地鐵地下工程細(xì)部構(gòu)造防水技術(shù)

孫建軍

摘要：隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，對地鐵的運(yùn)行安全質(zhì)量提出了更高的要求。而地下工程構(gòu)造防水作為地鐵防水工程中重要的組成部分，其不僅影響著整個(gè)工程施工活動的順利展開，而且還在一定程度上影響著整個(gè)地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)營。因此，我們就應(yīng)加強(qiáng)研究與分析地鐵地下工程細(xì)部構(gòu)造防水技術(shù)，促進(jìn)地鐵的高效運(yùn)營，進(jìn)而就能提高人們出行的安全性和便利性。本文就針對地鐵地下工程細(xì)部構(gòu)造防水技術(shù)展開具體的分析與討論。

關(guān)鍵詞：地鐵;地下工程：細(xì)部構(gòu)造;防水技術(shù)

地鐵的地下工程較其他工程不同的是：其細(xì)部節(jié)點(diǎn)較多，且不同的節(jié)點(diǎn)形式都具有不同的構(gòu)造做法，倘若采用統(tǒng)一的施工方案，就會影響整個(gè)地下工程的施工水平和施工合理性。因此，我們就應(yīng)選擇合理的防水方案，并采取正確的施工工藝，來提高整個(gè)地鐵地下工程的細(xì)部構(gòu)造防水質(zhì)量，這樣才能確保地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以此就能有效的促進(jìn)我國地鐵行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

1地下工程細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)原則

1.1充分考慮各種變形影響的原則

由于地鐵運(yùn)行環(huán)境的特殊性，其工程多數(shù)的節(jié)點(diǎn)部位都處于變形較為集中的地區(qū)，譬如：結(jié)構(gòu)變形、溫差變形以及干縮變形等不同的地形區(qū)域。因此，在對節(jié)點(diǎn)細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)充分的考慮到各種變形條件的影響，避免其給整個(gè)地下工程施工帶來影響。

1.2互補(bǔ)并用，多道設(shè)防的原則

在對地下工程細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)有效的遵循互補(bǔ)并用，多道設(shè)防的原則。由于多數(shù)的節(jié)點(diǎn)部位形狀都較為復(fù)雜且表面結(jié)構(gòu)不同，所涉及的施工工序較多且操作起來較為困難。因此，為了有效的提高地下工程細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)質(zhì)量，就應(yīng)采取多道設(shè)防的方式，并運(yùn)用互補(bǔ)性的施工材料展開施工，這樣就能彌補(bǔ)有些施工材料的不足以及彌補(bǔ)施工環(huán)境的局限性，以此就能促進(jìn)施工活動的高效展開。

1.3個(gè)案設(shè)計(jì)原則

地形的不同，其節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)以及形狀都具有較為明顯的差異。因此，不同的節(jié)點(diǎn)之間既存在一定的共性，也存在一定的特性。而在對其細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)根據(jù)建筑各地的具體環(huán)境以及具體的施工環(huán)境，來實(shí)現(xiàn)對細(xì)部構(gòu)造的整體合理設(shè)計(jì)，這樣才能確保求同存異，促進(jìn)地鐵地下工程施工活動的順利展開。

2通道接頭防水的預(yù)留方法分析

對于地鐵工程而言，由于其在運(yùn)行時(shí)大多都處于地下，故應(yīng)設(shè)置較多的通道來幫助地鐵的高效穩(wěn)定運(yùn)行。其中，所設(shè)置的通道不僅包括：出入口通道，而且還包括：通風(fēng)道以及換乘通道等。因此，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)保證在每個(gè)地下車站設(shè)置8個(gè)以上的預(yù)留通道的接頭，確保正常通道的有序連接。而對于一般的地鐵車站而言，其主體結(jié)構(gòu)的施工順序往往優(yōu)于其他結(jié)構(gòu)。因此，在進(jìn)行施工時(shí)，就應(yīng)將必要的通道接頭預(yù)留出來，并對防水層關(guān)鍵部分的接頭位置做相應(yīng)的防范處理措施，這樣才能避免漏水或者滲水情況的發(fā)生。此外，樁支護(hù)明挖法是常用的通道接頭防水預(yù)留方法，其主要包含兩類：第一，以施工縫作為主要的節(jié)點(diǎn)，并對變形縫與施工縫之間的結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的澆筑。第二，從車站主體結(jié)構(gòu)連續(xù)澆筑到通道第一道的變形位置，且在變形縫和車站主體結(jié)構(gòu)之間不設(shè)置相應(yīng)的施工縫，以此來確保整個(gè)施工過程的安全。其中，第一類方法是當(dāng)前較常使用的一種施工防水方法。例如，北京地鐵車站明挖土建施工基本上選擇了樁支護(hù)明挖法施工，通道與主體結(jié)構(gòu)選擇了兩種接頭形式，如圖1和2所示。圖1描述的是車站通道與主體結(jié)構(gòu)所采用的施工縫接頭，而且需要在與施工縫相距0.8-1.2m左右的位置設(shè)置一道變形縫，在施工縫與變形縫之間需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)單獨(dú)澆筑施工。圖2描述的是車站主體結(jié)構(gòu)混凝土連續(xù)澆筑施工，直至通道第一道變形縫處。車站主體結(jié)構(gòu)變形縫之間一般不需要設(shè)置施工縫。

3以施工縫接頭時(shí)應(yīng)注意的問題

3.1對防水層的甩茬采取合理的保護(hù)措施

當(dāng)對車站主體結(jié)構(gòu)的分段澆筑到通道開孔部位時(shí)，就應(yīng)對防水層的甩茬采取必要的保護(hù)處理措施，這樣才能實(shí)現(xiàn)對防水層的有效保護(hù)。倘若不對其進(jìn)行有效的保護(hù)，就會造成防水層的甩茬和鐵皮板遭到不同程度的破壞，甚至導(dǎo)致個(gè)別部位無法完成相應(yīng)的搭接過度。雖然可以采取柔性過度的方法進(jìn)行補(bǔ)救，但是其都會在不同程度上給防水層的連續(xù)性帶來破壞。因此，在施工的過程中，就應(yīng)有效的遵循破除支護(hù)樁的使用順序，并采用彈性和硬度都較好的復(fù)合板來實(shí)現(xiàn)對其的合理保護(hù)，這樣不僅不會造成防水層的損壞，而且還能實(shí)現(xiàn)對復(fù)合板的合理保溫。此外，為了確保保護(hù)板能夠在破樁完畢后能夠順利的抽出，不對防水層造成破壞，在設(shè)置保護(hù)板時(shí)就應(yīng)將保護(hù)板的邊沿與破樁洞口之間的距離控制在30-50mm之間，這樣才能確保防水層甩茬的完整性。

3.2制定周密的施工縫防水方案

周密施工縫防水方案的制定，不僅可以促進(jìn)施工活動的順利展開，而且還能提高整個(gè)工程的施工水平。因此，在施工之前，就應(yīng)制定周密的施工縫防水方案。其中，由于接頭部位自身的特殊性，其無法設(shè)置相應(yīng)的止水帶材料。因此，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)充分的考慮到不同施工縫之間的影響。就針對之前的地鐵地下工程施工而言，其往往將橡膠條應(yīng)用在施工縫部位，而由于其止水效果較差進(jìn)而就影響了整個(gè)防水層的防水性能。因此，在地鐵工程的防水設(shè)計(jì)中，常用的兩種材料一般為：膨潤土橡膠遇水膨脹止水條和遇水膨脹止水膠等兩種。其中，如果要在施工縫的表面預(yù)留相應(yīng)的凹槽時(shí)，就可采用這兩種材料。倘若并未要求要預(yù)留凹槽，就應(yīng)使用遇水膨脹的止水膠材料。但是，在實(shí)際的施工過程中，由于要考慮到施工成本問題，對于材料的選取，往往選擇價(jià)格相對便宜的膨潤土橡膠遇水膨脹止水條，以此來達(dá)到相應(yīng)的防水作用，但是，由于止水條往往硬度較大，倘若直接粘接或者采用土釘釘注的方法，就會影響止水條的止水作用。因此，我們可將注漿管與止水條搭配使用，這樣不僅能夠達(dá)到止水的效果，而且還能在一定程度上解決早期鐵盾構(gòu)后澆環(huán)梁滲漏水嚴(yán)重問題。例如北京地鐵施工過程中，預(yù)留通道接頭位置施工縫防水施工過程中需要考慮如下幾個(gè)方面的問題：（1）環(huán)向施工縫表面無法按照要求預(yù)留凹槽，而且止水條只能在鑿毛后的施工縫表面給予粘貼固定，施工縫表面與止水條的粘結(jié)強(qiáng)度和密貼性會對防水質(zhì)量產(chǎn)生比較大的影響;（2）由于接頭部位相對比較特殊，此時(shí)環(huán)向施工縫不能按照要求選擇止水帶類材料，不能保證通道與車站側(cè)墻水平施工縫止水帶連續(xù)分布，同時(shí)兩者與環(huán)向施工縫需要進(jìn)行接頭處理，該過程需要對施工縫間的相互影響給予充分考慮;（3）車站和通道側(cè)墻所存在的水平施工縫均可以選擇中埋式鋼邊橡膠止水帶來達(dá)到防水的效果，一旦地下水進(jìn)人防水層與止水帶之間，會繞過止水條進(jìn)入通道內(nèi);（4）一旦施工縫兩側(cè)混凝土出現(xiàn)澆筑不密實(shí)問題，將會導(dǎo)致滲漏水繞過止水條，進(jìn)而誘發(fā)滲漏水現(xiàn)象。

3.3防水層接茬施工策略

在進(jìn)行防水層接茬施工過程中，一般需要在洞口支護(hù)樁鑿除結(jié)束后對其基層進(jìn)行清理，并使通道外包防水層與車站側(cè)墻防水層應(yīng)實(shí)現(xiàn)搭接過渡，即所謂的防水層接茬施工。為了使通道頂板防水層達(dá)到預(yù)期的防水效果，頂板防水層可以選擇“外防外貼”法，以實(shí)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)外表面密貼鋪設(shè)。同時(shí)，在破樁過程中，通道頂板以上支護(hù)樁破除高度要求超過通道頂板50cm，以確保頂板防水層施工滿足具體的施工要求。而底板防水層和側(cè)墻均選擇了“外防內(nèi)貼”方式進(jìn)行鋪設(shè)，其接茬可以選擇內(nèi)翻法和外翻法。

3.3.1內(nèi)翻法

該方法一般是把車站側(cè)墻防水層按照一定的要求翻至通道內(nèi)側(cè)，并與底板防水層和通道側(cè)墻形成搭接過渡的方法，在地鐵工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。在直線段的翻轉(zhuǎn)中，車站側(cè)墻防水層得到廣泛應(yīng)用，其可以確保防水層的連續(xù)性。但是，通道端頭底板兩側(cè)位置的雙陽角防水層翻轉(zhuǎn)操作難度比較大，翻轉(zhuǎn)過程中要對角部進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟眉簦辉试S裁至角底，以確保角頂密封處理效果。如果裁開過小，將會導(dǎo)致防水層不能徹底的翻至通道內(nèi)。大量的實(shí)踐研究與論證表明，即使在裁開部位采用密封膠密封或防水加強(qiáng)層等措施，也無法達(dá)到防水層的整體防水要求，個(gè)甚至有可能在結(jié)構(gòu)未澆筑前就誘發(fā)滲漏水現(xiàn)象，其是導(dǎo)致通道接頭變形縫和施工縫出現(xiàn)滲漏的常見原因。

3.3.2外翻法

其通常是在確保車站側(cè)墻防水層不動的情況下，將側(cè)墻防水層和通道底板翻至車站側(cè)墻防水層外表面，如圖3所示。為了確保外翻法施工的順利進(jìn)行，則需要提前選擇相應(yīng)寬度的復(fù)合保護(hù)板，并按照要求設(shè)定擴(kuò)孔范圍，同時(shí)采取措施避免鑿樁過程中破壞擴(kuò)孔段防水層。外翻法由于鑿樁時(shí)工程量增大、局部范圍需要擴(kuò)大等因素影響，很少在地鐵施工中得到應(yīng)用。通過對圖3進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，由于甩茬寬度較大，可以順利的滿足搭接寬度要求，而且角部防水加強(qiáng)層操作簡便，能夠滿足接頭環(huán)向防水層的密封性和連續(xù)性要求。在底板防水層接茬施工完成后，需要立即對凹坑部位的細(xì)石混凝土保護(hù)層進(jìn)行澆注，以免此部位出現(xiàn)積水現(xiàn)象。由于側(cè)墻防水層與擴(kuò)孔段的結(jié)構(gòu)外側(cè)鋼筋存在比較大的差距，可以需要采取臨時(shí)保護(hù)措施，有效降低接茬部位滲漏水發(fā)生的概率，因此在地下工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

4以變形縫接頭時(shí)應(yīng)注意的問題

在進(jìn)行地下工程施工過程中，可以在車站主體結(jié)構(gòu)和變形縫之間減少環(huán)向施工縫，這樣可以有效降低施工縫部位滲漏水現(xiàn)象的發(fā)生，其誘發(fā)因素如下：（1）需要先對底板變形縫和通道側(cè)墻部位的加強(qiáng)層和防水層進(jìn)行設(shè)置，而且施工結(jié)束后要放置幾個(gè)月甚至1年。通常情況下，外露防水層的甩茬會不同程度的受到灰塵污染和樁面滲漏情況的影響，增加了后續(xù)接茬操作的難度;（2）通道施工過程中，要做好破樁作業(yè)，但是該過程會對中埋式止水帶、外貼止水帶及外露防水層甩茬產(chǎn)生一定的破壞;（3）變形縫距樁面間距通常為30cm，導(dǎo)致施工作業(yè)面范圍比較小，增加了給中埋式止水帶安裝的難度，而且無法確保止水帶的定位質(zhì)量;（4）通道側(cè)墻水平縱向變形縫與施工縫垂直交叉，此時(shí)會對變形縫外貼式止水帶的止水效果產(chǎn)生比較大的影響;（5）底板防水層和側(cè)墻的接茬分布在變形縫部位，但是該過程接茬質(zhì)量無法得到保證。

通過上述誘發(fā)因素分析，并根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，變形縫的防水質(zhì)量高低主要取決于中埋式止水帶的止水效果好壞，但是中埋式止水帶出現(xiàn)滲漏的原因包括下述三個(gè)方面：（1）止水帶現(xiàn)場接頭難以處理。在變形縫部位時(shí)，不管是選擇樹脂類止水帶，還是橡膠類止水帶，都需要選擇熱熔焊接或現(xiàn)場熱硫化對接，以保證接頭部位的密實(shí)性。然而，大斷面變形縫位置存在大量的止水帶接頭，接頭兩側(cè)止水帶縱向軸線會產(chǎn)生一定的偏差，無法借助現(xiàn)場熱硫化法來完成接頭工作。如果選擇機(jī)械接頭，將會導(dǎo)致接頭部位的對接強(qiáng)度和粘貼密實(shí)性無法得到保證，從而使接頭部位出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象;（2）止水帶定位不準(zhǔn)。在對止水帶進(jìn)行設(shè)置過程中，一般要求縱向軸線保持與變形縫對齊，但是在實(shí)際安裝過程中極易誘發(fā)偏差，甚至個(gè)別部位會出現(xiàn)比較明顯的偏離，缺乏保證混凝土與止水帶的嚙合尺寸要求;（3）在對止水帶兩側(cè)混凝土進(jìn)行澆筑和振搗過程中，質(zhì)量無法得到保證。如果振搗效果無法滿足要求時(shí)，會使混凝土與止水帶嚙合不嚴(yán)密，進(jìn)而誘發(fā)滲水現(xiàn)象。為了確保抵消工程細(xì)部結(jié)構(gòu)防水效果，可以根據(jù)工程實(shí)際選擇PVC注漿止水帶，接頭部位選擇現(xiàn)場熱熔對接，以確保接頭施工質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的止水效果。

5總結(jié)

不斷的研究與分析地鐵地下工程細(xì)部構(gòu)造防水技術(shù)，對于有效的提高細(xì)部構(gòu)造的防水質(zhì)量以及促進(jìn)地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行都具有至關(guān)重要的作用。因此，我們應(yīng)首先認(rèn)識與了解地下工程細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)的原則，進(jìn)而對通道接頭防水的預(yù)留方法進(jìn)行有效分析，并在施工的過程中注意以施工縫接頭時(shí)應(yīng)注意的問題，這樣就能確保施工活動的順利展開，以此就能提高地鐵工程的施工質(zhì)量，進(jìn)而就能不斷的提高人們的生活水平。