石家莊地鐵防水施工質量問題分析與對策

楊 磊，孫 斌

（中土大地國際建筑設計有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

隨著近幾年來我國經濟的飛速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，地鐵作為城市交通不可或缺的組成部分，為方便城市居民日常出行發(fā)揮了巨大的作用，由此帶來的地鐵建設與運營也越來越受到大眾的關注。地鐵工程是百年工程，在常年的運營過程中，必須要保證地鐵結構的耐久性、安全性。由于地下結構勢必受到地下水和地表降水的雙重影響，防水工程就成為了地鐵施工的重要組成部分，一旦防水質量出現(xiàn)問題，不僅地鐵的正常運營會受到影響，還會帶來極其不良的社會影響。因此地鐵防水施工質量問題應從建設階段就應得到有效解決，避免造成運營質量隱患甚至形成安全質量事故。本文根據地鐵防水施工特點和石家莊地鐵防水施工現(xiàn)狀，通過分析地鐵施工尤其是防水施工質量問題，提出針對性的措施對策。

1 地鐵防水工程總體要求

為滿足地鐵工程質量要求高、百年設計使用年限耐久性要求嚴的工程建設目標，保證防水施工質量是首當其沖的，首先介紹一下地鐵防水工程的總體要求。

1）地鐵防水原則：“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜、綜合治理”，確保地鐵工程在運營過程中不發(fā)生滲漏水情況，確保安全穩(wěn)定的運營使用。

2）確立以鋼筋混凝土結構的自防水體系，即以結構自防水為根本，采取措施控制結構混凝土裂縫的開展，增加混凝土的抗?jié)B性能；以變形縫、施工縫等接縫防水為重點，輔以全包柔性防水層加強防水［1］。地鐵圍護結構作為地鐵施工期間主體結構的施工措施，同時也是后期防水層的保護措施。

3）必須選擇具有高性能防水功能、耐酸堿、物理力學功能以及耐老化功能等的防水材料，要做到防水施工的工藝環(huán)節(jié)能確保防水層可以連接到整體的密封性能。

4）防水施工完成后，通過試驗檢驗等手段檢查實體工程的防水性能。通過化學注漿、面層修補、噴涂防水劑等修補滲漏水措施，最大程度地對地鐵防水施工進行完善。

2 地鐵防水工程細部要求

根據防水體系設計要求，地鐵防水體系主要包括混凝土結構子防水、全外包防水、接縫防水、特殊部位防水 4 個方面。

2.1 混凝土結構自防水

混凝土結構自防水是整個防水工程的重點，是防水質量效果好壞的關鍵。混凝土結構自防水主要是指在混凝土中摻入一定量的礦物混合料或外加劑，提升其密實度及和易性，進而有效避免裂縫大面積產生，以達到不滲漏的目的。地鐵一般要求結構混凝土抗?jié)B等級為P10，耐腐蝕系數≥ 0.8。

2.2 全外包防水

全外包防水是在地鐵主體結構的迎水層設置柔性材料，對整個地鐵地下結構進行全包裹式的保護，使之與外界地層完全隔離開的防水層。通常地鐵明挖結構頂板使用 2.0 mm 厚單組分聚氨酯防水涂料；有圍護結構側墻和底板采用雙面粘合 II 型瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材（YPYIID 4.0 mm）施做。通常地鐵暗挖主體結構采用 ECB 柔性防水材料。

2.3 接縫防水

接縫防水指的是地鐵主體結構變形縫、施工縫防水。地鐵結構接縫位置屬于易發(fā)生滲漏水的位置，通常采取多道防水措施進行止水。

變形縫防水迎水面一般采用中孔型鋼邊橡膠止水帶和背貼式止水帶相結合的形式進行止水。結構頂板的迎水面變形縫內設置聚氨酯封膠，側墻和頂板結構內表面變形縫部位設置不銹鋼板接水盒。其中背貼式止水帶是一種有效的接縫防水措施，止水帶表面突起的齒條和模注防水混凝土之間可以密實咬合，從而達到密封防水的目的。于此同時在背貼止水帶的兩翼最外側齒條的內側根部固定上注漿管，用注漿管表面的出漿孔將漿液密實地填充在止水帶齒條與混凝土的縫隙里，實現(xiàn)密封止水的目的。

施工縫位置迎水面環(huán)向施工縫采用鋼邊橡膠止水帶，迎水面縱向施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶條進行防水處理，非迎水面樓板施工縫采用膨潤土橡膠止水條。施工縫部位鍍鋅鋼板止水帶與鋼邊橡膠止水帶連接采用螺栓和丁基橡膠進行有效連接。暗挖結構施工縫一般還要求接縫表面采用涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料的方法加強防水。

2.4 特殊部位防水

特殊部位防水包括抗拔樁、穿墻管件等穿過防水層的施工措施，施工中往往需要施做附加防水層的部位。通常在此類部位施做鋼板止水環(huán)，并綜合使用止水法蘭以及遇水膨脹止水條來提升其防滲能力，采用高滲透改性環(huán)氧、水泥基滲透結晶型防水涂料、聚合物防水砂漿等材料，將防水板被穿透區(qū)域進行封閉處理。

3 石家莊地鐵防水工程施工做法

在滿足設置上述防水體系要求下，確保地鐵工程在今后長期運營過程中使用安全穩(wěn)定，杜絕滲漏水情況發(fā)生。根據施工中明挖、暗挖施工工藝，結合石家莊地區(qū)防水工程施工特點，現(xiàn)將石家莊地鐵工程中防水工程施工的具體內容及主要施工要求介紹如下：明挖結構防水體系如表 1 所示，暗挖結構防水體系如表 2 所示。

表1 明挖結構防水體系表

4 石家莊地鐵防水質量問題分析

華北地區(qū)尤其是石家莊自 20 世紀 70 年代受工業(yè)發(fā)展地下水過度開采的影響，形成規(guī)模巨大的降水。自從 2015 年石家莊市開始使用南水北調水以來，根據水位監(jiān)測結果顯示自 2017 年底，市區(qū)地下水位已不再下降，開始緩慢回升。相關巖土勘察資料表明，石家莊地下水水位高程目前在地表以下 40 m 左右。地層勘探深度20 m 左右范圍內所揭示的土層自上而下主要為黃土狀粉質黏土層、粉土層、中砂層和細砂層。地鐵工程施工基礎標高位置場地絕大多數處在地表以下 20 m 左右，在無水地層環(huán)境施工。地鐵工程場地處于無水環(huán)境地層，施工期間防水工程質量較難以得到真正有效驗證，導致施工企業(yè)在地鐵施工期間對防水工程施工質量并不重視。石家莊地鐵施工期間，防水工程存在典型問題如下。

表2 暗挖結構防水體系表

4.1 圍護結構基面處理不到位

圍護結構基面處理存在圍護結構基面尖銳突起物未清理到位（見圖 1）；主體結構混凝土澆筑時極易造成防水卷材被撕破（見圖 2）；或圍護結構不平整，防水卷材與圍護結構不密貼（見圖 3）等質量問題。

此問題產生原因主要包括以下 3 個方面。

1）圍護結構施工期間，施工測量、放線、定位管理不到位。導致圍護結構限界侵入主體結構范圍，圍護結構剔鑿后很難保證基面平整度。

2）防水隊伍地鐵施工專業(yè)技術不過硬，經驗不足，難以保證防水施工質量。防水施工技術工人責任心不強。

3）防水工程節(jié)點驗收制度未嚴格履行，質量管理人員履職不到位。

圖1 側墻基面膨脹螺栓未清理

圖2 圍護結構鋼筋穿透側墻防水卷材

圖3 圍護結構基面不平整

4.2 混凝土結構自防水滲漏

主體結構混凝土自防水問題主要是因為混凝土自身出現(xiàn)裂縫而產生的（見圖 4、圖 5），但混凝土出現(xiàn)裂縫的原因是多種多樣的，主要包括以下 5 個方面。

1）受地鐵施工工藝工序轉換或地層不均勻沉降影響，主體結構受外力發(fā)生較大變化，導致結構變形出現(xiàn)裂縫。

2）防水混凝土自身外加劑不合格，摻加計量少摻或誤摻，導致混凝土達不到補償收縮效果而產生有害裂縫。

3）防水混凝土配合比未得到有效控制。如配合比中水泥含量較多，導致水化熱變大，導致收縮裂縫的產生。

4）混凝土澆筑過程施工管理不到位。如炎熱季節(jié)，混凝土澆筑間隔時間過長，結構形成冷縫。

5）混凝土養(yǎng)護過程施工管理不到位。混凝土成型后未及時進行養(yǎng)護，導致混凝土溫度變化未得到有效控制，從而出現(xiàn)裂縫。

圖4 側墻混凝土裂縫滲水

圖5 頂板混凝土裂縫滲漏水

4.3 防水材料存放 試驗檢驗管理混亂

某車站基坑北側地面物資存放區(qū)鋼邊橡膠止水帶露天存放，未入庫有效管理（見圖 6）；某車站預鋪防水卷材未報驗現(xiàn)場已使用（見圖 7 和圖 8）。

圖6 鋼邊橡膠止水帶露天存放

圖7 預鋪防水卷材未報驗

圖8 預鋪防水卷材現(xiàn)場已使用

此問題產生原因主要包括以下 3 個方面重點從以下 3 個原因。

1）施工人員不注重防水卷材保護工作，儲存或領用過程中容易造成損傷。

2）材料實驗室管理人員責任心較差，未把好工序質量關，不熟悉操作規(guī)范，防水材料進入現(xiàn)場未按規(guī)定進行見證抽樣復檢，現(xiàn)場材料管理混亂。

3）監(jiān)理單位的管控力度不足，未有效把控防水材料按設計及規(guī)范要求進行試驗，達到要求后方可投入使用環(huán)節(jié)。監(jiān)理人員未嚴格按監(jiān)理規(guī)程要求履職。

4.4 外包防水卷材鋪裝質量差

外包防水卷材鋪裝典型問題有側墻防水層被破壞（見圖 9），防水卷材褶皺卷材接縫翹邊搭接不牢固（見圖 10）等質量問題。

圖9 側墻防水層被破壞

圖10 防水卷材褶皺接縫翹邊

此問題主要原因有以下 3 個方面。

1）防水工程施工作業(yè)人員多為勞務公司派遣的普工，施工隊伍人員不穩(wěn)定，現(xiàn)場實際作業(yè)工人缺少具有防水工資格證的專業(yè)防水工人。大部分作業(yè)人員防水施工經驗不足，技術水平低，質量意識淡薄。

2）現(xiàn)場技術管理人員對防水施工不重視，現(xiàn)場存在問題未及時整改到位。施工人員培訓及技術交底流于形式。

3）防水工程節(jié)點驗收制度未嚴格履行，質量管理人員履職不到位。

4.5 變形縫及施工縫防水體系未封閉

某暗挖 PBA 車站側墻變形縫側墻外貼式橡膠止水帶和中埋式鋼邊橡膠止水帶上部預留接頭均未能甩出，造成變形縫止水帶未進行有效連接，防水體系斷開［2］（見圖 11）；某車站施工縫部位鍍鋅鋼板止水帶與鋼邊橡膠止水帶未連接，不符合應采用螺栓和丁基橡膠進行有效連接的設計要求等（見圖 12、圖 13）。

圖11 變形縫處止水帶斷開

圖12 鍍鋅鋼板與鋼邊止水帶未連接

圖13 設計螺栓和丁基橡膠連接做法

此問題產生原因主要包括以下 4 個方面。

1）施工人員對 PBA 暗挖車站施工工藝不熟悉，上部結構施工時變形縫止水帶未預留足夠長度的止水帶接頭。

2）施工現(xiàn)場對變形縫處止水帶接頭保護不到位，導致將施工縫上部的中埋式止水帶全部澆筑進結構混凝土中。

3）防水施工作業(yè)工人技術水平低、質量意識匱乏，無視防水施工質量隱患，下部結構施工期間未采取有效措施進行補救。

4）項目部技術管理不到位，防水細部節(jié)點施工工藝未進行有效管理。

4.6 防水細部未按圖施工

某車站變形縫止水帶使用的是平蹼型鋼邊橡膠止水帶，未按圖紙要求采用中孔型鋼邊橡膠止水帶（見圖 14 和圖 15）；某車站豎向施工縫處未按設計要求設置防水卷材加強層（見圖 16 和圖 17）等方面質量問題。

問題從以下 3 點原因進行分析。

1）施工方案、技術交底流于形式，管理人員未認真審閱相關防水圖紙，不知曉具體防水細部構造要求。

2）現(xiàn)場施工人員不熟悉設計圖紙，不理解設計內涵，進行野蠻施工，擅自修改設計不按圖紙要求施工。

圖14 平蹼型鋼邊橡膠止水帶已安裝

圖15 中孔型鋼邊橡膠止水帶設計圖

圖16 豎向施工縫處未設防水卷材加強層

圖17 防水卷材加強層設計圖（單位：mm）

3）技術管理人員對防水施工重要性缺乏認識，施工企業(yè)各項質量管理制度未嚴格執(zhí)行和落實。

5 地鐵防水施工質量問題對策

5.1 技術措施對策

1）做好圍護結構基面平整工作。地鐵圍護結構不僅是地鐵主體結構施工期間的施工措施，還對后續(xù)防水工程起到重要的保護作用，施工過程應嚴格進行控制。圍護結構測量放線錯誤、垂直度偏差過大都可能導致圍護結構限界侵入地鐵主體結構范圍內，需進行額外鑿除施工，從而會引發(fā)基面不平整、尖銳物等一系列的防水質量隱患問題。地鐵圍護結構方案編制期間，應充分考慮各種施工誤差的影響，設置足夠的外放尺寸。施工過程中應加強對測量放線、樁體定位、垂直度控制等施工環(huán)節(jié)的管理，嚴格按照圖紙進行組織施工，確保圍護結構質量滿足后續(xù)地鐵防水施工要求。明挖法施工圍護結構，基面一般應使用噴射混凝土或防水砂漿進行找平，保證圍護結構基面平整度。暗挖法隧道一定做好開挖面輪廓控制，及時對初支結構面與防水層之間進行注漿，確保兩者之間保持密貼。

2）解決混凝土結構自防水問題。關鍵是如何控制防水混凝土收縮裂縫，如何合理選擇混凝土外加劑，從而彌補防水混凝土的體積收縮，增強地鐵結構的抗裂、抗?jié)B性能。施工企業(yè)應組織混凝土供應商，根據當地原材料特點，經過多次試驗來確定具體的配合比，明確適宜的混凝土外加劑摻和量，在滿足強度和抗?jié)B性的前提下，盡量減少收縮裂縫產生。

3）加強混凝土結構自防水施工工藝控制。結構自防水混凝土應持續(xù)澆筑，澆筑過程不宜間斷時間過長，混凝土應振搗密實，振搗過程中要避免漏振、欠振、超振。合理劃分施工段長度，縱向分段長度不宜過大。主體結構施工縫應盡可能對齊，必要時采用后澆帶。防水混凝土成型后，嚴格對主體結構進行養(yǎng)護，采取加蓋保溫、灑水濕潤等養(yǎng)護措施。

4）把好原材料和半成品質量關。各種材料均要有試驗單或出廠合格證，并且按設計及規(guī)范要求進行試驗，達到要求并在使用前嚴格履行材料報驗程序，不合格材料堅決不能使用。認真做好成品、半成品的保護。做好每日密封和其他保護措施。

5）加強防水材料整體施工質量。注意防水層鋪設順序及方法，防水卷材的粘貼、搭接、錯幅嚴格按照規(guī)范要求施做。

6）加強變形縫及施工縫等細部防水節(jié)點施工控制。施工方案、技術交底不能流于形式，加大防水細部節(jié)點施工工藝技術培訓力度。

5.2 管理措施對策

5.2.1 提高施工企業(yè)重視程度和防水施工管理力度

因石家莊地鐵工程建設場地在無水地層進行，從防水施工方面來說具有明顯的經濟優(yōu)勢，防水隱患在施工期間較隱蔽，不易暴露，所以地下防水工程施工質量一直得不到相關施工企業(yè)足夠重視。但石家莊地處中緯度地區(qū)，屬暖溫帶季風氣候，氣候具有干濕期明顯，雨季降水集中，極易在短時間形成大規(guī)模的積水。在自媒體發(fā)展迅猛的今天，一旦運營的地鐵線路出現(xiàn)滲漏，會對建設、施工單位造成巨大的社會壓力。在如此形勢下，施工企業(yè)應充分認識到地鐵防水工程重要性，并將防水施工管理工作提高到一個新的高度。

5.2.2 聘請專業(yè)防水分包公司

石家莊地鐵施工企業(yè)一般選擇勞務分包公司進行防水施工，現(xiàn)場作業(yè)人員均為勞務分包公司派遣，人員變動大，且缺少專業(yè)防水作業(yè)工人。一線作業(yè)工人的施工水平和技術素質對工程的成敗往往具有至關重要的作用。地鐵防水施工應做好認真選拔和入門管理，施工企業(yè)應選擇口碑和信譽好的專業(yè)防水分包公司來進行地鐵專業(yè)防水的施工。防水施工專業(yè)分包公司具備良好的先天優(yōu)勢，如具備防水施工資質、有成熟的管理團隊、有技能型防水工人、有豐富的防水施工經驗。防水專業(yè)分包公司在提高現(xiàn)場施工質量的同時，還能減輕施工企業(yè)管理力度。相對于勞務分包公司而言，防水施工專業(yè)分包公司才是地鐵施工企業(yè)更好的選擇。其所有作業(yè)人員上崗前，均經過專業(yè)的防水施工培訓，技術水平過硬。分包公司作業(yè)工班配備技術管理人員，負責施工技術管理，能組織工人開展施工，并監(jiān)督施工質量，減輕總包單位管理壓力，有效減少防水工程質量問題。

5.2.3 嚴格執(zhí)行節(jié)點驗收制度

質量管理人員對防水基層、防水細部、防水層施工及成品保護等施工環(huán)節(jié)應逐項進行巡視檢查，并做好隱蔽工程驗收記錄，上道工序未經驗收通過絕不進入下道工序。尤其要做好閉水試驗工作，閉水試驗是防水工程施工完畢后至關重要的一個環(huán)節(jié)。要盡量暴露出防水缺陷后及時予以修補，謹防流于形式。嚴格按GB 50208－2011《地下防水工程質量驗收規(guī)范》要求和相關規(guī)定進行防水工程質量驗收工作。要嚴格執(zhí)行施工企業(yè)內部質量控制制度，對不符合質量控制要求的，及時進行整改或返工處理。

5.2.4 充分發(fā)揮監(jiān)理監(jiān)督檢查職能

監(jiān)理工程師對現(xiàn)場不符合規(guī)范、設計要求情況應及時給予指令，嚴格防水工程質量控制程序，充分發(fā)揮監(jiān)理監(jiān)督檢查職能。要同參建各方進行密切溝通協(xié)調，將質量問題消滅在萌芽狀態(tài)，避免對工程質量產生不利影響。

6 結語

石家莊地鐵防水施工過程中存在不同種類頗多質量問題，本文僅從常見問題進行了分析，根據防水施工工藝特點和石家莊地區(qū)防水施工實際情況，切合實際地提出了切實有效的技術措施和管理對策。通過采取措施提高石家莊地鐵防水施工質量的同時，也能對其他方面質量問題產生起到一定作用，為保證和提高地鐵工程建設質量夯實基礎。地下鐵道工程是重要的民生工程和百年工程，關乎著人民生命財產安全，也關系著國民經濟水平的健康發(fā)展。希望本文對于廣大地鐵施工技術和質量管理人員有所借鑒和參考［2］。