PBA法地鐵車站二襯扣拱滲漏水防治

□文/宋延濤 王冰琰 耿利軍

大多數(shù)地鐵車站由于線路規(guī)劃限制，往往采用暗挖法進(jìn)行施工，地下工程長期受地下水的侵蝕及滲透，易出現(xiàn)滲漏水問題。特別是在地鐵運營以后，車站的滲漏水將嚴(yán)重影響行人通行、設(shè)備運行和結(jié)構(gòu)安全。

PBA 法作為當(dāng)前地鐵車站施工的主要施工工法之一，其頂拱施工需要由暗挖小導(dǎo)洞洞室逐步擴大成為大斷面結(jié)構(gòu)，是整個工法的核心環(huán)節(jié)。防水層的鋪設(shè)也同樣由多個小塊連接成整體，具有防水接頭多、防水接頭保護(hù)困難、結(jié)構(gòu)混凝土施工縫多、防水細(xì)部構(gòu)造復(fù)雜等特點[1～2]，防水體系的結(jié)合部是最容易出現(xiàn)滲漏的地方[3]，因此，二襯扣拱防水質(zhì)量控制的好壞關(guān)系到整個車站的防水效果[4]，從某種意義上說，二襯扣拱滲漏水防治的效果決定了整個車站工程防水施工質(zhì)量的成敗。施工過程中要嚴(yán)格控制各工序的施工質(zhì)量，確保暗挖車站的防水效果，減少后期防水堵漏，保證工程質(zhì)量。

1 工程概況

1.1 總體情況

北京市某新建地鐵車站為地下二層三跨島式車站，結(jié)構(gòu)全長206.7 m、寬23.3 m、高16.2 m，覆土厚度15.3～16.0 m，采用8 導(dǎo)洞PBA 法施工。車站結(jié)構(gòu)主要穿越卵石⑤、卵石⑦和礫巖層，含水層主要為卵石⑦層，地下水埋深22.4～24.1 m。

1.2 設(shè)計概況

車站的防水設(shè)計遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則[5]，以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為根本，以施工縫、變形縫等接縫防水為重點，輔以柔性外包防水層加強防水[6]。車站防水等級為一級，不允許有滲漏，結(jié)構(gòu)表面無濕漬[7]。站臺層結(jié)構(gòu)埋深＞30 m，以側(cè)墻中板以上施工縫為分界，設(shè)置兩種混凝土抗?jié)B等級。見圖1。

圖1 車站防水構(gòu)造

2 扣拱滲漏特點

工程在進(jìn)行二襯扣拱結(jié)構(gòu)施工時出現(xiàn)了滲漏水，主要集中在頂縱梁結(jié)構(gòu)兩側(cè)縱、環(huán)向施工縫的“T”形節(jié)點接頭處。見圖2。

圖2 二襯扣拱滲漏水現(xiàn)狀

頂縱梁結(jié)構(gòu)需要先期在導(dǎo)洞內(nèi)施工，待初支扣拱暗挖及二襯扣拱導(dǎo)洞臨時支撐拆除結(jié)束后，再進(jìn)行扣拱混凝土的澆筑，使整個拱部連成整體。受施工工藝限制，必須在頂縱梁兩側(cè)設(shè)置與車站縱向等長的施工縫，新舊柔性防水層在該部位設(shè)置接頭；同時頂縱梁呈“雁尾”形，初支結(jié)構(gòu)上的滲水易在該部位匯聚，不易排出，造成了該部位防水施工困難。

為保證結(jié)構(gòu)實體質(zhì)量，需要從基面、防水材料、防水接頭保護(hù)、施工縫加強措施等方面對原有的防水設(shè)計及施工方案進(jìn)行改進(jìn)，在施工過程中加強控制，降低滲漏風(fēng)險，避免后期注漿堵漏對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。

3 防水措施

3.1 基面處理

3.1.1 初支基面處理

基面的平整度直接影響防水卷材的鋪設(shè)質(zhì)量?；姘纪共黄?，突出物較多，在敷設(shè)防水卷材時會出現(xiàn)卷材吊空、與基面不密貼等問題；在澆筑混凝土后，容易將卷材搭接縫部位拉斷或?qū)⒕聿捻哑啤?/p>

基面應(yīng)平緩過渡，不得出現(xiàn)過大突起或凹陷且滿足D/L≤1/10～1/20（D為相鄰兩凸面凹進(jìn)去的最大深度，L為相鄰兩凸面間的最短距離）。在進(jìn)行初支扣拱暗挖施工時，應(yīng)重視噴射混凝土的找平工作，鋪設(shè)防水緩沖層前，著重對基面進(jìn)行二次找平。

3.1.2 噴涂瀝青加強層

初支扣拱的初支結(jié)構(gòu)為網(wǎng)噴射混凝土，防水層與水泥基面的結(jié)合度較差，在環(huán)境潮濕的情況下易出現(xiàn)脫落，留下滲漏隱患。

為克服這一困難，在頂拱的防水卷材與初支基面之間增加一道噴涂瀝青加強層，與防水卷材形成一層復(fù)合防水層。見圖3。

圖3 噴涂瀝青加強層范圍

非固化橡膠瀝青涂料是一種新型防水防滲材料，具有以下特點：

1）噴涂瀝青加強層的非固化橡膠瀝青涂料可以在含水量30%以下的基面進(jìn)行施工，粘結(jié)力強，可以滿足各種形狀復(fù)雜部位對防水作業(yè)的特殊要求；

2）自行封閉能力，可自行修復(fù)防水層的破損部分，能封閉基層裂縫和毛細(xì)孔，粘結(jié)性較好，可以有效阻斷防水層與混凝土基面間的滲漏水，避免竄水現(xiàn)象發(fā)生；

3）優(yōu)異的蠕變性，抗拉強度大、延伸率高，有較好的彈性和塑性，彈性恢復(fù)率達(dá)85%，斷裂伸長率達(dá)800%，可以吸收來自基層的應(yīng)力，防止基層受力拉裂、防水并確保防水層的長期完整性。見圖4。

圖4 噴涂瀝青加強層施工

3.2 防水卷材鋪設(shè)

外包防水層采用1.5 mm 厚高分子自粘膠膜防水卷材，防水卷材下為400 g/m2無紡布。防水卷材的搭接接頭可以采用自粘或焊接兩種方式。接縫長邊搭接寬度≥7 cm，短邊搭接寬度≥8 cm，倒角處的搭接縫采用配套膠帶或密封膠進(jìn)行補強。

二襯扣拱采用臺車模板跳倉施作，每段長度為6～8 m，從基面處理到混凝土澆筑的時間約為7～9 d，施工周期較長。同時，由于頂拱為弧形，防水卷材粘接難度較大，受重力作用、固定條件等環(huán)境因素影響，采用自粘方式連接的搭接縫往往在鋼筋綁扎過程中開縫，人員難以進(jìn)入進(jìn)行二次修補，無法保證防水質(zhì)量。因此，接縫的搭接方式一般建議采用焊接連接。

3.3 特殊部位保護(hù)措施

3.3.1 防水接頭保護(hù)

車站在導(dǎo)洞內(nèi)進(jìn)行頂縱梁施工時，需要將防水接頭采用預(yù)埋的方式澆筑在導(dǎo)洞初期支護(hù)與混凝土結(jié)構(gòu)之間，同時在二襯扣拱施作前還需要進(jìn)行導(dǎo)洞初支破除施工，而初支破除很容易對預(yù)留的防水接頭造成破壞[8]。因此，需要采取措施對防水接頭進(jìn)行保護(hù)，保證后續(xù)新舊防水卷材連接效果。

在頂縱梁兩側(cè)0.8 m范圍的防水卷材預(yù)留接頭，鋪設(shè)2 mm鋼板+2 cm厚木板進(jìn)行保護(hù)，使用水泥釘固定；破除初期支護(hù)后，揭開保護(hù)板，取出防水接頭進(jìn)行搭接，使車站拱部防水層形成整體。見圖5。

圖5 頂縱梁防水接頭保護(hù)措施

3.3.2 施工縫節(jié)點處理

施工縫防水加強措施設(shè)計為雙道水膨脹止水膠+全斷面注漿管。在實際施工中，由于二襯扣拱施工周期較長，洞內(nèi)環(huán)境潮濕，止水膠固定困難，極易出現(xiàn)提前膨脹而脫落失效現(xiàn)象。

為保證施工縫防水效果，將加強措施由雙道水膨脹止水膠調(diào)整為單道制品型遇水膨脹止水條。止水條的體積膨脹率≥400%，遠(yuǎn)高于止水膠≥220%的體積膨脹率，膨脹效果優(yōu)異。見圖6。

圖6 頂縱梁施工縫防水細(xì)部構(gòu)造

1）遇水膨脹止水條。止水條為定型產(chǎn)品，截面尺寸寬×高=30 mm×20 mm，可以使用粘接劑直接粘接在施工縫表面或通過預(yù)留槽進(jìn)行安裝。使用槽式安裝時，在模板端頭的施工縫預(yù)安裝部位固定與止水條同尺寸的泡沫板，待模板拆除后，揭開泡沫板，即可形成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹槽，保證一次成型，減少后期因人工刻槽而導(dǎo)致的槽位尺寸偏差問題。見圖7。

圖7 施工縫加強措施施工效果

2）全斷面注漿管。由于混凝土的固化收縮特性，會在防水層與結(jié)構(gòu)外表面之間形成一道縫隙，導(dǎo)致出現(xiàn)“竄水”現(xiàn)象。在施工縫靠近初支一側(cè)設(shè)置全斷面注漿管，拆模后進(jìn)行注漿，可以有效填充施工縫乃至外側(cè)結(jié)構(gòu)與防水層之間的不密實部位，將水完全阻擋在結(jié)構(gòu)外表面[9]。

3.3.3 樁頂冠梁防水節(jié)點

頂拱兩側(cè)的樁頂冠梁，由于陰陽角構(gòu)造較多，縱向施工縫較長，為保證防水效果，設(shè)置三層防水卷材進(jìn)行加強。陰角采用1∶2.5 水泥砂漿做成50 mm×50 mm的鈍角或R≥50 mm的圓角，陽角做成≮20 mm×20 mm的鈍角或R≥20 mm的圓角。

施工該部位時，應(yīng)著重考慮預(yù)留防水接頭搭接和環(huán)向扣拱鋼筋甩頭的空間，防水層鋪設(shè)也不宜過緊，防止在陰陽角反折部位撕裂。在扣拱防水施工時，要對冠梁下部防水加強層甩槎部位覆蓋木板保護(hù)，站廳層土方施工完成后，方可進(jìn)行冠梁下部的預(yù)留防水接頭搭接。見圖8。

圖8 樁頂冠梁防水細(xì)部構(gòu)造

4 施工效果

通過對防水設(shè)計及施工方案進(jìn)行調(diào)整，采取一系列控制措施，二襯扣拱施工結(jié)束后，結(jié)構(gòu)表面無明顯滲漏點、無線狀滲流水，有效地保證了工程實體質(zhì)量。見圖9。

圖9 工程效果

5 結(jié)論

1）噴涂橡膠瀝青防水涂料適用于水文地質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的地鐵車站工程，可以有效地解決因洞內(nèi)環(huán)境潮濕、基層不平整而導(dǎo)致的防水層破損失效問題，具有一定的推廣、應(yīng)用價值。

2）二襯扣拱前的各工序施工間隔時間較長，需要加強工序轉(zhuǎn)換部位的防水預(yù)埋接頭保護(hù)，避免破除施工損壞、接頭，同時建議采用焊接的防水搭接方式，可以有效地保證新、舊防水連接效果。

3）加強頂縱梁施工縫的細(xì)部節(jié)點施工質(zhì)量控制，可根據(jù)具體的工程環(huán)境與結(jié)構(gòu)形式，靈活選擇各種止水材料，及時調(diào)整，達(dá)到最佳止水效果。