地铁工程全封闭防水施工技术.docx

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地铁工程全封闭防水施工技术

地铁工程全封闭防水施工技术

第一章引言

近年来地铁建设迅速发展，同时地下地铁车站的防水形势也越来越严峻。

地下地铁车站大都埋藏较深，结构空间大，稍有不慎，极易发生渗漏。

而地下车站的防水属于隐蔽工程，事后处理起来相当困难。

因此要想结构防水达到相应的标准，就必须在防水施工上下工夫，力争做到防患于未然，确保万无一失。

无锡地铁2号线地处太湖冲积平原，地下水位较高，并且工程地质和水文地质条件较复杂。

该地下车站在防水上通过精心施工，达到了所要求的防水标准，即结构不渗不漏，表面无湿渍。

本文就该地下车站明挖部分防水工程进行论述。

地铁防水施工的原则是“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”，地铁工程一般在地下水位以下施工。

采用明挖施工的地铁工程其防水设计等级较高，车站为一级，区间为二级。

地下车站中的乘客流量大，金属设备繁多，施工要求达到绝对不渗不漏，其防水是以“ 防”和“ 堵”为主，与其他措施相结合的指导原则。

“防”是以加强主体混凝土的自身防水性能和在与主体外部设置柔性防水层，以阻止车站与地下水的联系：

“堵”是在车站施工过程有渗漏时在地层中和围护结构中注浆填充，阻止地下水的流径而起到防水作用。

第二章结构自防水施工

防水混凝土标准按照结构安全、耐久、抗渗、抗裂的要求确定，车站顶板（顶板梁），底板（底板梁），侧墙采用混凝土强度等级C35。

顶、底板及顶、底梁、侧墙采用高性能防水混凝土。

防水混凝土的抗渗等级≥P8。

现阶段混凝土的配合比通过试验确定，试配混凝土的抗渗等级比设计要求提高一级（0.2MPa）。

采用外加剂防水混凝土作为结构自防水，它是依靠混凝土本身的密实性达到

自防水的目的。

在地铁车站主体及附属结构施工中，由于施工环境较复杂，施工顺序的影响较大，往往使防水效果难以达到设计的理想状态，因此结构工程自防水也是车站防水成败的关键之一。

为确保防水砼质量达到结构自防水的目的，必须在以下几个方面采取切实有效的措施。

图2-1正在施工中的混凝土垫层

（1）防水混凝土材料要求

①结构大体积浇筑混凝土避免采用高水化热水泥，混凝土必须采用双掺技术（掺高效减水剂加优质粉煤灰或磨细矿渣）。

结构顶、底板、侧墙均采用抗裂防水混凝土。

防水混凝土要起到防水作用，除混凝土本身具有较高的密实性、抗渗性外，还要求混凝土施工完后不开裂，特别是不能产生贯穿性裂缝。

为了防止或减少混凝土裂缝的产生，在防水混凝土中加入抗裂防水剂或增强密实抗裂剂。

②防水混凝土中可掺入一定数量的粉煤灰、磨细矿渣粉等。

粉煤灰的级别为一级，烧失量不大于5%，用量为胶凝材料总量的20%～30%。

当水胶比小于0.45时，粉煤灰用量可适当提高。

外加剂的掺量及水泥用量、粉煤灰、磨细矿渣粉等的添加量必须经过符合资质要求的试验单位进行试配试验，经优化比选达到设计要求的指标，并出具试验报告，经有关单位批准后方可使用。

③每立方米防水混凝土中各类材料的总碱量不得大于3Kg。

④混凝土选用非碱性活性骨料。

骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱—碳酸盐反应岩石柱膨胀率小于0.10%；当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%～0.20%时，混凝土碱含量不大于3.0Kg/m3（其中水泥中少于0.6%，外加剂中小于10%）；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%～0.30%时，除了混凝土的碱含量满足要求外，混凝土中还应掺和具有明显抑制效能的矿物掺和料和外加剂，并经试验证明抑制有效。

（2）混凝土的配合比设计要求

①严格控制水泥用量；C35混凝土配合比的最小胶凝材料用量不小于300Kg/m3,但不高于400Kg/m3；C40混凝土配合比的最小胶凝材料用量不小于320Kg/m3，但不高于450Kg/m3。

②限制混凝土的水胶比：

C35混凝土的水胶比不大于0.5，C40混凝土的水胶比不大于0.45。

③大体积浇注的混凝土避免采用高水化热水泥，混凝土优先采用双掺技术（掺高效减水剂加优质粉煤灰或磨细矿渣）。

不同矿物掺合料的掺量根据混凝土的施工环境条件特点、拌合物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。

④在混凝土耐久性方面，主要措施是提高混凝土的密实性、抗裂性和体积稳定性。

耐久性混凝土可根据情况添加提高混凝土耐久性的混凝土外加剂。

⑤顶、底板、侧墙采用抗裂防水混凝土。

⑥混凝土中的最大氯离子含量为0.08%，预应力混凝土最大氯离子含量为0.06%。

⑦混凝土原材料同时还必须满足《混凝土结构耐久性设计规范》。

（3）防水混凝土的施工要求

①浇筑混凝土的基面不得有明水，否则应进行清理，避免带水作业。

②模板应平整，并且有足够的刚度和强度，接缝部位严密不漏浆,固定模板的螺栓穿过混凝土结构时须考虑结构防水。

图2-2施工完的底板混凝土

③混凝土搅拌应均匀，入泵坍落度控制在120～160mm，坍落度每小时损失值不应大于20mm，坍落度总损失值不应大于40mm。

④混凝土要振捣密实，灌筑混凝土的自落高度不超过2米，否则应采取措施，分层灌筑时，每层厚度不得大于500mm。

⑤为减少初期开裂和温度收缩裂缝应限制水泥用量。

⑥严禁混凝土在运输和浇筑过程中加水。

⑦夏季高温季节施工时，入模前尽量减低模板、钢筋温度以及附近的气候，混凝土的入模温度不超过30°C。

混凝土中心温度与表面温度的差值不大于25°C，表面温度与大气温差不大于20°C。

⑧正确的养护时间是减少混凝土开裂的一个重要因素，顶、底板采用蓄水养护，侧墙采用保水的覆盖层进行养护，保水养护时间应为7天，混凝土的整个养护时间不少于14天。

⑨任何两施工缝之间的混凝土结构不出现超过设计要求的裂缝。

⑩其它未详尽处按国家标准GB50208、GB50299等有关的规范、规程执行。

（4）质量保证措施

①为了提高砼的抗渗抗裂，增加其耐久性，掺入防水外加剂、UEA膨胀剂。

外加剂选用经设计单位及业主认可的合格的产品，并报监理工程师进行见证取样。

②模板支护有足够的刚度和强度，不变形走位，模板平顺，整齐光滑，模缝严密，不许漏浆。

砼尽可能连续浇注，减少施工缝，需要留施工缝时按有关规定施工。

浇注砼时分区负责，加强捣固，防止产生蜂窝麻面。

砼终凝后及时养护，并加强检查。

第三章外包防水层施工

3.1底板防水施工

底板采用聚酯胎体高聚物改型沥青预铺式冷自粘防水卷材，厚度不小于4mm。

3.1.1基面处理要求

铺设防水卷材的维护结构表面应清理干净，平整度应满足D/L≤1/20,D：

相邻两凸面间的最大深度，L:

相邻两凸面间的最小距离。

并要求凹凸起伏部位应圆滑平缓。

所有不满足上述要求的凸出部位应凿除，并用1：

2.5的水泥砂浆进行找平;凹坑部位采用1：

2.5水泥砂浆填平，基面应洁净，平整，坚实，不得有疏松，起砂，起皮现象。

基层表面的气孔、凸凹不平、蜂窝、缝隙、起砂等，应修补处理，基面必须干净、平整、无浮浆、无水珠、不渗水；当基层上出现与0.3mm的裂缝时，应骑缝各10cm涂刷聚氨酯1mm厚的聚氨酯防水加强层。

所有阴角部位均采用5×5cm的1：

2.5水泥砂浆进行倒角处理，阳角做成R≥10mm的圆角。

不平整部位采用1：

2.5水泥砂浆圆顺地覆盖处理，当基面条件较差时，可先铺设400g/m的土工布缓冲层进行保护。

图3-1聚酯态改性沥青防水卷材施工

基层表面可潮湿，但不得有明水流，否则应进行堵水处理或临时引排。

底板和侧墙结合部位如下图所示：

图3-2阳角部位防水卷材施工

3.1.2防水层施工工艺

防水层采用单面自粘预铺式卷材，预留部分及靠进桩面一侧的隔离膜不可撕掉，与现浇混凝土结构表面密贴面的隔离膜应在浇筑混凝土前撕掉。

合成高分子预铺式冷自粘防水卷材的自粘面必须面向现浇混凝土结构。

防水层采用机械固定法固定于桩或垫层表面，固定点距卷材边缘2cm处，钉距不大于50cm，钉长不得小于3cm，且配合垫片将防水层牢固地固定在基层表面，垫片直径不小于2cm。

避免浇筑混凝土时脱落。

相邻两幅卷材的有效搭接宽度为10cm（不包括钉孔）。

将钉孔部位覆盖住。

要求上幅压下幅进行搭接。

搭接时，搭接缝范围内的隔离膜必须撕掉（双面卷材的两侧隔离膜均要求撕掉）。

底板防水层铺设完毕，除掉卷材的隔离膜，并立即浇筑50mm厚C20细石混凝土保护层，侧墙防水层应采临时保护措施避免防水层受到破坏。

防水层破损部位应采用同材质材料进行修补，补丁满粘在破损部位，补丁四周距破损边缘的最小距离不小于10cm。

3.1.3注意事项

基面有明水流时不得进行防水层的铺设工作。

垫层表面的积水应清除干净再浇混凝土。

卷材表面过于光滑时，应打磨毛糙。

3.2车站顶板及侧墙防水施工

车站侧墙采用优质单组分聚氨酯涂料，厚度不小于2.5mm,再铺一层纸胎油毡隔离层，外侧砌砖墙保护（为120mm）；顶板防水也采用优质单组分聚氨酯涂料，厚度不小于2.5mm,再铺一层纸胎油毡隔离层。

基层处理完毕后并经过验收合格后，先在阴、阳角和施工缝等特殊部位涂刷防水涂料加强层，加强层厚1mm，加强层涂刷完毕后，立即粘贴玻纤布或30～40g/m的聚酯布增强层，严禁加强层表干后再粘贴增强层材料。

加强层实干后，开始涂刷大面积防水层，防水层采用多道（一般3～5道）涂刷，上下两道涂层涂刷方向应相互垂直。

当涂膜表面完全固化（不粘手）后，才可以进行下道涂膜施工。

聚氨酯涂膜防水层施工完毕并经过验收合格后，应及时施工防水层的保护层，平面保护层采用8cm厚的细石混凝土，在浇筑细石混凝土前，先在防水层上覆盖一层350#的纸胎油毡隔离层。

图3-3阴角处防水施工

第四章结构特殊部位结构防水

4.1施工缝部位防水施工

主体结构施工缝采用中埋式钢板止水带和优质水泥基渗透结晶型防水材料进行加强防水处理，具体施工要求如下：

①按施工顺序设置纵向施工缝和横向施工缝，水平施工缝距结构顶板和底板上下表面一般不小于300mm。

效果图如下所示：

图4-1侧墙施工缝处钢板止水带正在焊接中

图4-2底板施工缝防水构造

顶、底板一般情况下不设置水平施工缝。

环向施工缝间距控制在18m左右，水平施工缝一般设在各板加腋上方或下方300mm处，并可根据现场实际情况适当调整。

施工效果如下图：

②钢板止水带是指用Q235b钢板加工成4mm厚400mm左右宽度的板条，并镀锌处理。

③钢板止水带通过Φ8钢筋固定后，焊接在结构钢筋上，且在结构钢筋上的间距不得大于400mm，且固定牢固、可靠，不得出现扭曲、变形等现象，钢板止水带的连接方式如下图。

④止水带部位的混凝土须进行充分的振捣，保证施工缝部位的混凝土充分密实，这是止水带发挥止水作用的关键。

振捣时严禁振捣棒触及止水带。

⑤由于施工缝部位采用免拆模板，无需对施工缝表面进行凿毛处理，此时可确保对止水带不会造成破坏。

然后将施工缝表面清理干净并涂刷界面剂，界面剂采用优质水泥基渗透结晶型防水材料，分两次进行涂刷，每平方米用量不少于1.5Kg，且厚度不小于1mm。

涂刷界面剂的时间及工艺等严格按有关要求进行，以达到预期防水效果。

4.2变形缝部位防水施工

①车站与出入口通道、区间接口处的变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带和外贴式止水带、接水盒及聚硫嵌缝膏进行加强防水处理。

②变形缝部位的止水带采用盆式安装方法，保证振捣时产生的气泡能够顺利排出，使止水带部位的混凝土与止水带之间咬合密实不透水。

③钢边橡胶止水带仅允许现场的对接接头（采用机械对接），其他型式的接头（十字、T字）均要求提供预制接头，接头部位抗拉强度不得低于母材强度的80%。

止水带在工地进行接头处理时，严格按照止水带的对接作法进行操作。

其他施工要求参见施工缝。

4.3诱导缝部位防水施工

诱导缝采用中埋式钢边橡胶止水带和外贴式止水带。

中埋式钢边橡胶止水带的施工要求参见施工缝。

外贴式止水带采用粘结剂固定于防水卷材上的方法设置。

效果如右图所示：

诱导缝顶板迎水面预留嵌缝槽，以聚氨酯密封胶嵌填。

诱导缝顶板背水面横向埋设接水盒，诱导缝跨纵梁时，需在纵梁内预埋接水盒连接管，以保证接水盒的连续性。

其顶板、侧墙及底板防水做法如下图所示：

图4-3顶板诱导缝防水施工

图4-4底板诱导缝防水施工

图4-5侧墙诱导缝防水施工

诱导缝中钢边橡胶止水带的搭接做法：

用80×150×0.8mm镀锌钢板做成U形箍件将两幅止水带固定，具体做法如下图所示。

图4-6钢边止水带U形箍件施工

图4-7钢边橡胶止水带对接做法

第五章地铁工程防渗漏技术要点

5.1基面是保证防水板质量的基础和关键，不能有明水、突出物。

　5.2施工缝中平接橡胶止水带在实际操作中很难与混凝土密贴，在浇注和振捣时容易形成空隙。

建议在浇注前的端头模板上安装比止水带稍宽的普通不膨胀橡胶条，拆模后将橡胶带从混凝土中扯出，在形成凹槽内安装膨胀型止水条。

　　5.3缓冲垫层应加强其抗拉强度和伸长率，宜选用无纺或复合土工布，不仅具有反滤、隔离、排水、耐酸碱等功能，还可以形成对防水板的有效保护。

　　5.4防水卷材除了满足强度指标外，应重点检验其耐酸碱性和耐紫外线性，并加强对成品的保护，特别是防止电焊焊渣对防水板的破坏。

喷射混凝土由于受到地下水的侵蚀以及在其中掺入了呈碱性的速凝剂，在其表面经常有碱性水渗出形成结晶体，对人体皮肤具有很强的腐蚀性，防水板施工时经常预留接头，有一部分暴露在地下潮湿的空气中，结晶水对其形成腐蚀，过一段时间再焊接，其可焊性大大降低。

另外暴露在空气中的防水卷材应避免阳光照晒，在未封闭前应覆盖遮光。

　　5.5混凝土灌注应尽量饱满密实，填充压浆是不可缺少的堵水补救措施，不能省略和忽视。

　　5.6防水混凝土应严格执行拆模的前提条件，应考虑温度因素对混凝土裂纹的影响。

第六章结束语

　　在无锡地铁工程中由主体结构混凝土、外包防水层、特殊部位和填充压浆形成综合防水系统，对地下水重点采取“防”“堵”相结合的治理办法取得了满意的效果，在由建设单位组织的多次检查和验收中均未发现有渗漏现象。

地铁工程的防水施工技术对其他地下结构施工的全封闭防水施工有一定的参考价值。

参考文献

[1]中铁第四勘察设计院集团有限公司，京沪高速铁路无锡东站站区配套基础设施项目施工图设计无锡东站结构施工图（第六分册）结构防水图

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M2-S-220-JG-06-Ⅰ），2009

[2]中国建筑工程总公司，ZJQ00-SG-019-2006,地下防水工程施工质量标准，北京，中国建筑工业出版社，2006

[3]中华人民共和国建设部，GB50299-1999,地下铁道施工及验收规范，中国计划出版社，1999

[4]中华人民共和国铁道部，TB10417-2003J287-2004,铁路隧道工程施工质量验收标准，北京，中国铁道出版社，2004