城市地铁车站防水施工技术

2022-07-19刘建波

国防交通工程与技术 2022年4期

刘建波

(中铁二十局集团南方工程有限公司，广东广州 510000)

随着我国科技的不断发展，地面交通已经远不能满足人们出行需求，地铁工程发展的必然性已经彰显的尤为重要，但地铁施工质量也在束缚着地铁发展，尤其是地下车站防水问题，限制着地铁工程质量的提高。地下车站防水施工技术的研究与应用，对提高地下工程防水施工技术水平、保障地铁安全、快速、舒适的运行至关重要。

长春地铁2号线一期工程东盛大街明挖车站地下蕴藏着丰富的水资源，整座车站接近全部被水包围，在实际施工中综合考虑施工成本、进度、安全、质量及运营后减少渗漏水维护等因素，对防水薄弱点进行了严密的防水处理，取得了良好的效果，为今后类似工程的防水施工提供了借鉴[1]。

1 工程概述

1.1 工程概况

长春地铁2号线一期工程东盛大街站位于二道区东盛大街与吉林大路交汇处，横穿东盛大街沿吉林大路建设。该车站共设5个出入口、2座风亭、3个安全出口，车站围护支撑体系采用∅1 000 mm@1 400(1 200)mm钻孔灌注桩+1 500 mm×1 000 mm冠梁+3道钢管撑，桩间止水采用挂∅8 mm@150 mm×150 mm钢筋网片后喷射C20混凝土。附属与主体结构连接处有变形缝，变形缝最大水平长度为23.5 m，最大深度为0.8 m。车站为双层双跨矩形框架结构，总长188.5 m，标准断面宽度19.0 m，结构高度为13.65 m，分7段施工，最长水平施工缝为32 m。附属结构侧墙预埋多根穿墙管和预埋件，最大风亭跨度达35 m，支撑体系采用围檩、支撑和格构柱。车站及附属结构平面位置见图1。

图1 车站及附属结构平面位置

车站及附属以结构自防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂缝的开展，增加混凝土的抗渗性能；以变形缝、施工缝等接缝防水处理为重点，辅以全包柔性防水层加强防水。结构自防水为防水混凝土等级C40P10，外包柔性防水层为：底板、侧墙采用双面粘合II型沥青基聚酯胎预铺防水卷材；顶板采用2.5 mm厚单组分聚氨酯防水涂料，冬施期间，采用2 kg/m2的橡化沥青非固化防水材料+单层0.7 mm厚聚乙烯丙纶复合防水卷材代替聚氨酯。车站标准段横剖面防水见图2。

图2 车站标准段防水横剖面(单位：mm)

1.2 地质水文条件

车站范围内自上至下依次为：①杂填土层、②粉质粘土层、③粉质粘土层、④中粗砂层、⑤全风化泥岩层和⑥强风化泥岩层。图3为地质纵断面。车站范围内有表层孔隙潜水，水位埋深2.60～4.30 m，主要赋存于第四系粘性土孔隙内，主要为粉质粘土，含水层水平、垂直向渗透性差异较小。地面主要含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。其主要补给来源为大气降水和地表水入渗，排泄方式主要为蒸发和微弱的径流排泄。地下水流向地形总体坡度一致，主要流向东，其地下水具有明显的丰、枯水期变化，丰水期水位上升，枯水期水位下降。

图3 地质纵断面

东盛大街站主体结构的环境类别及环境作用等级为I-C级，结构防水设计等级均为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍。

2 防水施工技术

2.1 施工缝防水措施

本车站对于施工缝处理采用钢边橡胶止水带，宽35 cm，橡胶厚10 mm，镀锌钢板厚1 mm，拉伸强度≥10 MPa，安装时将钢边橡胶止水带中心线与施工缝中心线对正并用定位钢筋固定牢固，钢边橡胶止水带在运输、储存、安装过程中应着重对其保护，不能出现孔洞、裂纹和折叠等，确保其定位精准。在浇筑下一层混凝土前，应对旧混凝土进行凿毛处理，并将混凝土碎屑清除，然后等水泥基渗透结晶防水材料(用量1.5 kg/m2，含水率≤1.5%，氯离子含量≤0.1%)涂刷完毕安装注浆管(内径≥6 mm，出浆孔间距≤30 mm，出浆孔直径2～5 mm，注水泥浆，注浆压力≤2.0 MPa)，安装注浆管时将其与钢边橡胶止水带中部位置紧贴固定，最后再涂抹一道遇水膨胀止水胶条(实干厚度≥2 mm，抗水压力≥2.5 MPa，体积膨胀率≥400%)。混凝土浇筑时要严格盯控，防止振捣器触碰止水带、注浆管、止水胶条等，具体详细节点设置见图4。

图4 施工缝防水构造

2.2 变形缝防水措施

车站主体结构和附属结构之间的变形缝采用分开浇筑法，先施工变形缝到车站部分，再施工另一侧附属结构。在车站主体钢筋绑扎前，先铺设外贴式橡胶止水带(宽35 cm，橡胶厚30 mm，拉伸强度≥10 MPa)，保证位置准确，止水带中线应与变形缝中线对正。待钢筋绑扎完成后，安装中孔式钢边橡胶止水带(宽35 cm，橡胶厚10 mm，拉伸强度≥10 MPa)和堵头模板，贴混凝土侧模板涂刷脱模剂，确保模板牢固、顺直、接缝严密。待混凝土强度满足不缺棱掉角时拆除变形缝处侧模板，在中孔式钢边止水带上下侧安装变形缝衬板(挤塑苯板)厚度20 mm，宽度要求：在底板、侧墙、顶板迎、背水面分大小两块，大块宽w/2-20 mm，小块宽w/2-止水带或接水盒厚(w为板或墙厚)。待模板支架拆除后及时将变形缝小块衬板口部内的灰尘、碎屑等清扫干净，20 mm的缝内用密封胶(表干时间≤24 h，弹性恢复率≥70%)封堵，封堵之前缝内必须干燥。在顶板、侧墙结构变形缝背水面位置设置200 mm宽不锈钢接水盒(钢板厚2 mm)，顶板的接水盒由中部向两侧设置1%的坡度，保证有水时能够快速疏净，并在适当位置留有检查孔，定期检查，被堵后及时疏通。变形缝详细节点设置见图5。

图5 变形缝防水构造(单位：mm)

2.3 穿墙管、预埋件防水措施

侧墙上有设置穿墙管和预埋件的位置在混凝土浇注前安装完成，其应避开腋角、壁柱、梁等部位，最小距离要不超过250 mm；当管道直接接触混凝土结构时，对管道变形和伸缩无要求，可直接采用固定钢筋将管道固定牢固，安装管道时在外侧中心位置现场涂抹一道遇水膨胀止水胶条(实干厚度≥2 mm，抗水压力≥2.5 MPa，体积膨胀率≥400%)作为止水环；当管道外部需要采用防水套管时，需将防水套管固定牢固，防水套管加焊金属止水环(钢板厚5 mm，宽100 mm)，保证金属止水环与套管间焊缝密实并做防腐，待管道穿过后采用柔性填缝材料(吸水率<4%，弯曲强度≥2.5 MPa，弹性模量≥1 MPa，压缩永久变形<2%，抗拉强度≥0.15 MPa，延伸率≥100%)和沥青防水涂料(固体含量≥85%，撕裂强度≥15 N/mm，不透水性0.3 MPa、120 min，粘结强度≥1.0 MPa，吸水率≤5%)相结合的方式进行处理。防水套管详细节点设置见图6。

图6 防水套管防水构造

2.4 格构柱切除孔防水处理

格构柱在结构顶板混凝土达到强度后需要拆除，在孔洞侧面凿毛清理干净后，按结构钢筋的规格、型号、直径、间距植入钢筋后，在孔洞侧面四周均匀涂刷一层水泥基渗透结晶材料，再在板厚中间位置涂抹一道遇水膨胀止水胶条，采用高一标号的补偿收缩防水混凝土振捣密实，混凝土强度达到设计要求后进行注水试验，验证防水效果合格后再进行顶板防水施作。

2.5 集水坑防水措施

东盛大街站设置的集水坑有13个，平面尺寸为1.8 m×2.0 m，平均深度可达2.5 m，存水量约9 m3。要保证集水坑不漏水，必须从每道工序入手。因基坑渗水量较大，采用小型挖掘机按集水坑轮廓开挖到距设计标高200 mm后由人工开挖至设计标高，开挖过程保证集水坑平面位置正确，坑壁平整顺滑，不得有鼓包、凹陷。在坑内四周设置排水沟，坡度为1%，使地下水汇集在一角处，排水沟内回填直径较大的卵石，间隙用砾石填充，保证承载力不低于原状土。在集水坑外侧设置2.0 kW自吸泵排水，将排水管置于排水沟汇水处。施作外包卷材防水和保护层时将水管位置留出。钢筋和模板完成后，将水管拔出后立即贴补卷材防水层并加强焊接。外包防水层连接整体后，立即浇筑混凝土，并保证混凝土的密实度。

2.6 装修工程离壁沟施工控制要点

本工程公共区离壁沟断面尺寸为100 mm×100 mm，采用C15混凝土现浇，浇筑前在底板范围内凿毛并清理。挡水槛施工完成后，在里侧做20 mm厚防水水泥砂浆，按底板结构坡度顺坡。离壁沟防水砂浆强度上来后，要做满水试验，首先验证水流按照坡度能全部排净，再验证满水时不会在挡水槛下渗流。施工其他部位时，要特别注意不能将杂物抛入离壁沟内，要保证所有工程完工后离壁沟内不能有杂物。离壁沟详细节点设置见图7、图8。