地鐵明挖車站結(jié)構(gòu)防水施工質(zhì)量探討

李曉鑫，向長華

（中交第三公路工程局有限公司，北京 100123）

0 引言

隨著城市化的快速發(fā)展，地鐵建設(shè)已成為城市規(guī)劃及建設(shè)的重要內(nèi)容。地下車站防水效果對結(jié)構(gòu)安全、車站運(yùn)營和乘車環(huán)境等有著直接的影響。車站防水設(shè)計(jì)應(yīng)安全適用、技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、便于施工，堅(jiān)持“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理、以結(jié)構(gòu)自防水為主”的基本原則，輔以附加柔性防水層施工［1-5］。

1 工程概況

1.1 工程簡介

車站采用島式站臺，車站終點(diǎn)里程為YDK12+955.826。車站總長169.65 m，寬22.3 m，總面積17 987.91 m2。本站為地下三層島式明挖車站，車站結(jié)構(gòu)采用兩柱三跨三層矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級為頂板（含梁）、地下一、二層側(cè)墻及端墻（含壁柱）C45 P8；底板（含梁）、地下三層側(cè)墻及端墻（含壁柱）C45 P10。防水層采用雙層SBS改性瀝青防水卷材，第一層采用SBSⅡPY PE 3類材料，第二層采用SBSⅡPY S4類材料，其中SBS改性瀝青防水卷材3 mm+4 mm：13 578 m2；細(xì)石混凝土：206 m3；頂板2.5 mm厚單組分聚氨酯防水涂料：4 888 m2；施工縫止水帶：3 148 m。

1.2 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)

1.2.1 工程地質(zhì)

北廣場站場地位于山前剝蝕丘陵區(qū)，原地表破壞，場地已修建平整，場地南側(cè)位置端頭井約5 m位置有高差9 m錯臺。整體地勢大致呈由南至北緩傾，高差約3～10 m，地表多為人工填土。該處地質(zhì)表面第四系全新統(tǒng)雜填土為主，由南向北側(cè)遞增，最大厚度為11 m。表土以下依次以侏羅系強(qiáng)風(fēng)化（地層厚度1.6～6.1 m）、中風(fēng)化泥巖為主。

1.2.2 水文地質(zhì)

由于現(xiàn)有地質(zhì)、水位已發(fā)生變化，于2017年7月勘察單位組織對北廣場站進(jìn)行補(bǔ)充勘察。通過補(bǔ)勘查出的地下水為第四系孔隙潛水，含水層為雜填土、圓礫、卵石（主要位于車站北端），水位深度4～5.5 m，含水層受基巖面起伏影響，厚度變化較大，基巖面低洼處水量較大，且受季節(jié)性降水、融雪等影響水位變幅較大，最大變幅可達(dá)3 m。地下水由大氣降水及地下徑流補(bǔ)給，以蒸發(fā)及向下游徑流的方式排泄；地下水的徑流方向受地勢控制，主要由南向北向徑流。

2 工法形成背景

本車站地質(zhì)主要以中風(fēng)化泥巖為主，水位埋深4～5.5 m，車站降水設(shè)計(jì)采用坑外降水管井+坑內(nèi)集水井施工，車站降水井每天抽水3次，早、中、晚各一次，每次單口井抽水時間約1.5～2.0 min，通過降水井發(fā)現(xiàn)基坑水量非常小，多為裂隙水。但在基坑開挖過程中，基面裂隙水較多，滲漏水面廣但滲水較小，施工中很難通過堵漏等措施對基面滲漏點(diǎn)完全封閉（圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用灌注樁，樁間距為1.5 m，樁間為泥巖，滲水通過泥巖滲漏），容易造成后續(xù)防水施工質(zhì)量存在缺陷，引起車站內(nèi)部存在點(diǎn)漏、施工縫滲漏、裂隙滲漏等現(xiàn)象。在車站主體結(jié)構(gòu)施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土自身質(zhì)量同時加強(qiáng)附加防水層施工，嚴(yán)格控制施工縫、穿墻管、預(yù)埋件等關(guān)鍵部位防水。

3 施工質(zhì)量控制措施

3.1 混凝土質(zhì)量控制

車站防水結(jié)構(gòu)主要以結(jié)構(gòu)自防水為主，混凝土施工質(zhì)量往往是造成滲漏水較嚴(yán)重部位，多表現(xiàn)在墻體、板底存在明顯裂縫，施工注意事項(xiàng)：

（1）車站主體結(jié)構(gòu)施工前為減少砼收縮，防止砼開裂，首先考慮主體結(jié)構(gòu)跳倉施工，避免主體結(jié)構(gòu)砼開裂現(xiàn)象發(fā)生。

（2）車站混凝土采用商砼，混凝土必須是高性能、高耐久性，混凝土配制應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)水泥，性能良好的礦粉、粉煤灰等礦物摻和材料，嚴(yán)格控制施工材料的選擇及混凝土施工配合比。

（3）車站混凝土施工，根據(jù)計(jì)算，板到墻底每次澆筑混凝土高度約5.7 m，采用泵車泵送，由于泵車前面泵送軟管長度2.5 m，全部插入側(cè)墻內(nèi)，距離底部還有3.2 m左右的高度，超過澆筑高度不大于2 m的要求，必須采取措施防止離析。

（4）澆筑側(cè)墻時，嚴(yán)格分層分段控制，并且嚴(yán)格控制兩層混凝土澆筑時間間隔，同時下層振搗后進(jìn)行上層混凝土澆筑時，振搗棒插入到下層（一般控制在向下插入5 cm），避免造成冷縫現(xiàn)象。

（5）主體結(jié)構(gòu)混凝土配筋率較高，加強(qiáng)部位鋼筋間距只有75 mm，減掉鋼筋直徑，另外考慮到工人鋼筋綁扎不夠均布，很容易發(fā)生凈間距不足50 mm，導(dǎo)致50型振搗棒無法插入，30型振搗棒振搗不實(shí)，造成墻、板局部振搗不實(shí)等問題，過程中可適當(dāng)預(yù)留振搗位置，保證振搗質(zhì)量。

（6）到場混凝土及時進(jìn)行坍落度檢測，混凝土入泵坍落度控制在120～160 mm，嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。

3.2 防水卷材施工控制措施

（1）防水材料進(jìn)入現(xiàn)場應(yīng)設(shè)專人管理，及時存入專用庫房，并辦理相關(guān)手續(xù)。卷材貯存溫度不應(yīng)高于40度；采用架空放置，架空支承點(diǎn)不少于3個，堆放高度不超過4層，禁止在露天存放。

（2）材料進(jìn)場后及時對原材進(jìn)行外委試驗(yàn)檢測。

（3）基坑開挖到基坑底部后，由于車站裂隙水難以堵漏，底板墊層施工前，對基坑槽底表面滲水部位采用積水明排到集水井，表面干燥后及時澆筑墊層混凝土。

（4）側(cè)墻基面施工前，對滲漏點(diǎn)進(jìn)行堵漏、引流處理，保證基面堅(jiān)實(shí)、干燥，不得有明水。

（5）防水卷材甩槎部位往往受到后續(xù)施工影響，容易破損，施工時采用木板、磚、沙袋等硬質(zhì)材料進(jìn)行臨時保護(hù)。

（6）穿墻管、預(yù)埋件施工部位，施工完成后再進(jìn)行防水施工，防水卷材施工完成后，嚴(yán)禁在防水層上開洞，避免滲漏。

（7）熱熔焊接應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行焊接，保證焊接質(zhì)量，同時焊接前應(yīng)辦理動火審批手續(xù)。

（8）鋼板橡膠止水帶定位困難，下料時對使用量計(jì)算準(zhǔn)確，過長容易造成扭曲，不能保證鋼邊止水帶居中，過短容易造成水平與環(huán)向止水帶搭接長度不足。

4 防水材料施工方法

4.1 底板、側(cè)墻防水施工

防水層采用雙層SBS改性瀝青防水卷材，第一層采用SBSⅡPY PE 3類材料，第二層采用SBSⅡPY S4類材料。施工流程：基面處理→卷材鋪設(shè)→底板、側(cè)墻防水施工→砂漿保護(hù)層施工。

4.1.1 基面處理要求

（1）鋪設(shè)防水層前，割除外露膨脹螺栓、鋼板等尖銳物體，清除圍檁后C30細(xì)石混凝土，用1∶1.25的水泥砂漿抹平，厚度20 mm。檢查方法2 m直尺，偏差不超過5 mm。

（2）陰角均采用1∶2.5的水泥砂漿做成50×50 mm的鈍角或R≥50 mm的圓角，陽角均做成不小于20×20 mm的鈍角或R≥20 mm的圓角，做到有效保護(hù)防水材料。

4.1.2 防水層鋪設(shè)順序及方法

鋪設(shè)第一層采用SBSⅡPY PE 3類材料采用水泥釘固定，搭接寬度不小于10 cm。固定時，卷材應(yīng)鋪設(shè)平整，避免存在鼓包。

第二層防水層采用滿粘法與第一層防水層熱熔焊接，第二層卷材搭接寬度10 cm，熱熔滿粘，兩層搭接縫之間長邊錯開1/3～1/2幅寬、短邊錯開大于1.5 m。

側(cè)墻防水甩槎注意事項(xiàng)：SBSⅡPY PE 3類材料與SBSⅡPY S4類材料相互之間甩槎300 mm，SBSⅡPY S4類防水材料甩槎長度超出預(yù)埋鋼筋不小于200 mm。

4.2 頂板防水層施工

頂板防水層主要以涂料防水層、隔離層及保護(hù)層組成防水系統(tǒng)，其施工工藝流程如下：基面處理→涂刷底料→鋪設(shè)加強(qiáng)層→防水涂料涂刷→鋪設(shè)隔離層→保護(hù)層施工（上翻梁泡沫材料保護(hù)）。

4.2.1 基層處理要求

（1）頂板澆筑完成后收面處理不小于2遍，平整度控制在5 mm。

（2）檢查是否存在氣孔、凹凸不平、蜂窩、縫隙、起砂等，當(dāng)出現(xiàn)大于0.3 mm的裂縫時，應(yīng)騎縫各10 cm涂刷1 mm厚的聚氨酯涂膜防水加強(qiáng)層，然后設(shè)置聚酯布增強(qiáng)層，最后涂刷防水層。

（3）上翻梁陰角部位均采用5×5 cm的1∶2.5水泥砂漿進(jìn)行倒角處理，陽角做成R≥10 mm的圓角。

4.2.2 防水層施工順序及方法

（1）清理基面灰塵、浮漿及積水部位，保證基面平整、干燥。涂料施工應(yīng)分段分塊進(jìn)行，每次面積不宜過大，涂料每層應(yīng)均勻，厚度采用針測法檢查；

（2）涂膜采用多遍完成，一般為3～5遍，每層要相互垂直，各層搭接預(yù)留10 cm左右，上下層接縫錯開1/3幅寬。

（3）涂膜施工完成檢驗(yàn)合格后鋪設(shè)350#的紙?zhí)ビ蜌指綦x層，上翻梁部位采用10 mm的聚乙烯泡沫塑料保護(hù)，各工序完成后及時澆筑C20細(xì)石混凝土。

4.3 細(xì)部構(gòu)造施工控制

車站水平施工縫和環(huán)向施工縫及穿墻管件施工質(zhì)量往往也是防止?jié)B漏水的關(guān)鍵部位，應(yīng)采取多道設(shè)防的防水措施。

4.3.1 施工縫

環(huán)、縱向施工縫鋼邊橡膠止水帶連接前涂抹密封膠，涂抹應(yīng)均勻，完成后調(diào)整止水帶位置，左右長度一致，安放到熱熔板上，通過卡扣固定牢固，加熱焊接。

（1）水平施工縫與垂直施工縫澆筑混凝土前，清理表面浮漿和雜物，涂刷1.5 kg/m2/水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，其中水平施工縫施工前鋪30～50 mm厚的1∶1水泥砂漿，完成后澆筑混凝土。

（2）頂板、底板（環(huán)向）垂直施工縫防水。

前一段混凝土施工前，在其施工縫處板中部（1/2板厚處）水平安裝鋼邊橡膠止水帶，其止水帶寬度為35 cm。安裝時，保證其鋼邊與水平面的夾角為15°-20°，且使止水帶外露預(yù)留長度為其寬度的一半，安裝后采用木板保護(hù)外露部分。

（3）縱向（水平）施工縫防水。

安裝側(cè)墻水平施工縫時，下料要準(zhǔn)確，考慮與環(huán)向施工縫交叉處十字搭接，鋼邊止水帶材料較柔軟，過長容易發(fā)生扭曲，不宜居中，過短容易影響環(huán)向施工縫位置。止水帶定位通過放樣固定，保證上下和左右居中。

施工縫部位加強(qiáng)層采用單層SBSⅡPY S4類材料（主體結(jié)構(gòu)防水等級為一級），加強(qiáng)層寬度為50 cm，底板加強(qiáng)層鋪設(shè)面向細(xì)石混凝土方，側(cè)墻加強(qiáng)層設(shè)置在迎水面，新舊混凝土各埋設(shè)25 cm。

4.3.2 穿墻管件

穿墻管件穿過防水層采取剛?cè)徇^渡處理。過渡層采用高滲透改性環(huán)氧、水泥基滲透結(jié)晶型防水材料、聚合物防水砂漿等材料進(jìn)行加強(qiáng)。

（1）穿墻管涂料防水層時，除進(jìn)行涂防水加強(qiáng)外，采用柔性或剛性保護(hù)層進(jìn)行保護(hù)，并設(shè)置止水法蘭和遇水膨脹止水膠進(jìn)行防水。

（2）防水卷材設(shè)穿墻管時，采用冷自粘防水卷材和陰陽角設(shè)置聚氨酯密封膠進(jìn)行防水。

5 地鐵車站防水工程的施工總結(jié)

地鐵車站的防水工程，由于從設(shè)計(jì)到施工中的影響因素多、環(huán)節(jié)多，所以，在施工過程中嚴(yán)格按圖紙、規(guī)范及方案施工，控制各工序施工質(zhì)量，仍是難以控制車站滲漏水問題。

（1）附加卷材施工是對車站形成一個全封閉的隔水層，從卷材、頂板涂料、細(xì)部構(gòu)造及施工縫鋼邊止水帶施工，由于施工工序多，交叉作業(yè)嚴(yán)重，保護(hù)措施不當(dāng)，防水難以發(fā)揮到極致。

（2）基面平整度往往由于樁體傾斜、基巖破除損害嚴(yán)重，噴射混凝土平整度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成卷材鋪設(shè)平整度存在鼓包，空洞現(xiàn)象。

（3）車站以自防水為主，結(jié)構(gòu)混凝土施工質(zhì)量是控制的關(guān)鍵，但影響因素較多，難以保證其質(zhì)量，具體表現(xiàn)為：①到場混凝土性能達(dá)不到配合比要求；②商品混凝土原材不受控制；③混凝土澆筑氣候、環(huán)境影響有較大差異，施工方法選擇，現(xiàn)場振搗，養(yǎng)護(hù)、拆模時間等都可能造成混凝土自身容易產(chǎn)生裂縫。

（4）各道施工縫處理是施工薄弱環(huán)節(jié)，在混凝土澆筑完成后鑿毛不徹底。

6 結(jié)語

地下車站防水施工是一個系統(tǒng)工程，引起滲漏水原因很多，結(jié)合烏魯木齊4號線北廣場車站防水施工質(zhì)量控制，通過加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)自防水，做好段落劃分，嚴(yán)格澆筑過程控制，加強(qiáng)施工振搗及養(yǎng)生落實(shí)，同時加強(qiáng)防水層每道工序自檢制度，對防水層甩槎保護(hù)和接槎、細(xì)部構(gòu)造處理等進(jìn)行嚴(yán)格控制，車站防水施工取得了良好效果，為類似工程提供施工經(jīng)驗(yàn)。