工程防水技术在西安地铁施工中的应用
郑爱武 陕娟
【摘?要】地下工程防水是工程项目建设中一个永恒的话题，更是地铁施工的重点所在。防水施工同样是一个复杂的系统工程，防水的效果不仅影响建筑物（构筑物）使用功能的基本要求，而且在一定程度上影响着建筑物的结构安全和使用寿命，同时还可以节约投资，降低工程成本减少维修，中铁二十局在西安地铁5号线一期工程施工中在严把原材料关的前提下，严格控制操作工艺，保证车站、区间结构防水达到规范要求。
【关键词】防水设计;构件自防水
Application of Engineering Waterproofing Technology in Xi'an Metro Construction
Zheng Ai-wu1，Shan Juan2
（1.Civil Engineering， Xi'an Technological University?Xi'an?Shaanxi?710021;
2.NO.Engineering Corporation Limited of CR20g?KunMing?Yunnan?650200）
【Abstract】Being an eternal topic in project construction， waterproofing of underground engineering is the key point of metro construction. Waterproof construction is a complex system engineering as well because the effect of waterproofing not only affects the basic requirements of the usage function of buildings， but also affects the safety of structure and service life of buildings to a certain extent. At the same time， it can also save investment， reduce project costs and reduce maintenance. During the construction of the first phase of Xi'an Metro Line 5， China Railway 20 Bureau strictly controlled the operation technology in order to make sure that the station and waterproofing of the interval structure meet the requirements of construction standard under the premise of strictly controlling the quality of raw materials.
【Key words】Waterproof design;Component self-waterproofing
1. 工程簡介
西安市地铁五号线一期工程（和平村～纺织城火车站）土建施工项目D5TJSG-2标段包含一站两区间，即一期工程起点～和平村站区间、和平村站、和平村站～阿房宫站区间。其中和平村站的地下水为第四系松散层孔隙潜水，水位埋深14.3～17.3m，水位髙程381.35～382.76m，基本呈连续分布;潜水位埋深30.0m左右。根据详细勘察报告，覆盖层为第四系松散层，含水层主要为弱透水的黏性土夹砂层透镜体，潜水含水层厚度大于50m。一期工程起点～和平村站区间的地下水为第四系松散层孔隙潜水，地下水水位埋深13.2～17.0m，水位高程381.14～382.46m。覆盖层为第四系松散层，含水层主要为弱透水的黏性土夹砂层透镜体，潜水含水层厚度大于50m。和平村站～阿房宫站区间的地下水为第四系松散层孔隙潜水，地下水水位埋深13.9～17.1m，水位高程382.2～383.88m。覆盖层为第四系松散层，含水层主要为弱透水的黏性土夹砂层透镜体，潜水含水层厚度大于50m。
2. 车站结构防水施工方案及技术措施
本标段地下结构的防水设计遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则。针对西安地区的气候，附加防水层吸取国内外类似工程结构防水的经验，以达到技术先进、经济合理、安全适用、确保防水目的。
2.1?结构自防水。
（1）结构自防水首先保证混凝土、钢筋混凝土结构的自防水能力。为此施工中采取有效技术措施，保证防水混凝土达到规范规定的密实性、抗渗性、抗裂性、防腐性和耐久性。同时加强诱导缝、变形缝、施工缝、穿墙管、预埋件、预留孔洞、各型接头、各种结构断面接口、桩头等细部结构的防水措施。
（2）为达到预期的防水效果， 通过实验测试，配制混凝土的水泥采用硅酸盐、普通硅酸盐低热水泥，其强度等级宜为42.5号，骨料使用非碱活性骨料，配制混凝土所用各种原材料（水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂、拌和水等）的氯离子含量不应超过规定值。配制混凝土可选用高性能减水剂及引气剂。当混合使用其它外加剂时，应事先测定它们之间的相容性。高效减水剂中的硫酸钠含量、单位体积混凝土中三氧化硫的最大含量必须符合相关规定。有侵蚀性介质的工点，水胶比要严格控制，钢筋保护层厚度必须满足最小要求。所有混凝土外加剂的使用应满足《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）的要求。防水混凝土根据工程抗裂需要，可掺入合成纤维或钢纤维，纤维的品种及掺量应通过试验确定。防水混凝土采用预拌混凝土时，入泵坍落度宜控制在合理范围，特别注意坍落度每小时损失值符合要求，坍落度总损失值应符合施工过程中混凝土采用“双掺技术”，加入优质粉煤灰（粉煤灰应来自燃煤工艺先进的电厂）及抗裂（密实型）外加剂，粉煤灰的烧失量应尽可能低。具体掺量根据试验确定。对于存在中等及以上腐蚀介质的工点，混凝土须掺入防腐蚀添加剂或采用抗硫酸盐水泥。为了减少收缩裂缝，必须严格控制纵向构造配筋率在合理范围。每立方米混凝土中各类材料的总碱含量（Na2O当量）应严格控制。，在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施，控制混凝土入模前的模板与钢筋温度以及混凝土的入模温度.结构防水体系及防水主要技术要求见表1。
2.2?接缝防水。
接缝指施工缝、变形缝、诱导缝、穿墙管及桩头。这些是防水的薄弱环节，必须加强防水措施。
2.2.1?施工缝。
为保证防水效果，施工缝应避开地下水较多的区段，并与诱导缝相结合，本工程墙体水平施工缝留在高出底板表面不小于300mm的墙体上。拱（板）墙结合的水平施工缝，宜留在拱（板）墙接缝线以下150～300mm处。墙体有预留孔洞时，施工缝距孔洞边缘距离要适当;垂直施工缝应避开地下水和裂隙水较多的地段; 站环向施工缝间距在合理跨范围; 明挖结构中垂直施工缝中部设置钢边橡胶止水带，水平施工缝中部设置镀锌钢板止水带。施工缝止水带外侧均预埋一道注浆管。底板、侧墙施工缝迎水面设外贴式止水带，与防水卷材粘结固定。
2.2.2?变形缝。
根据工程需要，车站仅在结构型式变化较大或地质条件变化较大的部位以及车站与出入口通道、风道的接口处设置变形缝，在该处除辅助外防水层外设置三道各自成环的止水线， 变形缝中部设置中埋式橡胶止水带，形成一道封闭的防水线， 变形缝处顶板外侧加设一道密封胶;分离式围护结构的侧墙外侧加设一道密封胶，密贴式围护结构的侧墙和底板加设一道背贴式橡胶止水带，
变形缝内侧嵌填密封胶，变形缝处顶板及侧墙内侧设置不锈钢接水槽，将少量渗水有组织地引入车站侧沟或中心水沟并排入车站废水泵房。
2.2.3?穿墙管。
穿墙管采用固定式防水法和套管式防水法，套管（或主管）均设置止水环。
2.2.4?诱导缝。
根据工程需要，车站诱导缝在柱中设置，诱导缝中部设置带注浆管的钢边橡胶止水带（中心带气孔型），形成一道封闭的防水线，诱导缝处除辅助外防水层外设置三道各自成环的止水线， 诱导缝处顶板外侧加设一道密封胶，用低模量聚硫或聚氨酯密封胶嵌填;分离式围护结构的侧墙外侧加设一道密封胶，密贴式围护结构的侧墙和底板加设一道外贴式橡胶止水带， 诱导缝处顶板外侧为单组份聚氨酯防水涂料，内侧设置排水槽，将少量渗水有组织地引入车站中心水沟并排入车站废水泵房。
2.2.5?支撑立柱支承桩。
施工过程中，桩头钢筋根部采用膨胀聚氨酯密封胶密封， 桩头在浇注结构纵梁（或底板）前先涂刷渗透性结晶防水涂料，再涂刷一道环氧浆，在接头处的外层钢筋处设置止水钢环，在拐角处预埋注浆管。
2.3?辅助附加外防水层。
顶板、侧墙、底板增设符合要求的合成高分子预铺式冷自粘防水卷材加强层。
顶板：采用单组分聚氨酯防水涂料，并设置隔离油毡，用细石混凝土作保护层。如顶部有种植要求，应用抗刺穿层代替隔离油毡层。侧墙采用能倒置粘贴于主体结构的预铺式自粘防水材料。底板：采用能倒置粘贴于主体结构的预铺式自粘防水材料，底板卷材防水层上设一定厚度细石混凝土保护层。
3. 施工工艺及技术措施
3.1?防水混凝土。
明挖段混凝土浇筑采用连续施工，以减少混凝土的收缩开裂。施工过程中
尽可能不采用对拉螺杆，而采用斜撑或其它有利于结构防水的模板支撑体系;
防水混凝土所用外加剂的掺量应准确，误差不得超过规定，并严格按说明书的规定进行搅拌、振捣;混凝土一次浇注高度不宜过大，以免造成铺浆及振捣困难。混凝土浇筑时的自由落距应控制在一定范围内，超过时，应通过串筒、溜管或振动溜管等设施下落;防水混凝土在完成养护并达到设计强度后，应及时施作防水层，并及时回填，防止混凝土长期日晒雨淋。
3.2?各型接缝。
3.2.1?施工缝。
止水构件（止水带）的安装位置必须准确，注浆管用管子夹固定，另外全断面注浆管的注浆导管应设置在塑料保护罩内，每个保护罩内固定两根相临的注浆导管，将保护罩固定在背水面一侧的钢筋上，浇筑在混凝土内，模板拆除后，打开保护罩盖子后注浆，注浆管分段长度满足要求，注浆应在混凝土结构基本稳定时进行（有无渗漏水均注浆），浆液选用化学浆液，并按常规注浆堵漏施工工艺进行注浆，在施工缝外侧一定宽度范围增设一道防水加强层，加强层应于该部位所选用的防水层材质、厚度一致。
3.2.2?变形缝（诱导缝可参照）。
变形缝止水带必须准确就位，中心气孔必须放置在变形缝中间，变形缝止水带必须密封成环，接缝采用小型硫化机现场硫化，缝间衬垫材料可用聚氨酯发泡板或聚苯板，在浇注变形缝一侧的混凝土时，为防止另一侧止水带受到破坏，模板的挡头板应做成箱型，同时止水带部位的混凝土应振捣密实，以保证变形缝部位的防水效果，边墙及顶板内侧必须留足够的凹槽，待结构施工完毕后，安装不锈钢接水槽，在顶板变形缝外侧，变形缝左右一定宽度范围，防水涂料层与板间应设置牛皮纸隔离层，并在变形缝左右一定宽度范围增设一道防水加强带，加强层采用合成高分子预铺式预铺式自粘防水卷材。底板及侧墙设置一道外贴式橡胶止水带，止水带的接头部位不得留在转角部位，止水带在转角部位的转角半径不得小于规定尺寸。
3.2.3?穿墙管。
穿墙管与内墙角、凹凸部位的距离应满足施工要求，根据结构变形或管道伸缩量来确定防水方法，其构造有两类：
（1）结构变形或管道伸缩量较小时，穿墙管可采用主管直接埋入混凝土内的固定防水法;止水环采用止水法兰，材质同管材，并双面水密焊接于管材周围。
（2）结构变形或管道伸缩量较大时，有更换要求时应采用套管式防水法，套管应加焊止水环。
3.3?埋设件。
埋设件端部或预留孔（槽）底部的混凝土厚度应严格控制，当厚度不满足时，必须局部加厚。
3.4?预留通道接头。
施工中应严格控制预留通道接縫的最大沉降差值，预留通道接头应根据工程的埋设深度选用相应防水措施。
3.5?附加防水层。
铺设防水层的基层表面应清理干净，平整度应满足施工要求，不平整部位均采用水泥砂浆圆顺地覆盖处理，防水层应敷设平整，固定牢靠，避免浇注混凝土时防水卷材发生脱落，防水卷材边缘部分加工成易于相互搭接密合的搭接边，搭接宽度应满足相应要求，防水卷材施作时，在连接钢筋或其它可能产生火花作业时，要采取设置临时性移动保护板等措施，以免钢筋刺穿或灼伤防水卷材，排除卷材下面的空气，应辊压粘贴牢固，卷材表面不得有扭曲、皱折和起泡现象;立面卷材铺贴完成后，应将卷材端头固定，或嵌入墙体顶部的凹槽内，并用密封材料封严;低温施工时，宜对卷材和基面适当加热，然后铺贴卷材，底板防水层铺设完毕，除掉卷材的隔离膜，并立即浇筑细石混凝土保护层，侧墙防水层应采取切实可行的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应满足要求。补丁胶粘层应面向现浇混凝土。
4. 结语
与建筑物其他位置的防水相比，地下工程的防水不但要求高，而且技术也比较复杂，作为城市的地铁工程，其对工程的防水要求更高，片面强调“材料防水”的做法是远远不够的，而应该结合工程的具体条件从前期设计、施工方案、施工流程、施工质量等多角度主动控制，确保防水工程质量。
参考文献
[1]?《地铁设计规范》（GB50157-2013）.
[2]?《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）.
[3]?《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）.
[4]?《西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》（DBJ61-6-2006）.
