PBA法地铁车站二衬扣拱渗漏水防治

□文/宋延涛 王冰琰 耿利军

大多数地铁车站由于线路规划限制，往往采用暗挖法进行施工，地下工程长期受地下水的侵蚀及渗透，易出现渗漏水问题。特别是在地铁运营以后，车站的渗漏水将严重影响行人通行、设备运行和结构安全。

PBA 法作为当前地铁车站施工的主要施工工法之一，其顶拱施工需要由暗挖小导洞洞室逐步扩大成为大断面结构，是整个工法的核心环节。防水层的铺设也同样由多个小块连接成整体，具有防水接头多、防水接头保护困难、结构混凝土施工缝多、防水细部构造复杂等特点[1～2]，防水体系的结合部是最容易出现渗漏的地方[3]，因此，二衬扣拱防水质量控制的好坏关系到整个车站的防水效果[4]，从某种意义上说，二衬扣拱渗漏水防治的效果决定了整个车站工程防水施工质量的成败。施工过程中要严格控制各工序的施工质量，确保暗挖车站的防水效果，减少后期防水堵漏，保证工程质量。

1 工程概况

1.1 总体情况

北京市某新建地铁车站为地下二层三跨岛式车站，结构全长206.7 m、宽23.3 m、高16.2 m，覆土厚度15.3～16.0 m，采用8 导洞PBA 法施工。车站结构主要穿越卵石⑤、卵石⑦和砾岩层，含水层主要为卵石⑦层，地下水埋深22.4～24.1 m。

1.2 设计概况

车站的防水设计遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则[5]，以混凝土结构自防水为根本，以施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以柔性外包防水层加强防水[6]。车站防水等级为一级，不允许有渗漏，结构表面无湿渍[7]。站台层结构埋深＞30 m，以侧墙中板以上施工缝为分界，设置两种混凝土抗渗等级。见图1。

图1 车站防水构造

2 扣拱渗漏特点

工程在进行二衬扣拱结构施工时出现了渗漏水，主要集中在顶纵梁结构两侧纵、环向施工缝的“T”形节点接头处。见图2。

图2 二衬扣拱渗漏水现状

顶纵梁结构需要先期在导洞内施工，待初支扣拱暗挖及二衬扣拱导洞临时支撑拆除结束后，再进行扣拱混凝土的浇筑，使整个拱部连成整体。受施工工艺限制，必须在顶纵梁两侧设置与车站纵向等长的施工缝，新旧柔性防水层在该部位设置接头；同时顶纵梁呈“雁尾”形，初支结构上的渗水易在该部位汇聚，不易排出，造成了该部位防水施工困难。

为保证结构实体质量，需要从基面、防水材料、防水接头保护、施工缝加强措施等方面对原有的防水设计及施工方案进行改进，在施工过程中加强控制，降低渗漏风险，避免后期注浆堵漏对结构产生损害。

3 防水措施

3.1 基面处理

3.1.1 初支基面处理

基面的平整度直接影响防水卷材的铺设质量。基面凹凸不平，突出物较多，在敷设防水卷材时会出现卷材吊空、与基面不密贴等问题；在浇筑混凝土后，容易将卷材搭接缝部位拉断或将卷材硌破。

基面应平缓过渡，不得出现过大突起或凹陷且满足D/L≤1/10～1/20（D为相邻两凸面凹进去的最大深度，L为相邻两凸面间的最短距离）。在进行初支扣拱暗挖施工时，应重视喷射混凝土的找平工作，铺设防水缓冲层前，着重对基面进行二次找平。

3.1.2 喷涂沥青加强层

初支扣拱的初支结构为网喷射混凝土，防水层与水泥基面的结合度较差，在环境潮湿的情况下易出现脱落，留下渗漏隐患。

为克服这一困难，在顶拱的防水卷材与初支基面之间增加一道喷涂沥青加强层，与防水卷材形成一层复合防水层。见图3。

图3 喷涂沥青加强层范围

非固化橡胶沥青涂料是一种新型防水防渗材料，具有以下特点：

1）喷涂沥青加强层的非固化橡胶沥青涂料可以在含水量30%以下的基面进行施工，粘结力强，可以满足各种形状复杂部位对防水作业的特殊要求；

2）自行封闭能力，可自行修复防水层的破损部分，能封闭基层裂缝和毛细孔，粘结性较好，可以有效阻断防水层与混凝土基面间的渗漏水，避免窜水现象发生；

3）优异的蠕变性，抗拉强度大、延伸率高，有较好的弹性和塑性，弹性恢复率达85%，断裂伸长率达800%，可以吸收来自基层的应力，防止基层受力拉裂、防水并确保防水层的长期完整性。见图4。

图4 喷涂沥青加强层施工

3.2 防水卷材铺设

外包防水层采用1.5 mm 厚高分子自粘胶膜防水卷材，防水卷材下为400 g/m2无纺布。防水卷材的搭接接头可以采用自粘或焊接两种方式。接缝长边搭接宽度≥7 cm，短边搭接宽度≥8 cm，倒角处的搭接缝采用配套胶带或密封胶进行补强。

二衬扣拱采用台车模板跳仓施作，每段长度为6～8 m，从基面处理到混凝土浇筑的时间约为7～9 d，施工周期较长。同时，由于顶拱为弧形，防水卷材粘接难度较大，受重力作用、固定条件等环境因素影响，采用自粘方式连接的搭接缝往往在钢筋绑扎过程中开缝，人员难以进入进行二次修补，无法保证防水质量。因此，接缝的搭接方式一般建议采用焊接连接。

3.3 特殊部位保护措施

3.3.1 防水接头保护

车站在导洞内进行顶纵梁施工时，需要将防水接头采用预埋的方式浇筑在导洞初期支护与混凝土结构之间，同时在二衬扣拱施作前还需要进行导洞初支破除施工，而初支破除很容易对预留的防水接头造成破坏[8]。因此，需要采取措施对防水接头进行保护，保证后续新旧防水卷材连接效果。

在顶纵梁两侧0.8 m范围的防水卷材预留接头，铺设2 mm钢板+2 cm厚木板进行保护，使用水泥钉固定；破除初期支护后，揭开保护板，取出防水接头进行搭接，使车站拱部防水层形成整体。见图5。

图5 顶纵梁防水接头保护措施

3.3.2 施工缝节点处理

施工缝防水加强措施设计为双道水膨胀止水胶+全断面注浆管。在实际施工中，由于二衬扣拱施工周期较长，洞内环境潮湿，止水胶固定困难，极易出现提前膨胀而脱落失效现象。

为保证施工缝防水效果，将加强措施由双道水膨胀止水胶调整为单道制品型遇水膨胀止水条。止水条的体积膨胀率≥400%，远高于止水胶≥220%的体积膨胀率，膨胀效果优异。见图6。

图6 顶纵梁施工缝防水细部构造

1）遇水膨胀止水条。止水条为定型产品，截面尺寸宽×高=30 mm×20 mm，可以使用粘接剂直接粘接在施工缝表面或通过预留槽进行安装。使用槽式安装时，在模板端头的施工缝预安装部位固定与止水条同尺寸的泡沫板，待模板拆除后，揭开泡沫板，即可形成标准尺寸的凹槽，保证一次成型，减少后期因人工刻槽而导致的槽位尺寸偏差问题。见图7。

图7 施工缝加强措施施工效果

2）全断面注浆管。由于混凝土的固化收缩特性，会在防水层与结构外表面之间形成一道缝隙，导致出现“窜水”现象。在施工缝靠近初支一侧设置全断面注浆管，拆模后进行注浆，可以有效填充施工缝乃至外侧结构与防水层之间的不密实部位，将水完全阻挡在结构外表面[9]。

3.3.3 桩顶冠梁防水节点

顶拱两侧的桩顶冠梁，由于阴阳角构造较多，纵向施工缝较长，为保证防水效果，设置三层防水卷材进行加强。阴角采用1∶2.5 水泥砂浆做成50 mm×50 mm的钝角或R≥50 mm的圆角，阳角做成≮20 mm×20 mm的钝角或R≥20 mm的圆角。

施工该部位时，应着重考虑预留防水接头搭接和环向扣拱钢筋甩头的空间，防水层铺设也不宜过紧，防止在阴阳角反折部位撕裂。在扣拱防水施工时，要对冠梁下部防水加强层甩槎部位覆盖木板保护，站厅层土方施工完成后，方可进行冠梁下部的预留防水接头搭接。见图8。

图8 桩顶冠梁防水细部构造

4 施工效果

通过对防水设计及施工方案进行调整，采取一系列控制措施，二衬扣拱施工结束后，结构表面无明显渗漏点、无线状渗流水，有效地保证了工程实体质量。见图9。

图9 工程效果

5 结论

1）喷涂橡胶沥青防水涂料适用于水文地质、结构形式复杂的地铁车站工程，可以有效地解决因洞内环境潮湿、基层不平整而导致的防水层破损失效问题，具有一定的推广、应用价值。

2）二衬扣拱前的各工序施工间隔时间较长，需要加强工序转换部位的防水预埋接头保护，避免破除施工损坏、接头，同时建议采用焊接的防水搭接方式，可以有效地保证新、旧防水连接效果。

3）加强顶纵梁施工缝的细部节点施工质量控制，可根据具体的工程环境与结构形式，灵活选择各种止水材料，及时调整，达到最佳止水效果。