處理頂板收縮和冷裂等造成的結(jié)構(gòu)開裂的常用方法有，選擇水化熱性能低的水泥，防止出現(xiàn)收縮開裂，常見的有礦渣性水泥。為了防止因冷空氣對流造成混凝土裂縫應(yīng)做好頂板板縫開口位置的封閉工作；一般運(yùn)用注入化學(xué)漿料的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)防水，常見漿料有低模量聚硫密封膏。

2 地鐵站防水設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用

1、結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計(jì)與施工

結(jié)構(gòu)自防水又可稱為剛性防水，可有效保障混凝土的抗裂性與抗?jié)B性。雖然混凝土屬于非均勻性質(zhì)的無機(jī)多孔復(fù)合型材料，但是必須加強(qiáng)施工技術(shù)與施工材料方面的控制，有效增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形成具有強(qiáng)大抗?jié)B性能的混凝土結(jié)構(gòu)，抵擋來自地下水的侵襲?；炷两Y(jié)構(gòu)作為地鐵車站防水施工技術(shù)的核心防線，直接影響了地鐵站防水性能，具體來說，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

（1） 原材料與混凝土級配的優(yōu)化

為強(qiáng)化混凝土的密實(shí)性能，必須確保各種原材料與質(zhì)量要求相一致，避免出現(xiàn)收縮裂縫現(xiàn)象。在整個施工過程中，應(yīng)注意材料的含泥量、吸水率、粒徑等與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符；另外為了避免水泥的水化熱現(xiàn)象，盡量選擇水化熱相對低的品種，避免水泥產(chǎn)生硬化現(xiàn)象之后，出現(xiàn)收縮裂縫。另外，還應(yīng)在其中摻入一定數(shù)量的粉煤灰，以有效控制混凝土水灰比，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，改善抗?jié)B性能。有關(guān)混凝土的配合比問題，應(yīng)注意加強(qiáng)控制，減少混凝土中存在接觸孔、沉降裂縫或毛細(xì)孔等問題，阻斷滲水通道。

（2）摻加膨脹劑與減水劑

一般情況下，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫，形成滲水問題的主要原因在于，當(dāng)混凝土經(jīng)過水化反應(yīng)之后，出現(xiàn)凝結(jié)收縮現(xiàn)象，此時混凝土中存有的多余水分已經(jīng)干縮，溫度有所下降之后，就會出現(xiàn)冷縮，形成混凝土內(nèi)部的強(qiáng)烈約束力。若約束力大于混凝土抗拉的強(qiáng)度，那么就會在混凝土的表面形成各種微小的收縮裂縫，引發(fā)滲水問題。一方面，通過摻加膨脹劑，可在混凝土凝結(jié)之后，促使體積的微膨脹現(xiàn)象，以此弱化混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)抗裂目標(biāo)；結(jié)合混凝土自防水的要求，摻加膨脹劑的膨脹率需控制在0.35%以上，才能真正發(fā)揮自防水作用；當(dāng)前使用較多的明礬石膨脹劑、膨脹劑UEA等，都是應(yīng)用水化過程中膨脹劑的變形特征，以彌補(bǔ)混凝土的收縮作用。另一方面，摻加減水劑，可降低單位體積內(nèi)使用的水分和水泥量，避免混凝土產(chǎn)生嚴(yán)重的水化熱反應(yīng)，控制內(nèi)外溫差，進(jìn)而減少收縮裂縫可能性，增強(qiáng)混凝土密實(shí)程度。

2、細(xì)部防水設(shè)計(jì)與施工

（1）施工縫防水技術(shù)

在地鐵項(xiàng)目施工過程中混凝土難以一次完成澆筑，因此，需要設(shè)置施工縫分為兩次或多次完成澆筑任務(wù)。具體而言，在施工縫的設(shè)置時就應(yīng)當(dāng)注意盡量避免地下水較多的地段，而在防水施工方面，施工縫的具體處理措施主要有以下幾個方面。首先，在以硬化的混凝土表面上澆筑混凝土之前要注意清理周圍環(huán)境，即在水平施工縫澆筑混凝土之前，應(yīng)注意將其表面的浮漿和雜物清除干凈再鋪凈漿；垂直施工縫在澆筑混凝土之前則應(yīng)當(dāng)將其表面鑿毛、清理，之后再涂刷凈水泥漿液或是混凝土界面處理劑并澆灌混凝土。其次，施工縫附近的鋼筋要按規(guī)定搭接和焊接，澆筑時避免直接靠近縫邊，利用機(jī)械振搗使其緊密結(jié)合。

（2）穿墻管線的處理

穿過防水層的管線，由于管線和周圍混凝土脹縮系數(shù)不同，在管線周圍會產(chǎn)生開裂，形成滲水，對整體結(jié)構(gòu)的防水性能造成影響。因此，在地下車站穿過防水層的管道周圍應(yīng)留槽，將穿墻管的止水環(huán)與主管連續(xù)滿焊。用密封膠密封或是在管外表面包裹橡膠管套確保鋼管進(jìn)行絕緣和防腐，并在管道中部加設(shè)遇水膨脹橡膠條等方法來處理。

3、結(jié)構(gòu)外防水設(shè)計(jì)與施工

外防水即表面防水，這種防水技術(shù)主要強(qiáng)調(diào)了防水的柔性化。在施工前必須注意對地鐵車站結(jié)構(gòu)的基層表面所存在的缺陷和滲水部位進(jìn)行處理，利用各種適當(dāng)?shù)拿芊馔苛?、防水卷材等確保表層的防水效果。但在此過程中，應(yīng)注意的是涂料在尚未凝固時若受到外水的壓力作用，會形成空洞最終導(dǎo)致滲漏。根據(jù)具體位置，可將地鐵車站的防水舉措分為內(nèi)防水和外防水兩類；根據(jù)防水使用的不同材料又可以將附加防水分為水泥砂漿防水、卷材防水、涂料防水等。

4、誘導(dǎo)縫和變形縫設(shè)計(jì)

為了避免由于存在差異沉降而引發(fā)地鐵車站的結(jié)構(gòu)裂縫問題，需要設(shè)置變形縫及誘導(dǎo)縫。一般情況下，將誘導(dǎo)縫設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)中，變形縫則設(shè)置在主體和附屬位置對接點(diǎn)；有關(guān)誘導(dǎo)縫與變形縫的防水處理，需要在縫隙中間設(shè)置一道遇水膨脹止水條或者鋼邊橡膠止水帶；在外墻與底板的交接位置，設(shè)置一道橡膠止水帶，并在墻壁內(nèi)側(cè)開設(shè)排水槽。

3 結(jié)束語

綜上所述，伴隨城市化進(jìn)程不斷加快，軌道交通建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，有效緩解了城市交通擁堵問題，為人們?nèi)粘３鲂刑峁┍憷?。防水工程是地鐵項(xiàng)目實(shí)施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為保證其運(yùn)營安全性，必須結(jié)合工程實(shí)際地質(zhì)條件，分析可能造成地鐵車站滲漏的因素，充分掌握相關(guān)技術(shù)規(guī)范，確保防水設(shè)計(jì)的科學(xué)性，切實(shí)提升地鐵車站的防水性能。

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