南昌地铁车站的防水设计现状及改进措施
2018-03-28罗程
罗 程
(南昌轨道交通集团有限公司, 江西 南昌 330038)
0 引言
地铁工程多处于地下,受地下水影响极大,防水要求高,施工难度大,影响因素多,防水施工不易控制,地铁渗、漏水现象较为普遍。地铁渗漏水对地铁建设及运营影响巨大,一方面地铁渗漏水需要花费大量人力、物力进行修补,增加地铁建设成本;另一方面地铁渗漏水影响地铁使用寿命,影响乘车环境,给车站带来质量隐患;地铁开通运营期间渗漏水产生庞大的维修费用,增加地铁运营成本。地铁防水控制成为地铁质量控制的重中之重。
1 南昌地铁1号线车站防水设计情况
1.1 防水等级标准
根据地铁设计规范,地下车站主体结构、行人通道及机电设备集中区段的防水等级为一级,不允许渗水,结构表面无湿渍。车站的风道、风井等附属结构,区间隧道结构防水等级为二级,不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000,任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。
1.2 防水设计原则
车站防水遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。确立钢筋混凝土结构自防水体系,即以结构自防水为根本,以接缝防水为重点,辅以附加防水层加强防水。
2 南昌地铁1号线车站渗漏水情况
2.1 结构裂缝渗漏
主要指结构表面裂缝,在车站结构的底板、侧墙、中板、顶板均有存在。侧墙裂缝主要为竖向裂缝,长度大多为1~5m左右,宽度多为0.1~0.3mm左右,裂缝间距不均匀分布。
顶板裂缝大多从两侧腋角处开始,向顶板中部延伸,大多分布在顶板两侧腋角0~3m范围内,长度3~5m不等,宽度多在0.1~0.3mm左右,此部份裂缝出现的时间主要集中在拆模后1~2个月左右以后并在后期产生渗漏水的情况。
2.2 接缝位置渗漏
施工缝、变形缝、后浇带是结构防水薄弱环节,竖向、环向、水平施工缝中的 20%~60%存在不同程度的渗漏水,渗漏沿缝方向,长度大多为 1~5m,宽度多为0.1~0.3mm,竖向施工缝渗漏明显多于水平施工缝。附属结构与主体结构顶板接缝处也存在类似渗水。
3 南昌地铁1号线车站渗漏水原因
车站渗漏水原因是多方面的,主要包括设计、材料、施工、管理、环境等几个方面的原因,此次主要就设计方面的原因进行简要的分析。
3.1 车站侧墙结构形式
南昌地铁 1号线车站侧墙形式既有叠合墙,也有复合墙。在车站宽度受到限制的老城区且地下水位相对较低(车站中板附近)的区域,车站侧墙采用叠合墙结构,如万寿宫站、八一馆站、八一广场站、丁公路北站、师大南站、彭家桥站,其余车站均采用复合墙结构。叠合墙渗漏水情况多于复合墙。
3.2 车站外包防水层形式
1号线车站外包防水形式既有全包防水,也有半包防水,经现场勘查,采用全包防水的车站渗漏情况相对好于半包防水的车站。
4 防水设计改进措施
根据南昌地铁 1号线的防水设计、施工及结构渗漏水情况,结合南昌地区具体的工程地质水文条件,为更好地改善结构的渗漏水情况,降低后期堵漏费用及运营风险,提出了后续线路防水设计的改进措施。
4.1 结构外防水层设计
1、车站侧墙结构防水形式
根据 1号线车站的裂缝及渗漏水情况,后续线路车站结构优先采用复合墙结构形式,并设置全包防水层。
2、防水卷材厚度及加强层
(1)为避免1号线复合墙防水卷材出现非标准化设计,后续设计中卷材厚度严格按照《预铺/湿铺防水卷材》(GB/T23457-2009)执行,预铺防水卷材(P类)在全厚度建议为1.7mm。
(2)为提高加强层与原防水层之间的粘结效果,卷材加强层与原防水卷材之间设置丁基橡胶防水密封胶粘带,以使加强层满粘复合,避免窜水。
4.2 接缝防水设计
1、车站楼板诱导缝(施工缝)
在实际施工过程中,由于遇水膨胀橡胶类材料易发生提前膨胀等不利因素,使其防水性能降低,造成中板接缝渗漏水。今后的防水设计中,楼板诱导缝(施工缝)改用中埋式钢边橡胶止水带防水,止水带至中楼板与内衬接头处,沿内衬上翻500mm。上述措施同样适用于两层结构的变形缝中板防水。
2、施工缝及后浇带
南昌地铁 1号线部分地下车站施工缝及后浇带选用了遇水膨胀止水胶和预埋注浆管作为防水措施。但遇水膨胀止水胶为非定型防水材料,现场施工中挤出厚度不均匀、基面清理不干净、遇水提前膨胀等问题都影响到接缝防水效果。今后施工缝及后浇带至少选用一道定型防水材料,如钢边橡胶止水带、镀锌钢板止水带等。
3、变形缝止水带
南昌地铁 1号线车站出入口变形缝采用了可注浆式钢边橡胶止水带。止水带边端粘帖氯丁海绵橡胶条,注浆管依靠吊环螺钉固定于其表面,注浆时浆液由氯丁海绵橡胶流出,灌注于止水带与混凝土的间隙中。但是在实际施工中,吊环螺钉受损比例较高,即螺钉受撞弯曲或断裂,致使注浆无法进行。
虽然可注浆式钢边橡胶止水带从原理上可以起到防水与堵漏的双重功效,但鉴于现场对其保护的难度较大,故要求施工单位在使用此类止水带之前必须制定严格的保护措施,并在设计文件中予以明确要求。当无法保证施工效果时,变形缝中埋式止水带也可采用中孔型钢边橡胶止水带。
4.3 特殊部位防水设计
1、离壁沟
车站站厅层离壁墙由于施工条件及模板工艺等原因,目前基本是预留钢筋而未能同步浇筑。此类构造使得离壁墙基础与车站中板之间形成渗水通道,极易发生渗漏水。后续改进措施如下:
(1)离壁墙基础应尽量与站厅层楼板同步浇筑同步设缝(包括诱导缝、施工缝),以有效减少结构渗漏水途径;离壁沟内侧采用顶板用防水涂料涂刷,沟底用水泥砂浆抹出凹槽,最薄处20mm厚以5‰纵坡坡向临近横截沟或地漏,离壁墙安装前须对排水沟清扫除灰。试运营前,接水冲洗沟内残余垃圾,检验离壁沟的疏排水能力。
(2)站厅层离壁墙内排水管预留孔具体位置应结合车站诱导缝(施工缝)设置情况综合考虑,设置在诱导缝(施工缝)旁车站较高一侧500mm处及车站最低点处,同时排水管应避开道岔转辙机基坑位置。对2‰纵坡以上的车站,可考虑单项找坡的方式,对于平坡站考虑设置人字坡。
2、预留洞口
考虑到车站与出入口通道接口部位防水卷材预留保护的现实做法,实际施工过程中,由于车站主体与出入口施工间隔比较久,且期间涉及到的工序较多,接口部位的防水层甩槎、甩槎保护、接槎质量极难保证,防水层预留部分破损、失效的可能性很大,影响通道口防水质量。
今后车站主体结构与附属结构接口部位的防水层预留接槎搭接边,并设置保护板保护,施工中应注意细部节点施工,加强管理。且主体结构与附属结构接口处施工缝建议由原先的“止水胶+注浆管”,改为“双道止水胶+注浆管”,增加一道防水措施。
5 总结
地铁建设是一个循序渐进、环环相扣的过程,每个环节对于地铁防水质量都至关重要。充分借鉴国内其他城市地铁防水施工的成功经验,并总结南昌地铁 1号线的防水设计、施工经验,在后续线路的建设中,须坚持“以防为主,防治结合,综合治理”的原则,从源头抓起,强化过程管理,落实各项机制,始终把“防”放在地铁防水的第一位,通过对产生地铁渗漏水原因的深入分析,从设计方案到施工工艺,从原材料控制到过程管理,从现场把关到验收控制,层层把关,“步步设防”,必能全面做好南昌地铁建设的防水工作。
[1]蒲春平,孙耀南.隧道与地下工程渗漏水现状及其防治措施综述.世界隧道,1999
[2]朱祖嘉.上海地铁一号线工程防水经验与教训.隧道及地下工程.1996