地鐵車(chē)站暗挖隧道防水設(shè)計(jì)及施工工藝

王漢霆

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100176）

1 工程概況

某地鐵車(chē)站主體結(jié)構(gòu)深23 m，其地下三層的框架結(jié)構(gòu)主要是鋼筋混凝土，車(chē)站基坑標(biāo)準(zhǔn)段寬為21.7 m，采取明暗挖相結(jié)合的方法深挖基坑。在施工過(guò)程中，隧道被分為車(chē)站右線和車(chē)站左線兩部分，前者采用明挖法，后者使用暗挖法。另外，地下四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)采取明挖，深度為30.8 m，車(chē)站基坑標(biāo)準(zhǔn)段寬為17.1 m；暗挖部分為復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，施工過(guò)程中主要采取淺埋暗挖法和噴錨構(gòu)筑法。

2 防水體系設(shè)計(jì)

暗挖隧道要注重防水問(wèn)題，所以采用1.5 mm 厚PVC 防水板。工程中，該防水板主要在暗挖結(jié)構(gòu)初支與二襯中間放置400 g/m2+1.5 mm 厚PVC 防水板；同時(shí)，為了達(dá)到更理想的防水效果，還在防水板外側(cè)使用主要材料為無(wú)紡布的緩沖層。隧道結(jié)構(gòu)橫剖面防水構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 隧道結(jié)構(gòu)橫剖面防水構(gòu)造

3 車(chē)站左線暗挖隧道防水措施

3.1 結(jié)構(gòu)自防水施工

（1）在混凝土中添加二級(jí)粉煤灰，劑量不能超過(guò)20%，采用“雙摻技術(shù)”。防水混凝土選用低水化熱水泥，相關(guān)參數(shù)為：水泥量＞80 kg/m3；使用強(qiáng)度＞32.5 MPa；水膠比＜0.5。與此同時(shí)，必須要保證該防水混凝土吸水率較低，且空隙率必須于40%以下。另外摻入骨料粒徑和級(jí)配都必須保證較好質(zhì)量，即使用含泥量＜1.0%、泥塊含量＜0.5%、砂采用含泥量＜3.0%的中砂，以確?；炷恋姆浪阅?。

（2）盡量控制防水混凝土的入泵塌落度在120±20（暗挖隧道140±20）?？v向的構(gòu)造配筋率>0.2%能夠降低裂縫的收縮情況。迎水面鋼筋的凈保護(hù)厚度>50 mm。將模板表面清除干凈，再使用適量的涂刷脫模劑，模板尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)。確保模板拼接處無(wú)縫隙，避免發(fā)生漏漿情況。澆筑混凝土?xí)r，要遵循“分層、水平、對(duì)稱”三原則，并按照從低到高順序來(lái)連續(xù)澆筑混凝土。如果澆筑工作需要間歇時(shí)間，則必須要在澆筑完成次層混凝土前確保前一層混凝土尚未處于凝結(jié)狀態(tài)，同時(shí)要控制間歇時(shí)間＜45 min。

3.2 接縫防水施工

3.2.1 施工縫

（1）將施工縫與變形縫相結(jié)合，并避免與存在大量地下水和裂隙水的區(qū)域有接觸，避免影響后續(xù)施工。水平施工縫應(yīng)留在邊墻與仰拱相交點(diǎn)的墻體處，約高出300 mm，且避免留著剪力與彎矩最大處或板與邊墻的交接位置，施工縫與墻體上的預(yù)留孔洞應(yīng)保持>300 mm 的距離[1]。

（2）用鋼絲刷清除施工縫在凝結(jié)后的浮漿和雜物，鋪設(shè)凈漿后再澆搗水平施工縫，然后按照1∶1 的比例鋪設(shè)水泥砂漿，厚度達(dá)30～50 mm；涂刷完混凝土界面處理劑后，再澆搗垂直或者環(huán)向的施工縫，最后按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)澆注混凝土。

（3）設(shè)置3 mm 厚的鍍鋅鋼板在施工縫中部，同時(shí)設(shè)置1.2 mm 不銹鋼接水槽在環(huán)向施工縫。在二襯和防水重點(diǎn)部位施工縫內(nèi)緣預(yù)埋可重復(fù)注漿管，譬如：車(chē)站與通道接口處，預(yù)埋位置如圖2 所示。值得注意的是，為了保證必須連接點(diǎn)的縱向間距<5 m，必須要對(duì)施工縫中部鋼板止水帶與結(jié)構(gòu)主體主筋進(jìn)行焊接處理。

圖2 施工縫防水示意

3.2.2 變形縫

（1）為了更好地取得防水效果，可設(shè)置20 mm 變形縫（通常都會(huì)在車(chē)站結(jié)構(gòu)型式或地質(zhì)條件變化較大部位），工程則設(shè)置在車(chē)站與通道的1∶3 處。在變形縫處設(shè)置輔助外防水層，使得變形縫中形成一道封閉的防水線，并設(shè)置帶注漿管的止水帶（中心帶氣孔型）以及三道止水措施。此外，要進(jìn)一步確保防水性，在環(huán)向變形縫外側(cè)還需設(shè)置外貼式止水帶，并額外使用密封膠以形成環(huán)狀來(lái)填塞變形縫隧道內(nèi)側(cè)。

（2）在工程暗挖隧道中，拱頂和邊墻變形縫防水設(shè)置相一致。鑒于此，可在中部設(shè)置中心帶氣孔型的止水帶，并內(nèi)側(cè)設(shè)置1.2 cm 厚不銹鋼接水槽，加固水槽M8 不銹鋼膨脹螺栓，在密封膠嵌填前檢查接水槽部處，確保其干凈、平整才能夠嵌填密封膠在縫的內(nèi)側(cè)。車(chē)站排水溝與車(chē)站廢水泵房可以儲(chǔ)存少量滲水。

（3）所有的預(yù)埋可重復(fù)注漿管需要做好口部保護(hù)，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并將結(jié)構(gòu)表面留出幾厘米，如果出現(xiàn)滲漏情況，可以利用注漿嘴實(shí)施止水。中埋式止水帶要封閉成環(huán)，確保變形縫中的埋式止水帶與中心氣孔做到“平直、居中、牢固可靠”；止水帶粘結(jié)搭接的長(zhǎng)度要>100 mm[2]。

3.3 附加外防水層施工

3.3.1 基面處理

就附加外防水層施工而言，保證基面平整是重要環(huán)節(jié)。對(duì)此，在鋪設(shè)防水板前就必須對(duì)存在粗糙部位、凹凸不平處、外露部分、鐵絲等現(xiàn)象的基面進(jìn)行平整處理，以確保沒(méi)有明顯的凹凸起伏。

（1）平整度要求：隧道拱部平整度D/L<1/8，邊墻及底板平整度為D/L=1/6～/10。平整度不達(dá)標(biāo)，需要平整基面直到符合要求，平整時(shí)用1∶2.5 的水泥防水砂漿。

（2）如存在穿出基層的金屬構(gòu)件，則要在用砂漿抹平的同時(shí)切除掉鋼筋頭、錨桿頭等構(gòu)件，且必須要對(duì)金屬構(gòu)件實(shí)施噴混凝土或砂漿操作，因?yàn)槠湓诟采w后能夠避免被切除。為了達(dá)到防水分區(qū)的目的，需要安裝背貼式止水帶，因此在變形縫、施工縫等安裝背貼式止水帶的部位進(jìn)行找平，采用1∶2.5 的水泥砂漿在兩側(cè)各50 cm 范圍內(nèi)的基面作業(yè)。鋪設(shè)水板前全面檢查初支結(jié)構(gòu)的滲漏水程度，對(duì)初支結(jié)構(gòu)注漿止水需要沿著襯砌作業(yè)的方向。

3.3.2 土工布施工

緩沖層采用400 g/m2的土工布襯墊。在已經(jīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的噴射混凝土基面上固定水泥釘和塑料圓墊片作為緩沖層，相鄰兩幅緩沖層之間的搭接寬度50 mm，同時(shí)在分段鋪設(shè)的緩沖層連接部位的搭接余量應(yīng)預(yù)留超過(guò)500 mm，水泥釘與塑料圓墊片按照梅花的形狀布置，二者的間距符合設(shè)計(jì)要求。精確標(biāo)出隧道初支噴射混凝土拱頂?shù)目v向中心線，要參考圖紙參數(shù)，從拱部開(kāi)始向兩側(cè)下垂鋪設(shè)土工布保護(hù)層的橫向中心線，并確保其與噴射混凝土相重疊。過(guò)于拉緊緩沖層會(huì)影響防水卷材的鋪設(shè)效果，所以沿隧道進(jìn)行環(huán)向鋪設(shè)[3]。

3.3.3 防水卷材施工

正確標(biāo)出隧道拱頂部的土工布緩沖層的中心線，并于PVC 防水板的橫向中心線相重合，防水卷材的鋪設(shè)方法與土工布保護(hù)層相同，并且鋪設(shè)時(shí)從拱頂開(kāi)始向兩側(cè)下垂，熱熔焊接拱頂部與塑料圓墊圈以及鋪邊與圓墊片；用熱焊機(jī)雙焊縫焊接接縫。其中鋪設(shè)防水板要根據(jù)隧道斷面狀況，主要分為仰拱及邊墻、拱頂防水板施工兩部分，鋪設(shè)防水板時(shí)需要注意以下步驟：

（1）用空鋪法鋪設(shè)仰拱防水板，基層驗(yàn)收合格后，再鋪設(shè)土工布緩沖層，用熱風(fēng)焊槍點(diǎn)焊連接搭接部分，其寬度為50 mm，然后在無(wú)紡布上鋪設(shè)平整順直的PVC 防水板，避免扭曲，防水板搭接寬度為100 mm，連接接頭部位的仰拱與邊拱防水板，與邊拱焊接接縫至少錯(cuò)開(kāi)300 mm，固定仰拱兩側(cè)防水板的邊緣，并保護(hù)好，在防水板上鋪設(shè)土工布保護(hù)層。鋪設(shè)完保護(hù)層后需要即刻鋪設(shè)砂漿保護(hù)層，厚度達(dá)50 mm，等到凝固，其強(qiáng)度達(dá)到上人條件后才可以進(jìn)行下一操作。

（2）用PVC 墊片固定法加強(qiáng)邊墻及拱頂防水板的連接，施工前，先將土工布沿環(huán)向鋪設(shè)，搭接寬度為50 mm，用手動(dòng)焊槍點(diǎn)焊連接土工布，然后再利用射釘槍將PVC 墊片和土工布固定在基層上，鋪設(shè)防水板前確定PVC 防水板的松弛度，主要參考基層的凹凸不平程度。在距離每幅防水板邊緣約400 mm 處，按照矩形布置兩排墊片。

另外，暗挖隧道采取采用環(huán)向和縱向防水分區(qū)及注漿防水系統(tǒng)，熱風(fēng)密實(shí)焊接背貼式止水帶與防水板。分區(qū)環(huán)向和縱向施工縫需要設(shè)置背貼式止水帶，用預(yù)制好的“十”字型接頭粘貼背貼式止水帶，對(duì)每一道環(huán)向施工縫及變斷面兩側(cè)進(jìn)行防水分區(qū)，設(shè)置可重復(fù)注漿的注漿管在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，針對(duì)局部漏水區(qū)域采取二襯措施，并且在附加防水層之間進(jìn)行注漿，及時(shí)堵水。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隧道工程的難點(diǎn)與重點(diǎn)是隧道防水施工，關(guān)系到地下工程建設(shè)的“成敗”。同時(shí)，隧道工程的質(zhì)量及使用壽命也與防排水施工的成功與否有關(guān)。地鐵車(chē)站暗挖隧道對(duì)于防水施工要求更高，結(jié)合具體案例，仔細(xì)分析地鐵車(chē)站暗挖隧道防水設(shè)計(jì)及施工工藝，希望為同類(lèi)施工提供參考。