地铁地下工程细部构造防水技术探讨

摘要：笔者结合自身经验分析了预留通道接头部位的防水设计与施工以及对如何避免出现这类问题进行探讨。

关键词：地下防水工程；防水技术；

中图分类号： TU57 文献标识码： A

北京地铁、地下防水工程中,按照《地铁设计规范》和《地下工程防水技术规范》的要求,均采用了“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则,即主体结构采用补偿收缩防水混凝土进行结构自防水,在结构的迎水面设置柔性全包防水层,并对变形缝、施工缝、穿墙管等特殊部位采取了多道加强措施。通过对已经基本完成土建工程的地铁线防水质量的现场验收及后期的整体调查,发现整体防水质量均比较理想,但在车站主体结构与附属结构接头部位及施工缝、变形缝处的防水质量仍是薄弱环节,这也是大多数地铁防水工程中的通病。预留通道接头部位包括施工缝和变形缝, 均属于地下防水工程的关键部位,因此本文重点对预留通道接头部位的防水设计与施工以及如何避免出现这类问题进行探讨。

1、预留通道接头防水主要有两种形式

北京地铁14号线明挖车站的土建施工采用桩支护明挖法施工，其中主体结构与通道接头形式以设计理念可以采用两种方法：1）、通道与车站主体结构以施工缝作为接头,并在距施工缝约 0.8～1.2 m 左右设置一道变形缝,变形缝与施工缝之间的结构单独浇筑; 2）、车站主体结构连续浇筑至通道第一道变形缝处,变形缝与车站主体结构之间不设置施工缝。此工程采用的是第1种接头形式。

2、以施工缝接头时应注意的问题

采用第1种接头做法时,后期通道土方开挖完毕后,作业面宽松,变形缝止水带安装定位质量比较容易得到保证,柔性外包防水层的铺贴作业也能够连续进行,确保了外包防水层的连续性。因此个人认为采用第1种接头做法更为合理,能够充分满足结构部位的防水质量。但采取这种做法时, 应注意以下几个问题。

2.1 对防水层的甩茬采取合理的保护措施

车站主体结构分段浇筑至通道开孔部位时,应对防水层的甩茬采取合理的保护措施。因此在编制防水施工方案时应充分考虑到破除围护桩时的风镐和烧断桩内钢筋的作业对防水层的破坏程度,所以在施工过程中采用了复合板进行保护,同时对破除围护桩的施工过程进行细致处理。为了让保护板在破桩完毕后能够顺利抽出, 不对防水层造成破坏,设置保护板时应注意保护板外边缘距破桩洞口的距离宜为 30～50 mm,并在此范围内不得用钉子进行固定,否则保护板无法顺利抽出,会对后续防水层的接茬带来不利影响。经过实践检验,这种做法能够很好地保证防水层甩茬的完整性。

2.2 选择正确的防水层接茬施工方法

洞口围护桩凿除完毕并经基层处理后,车站侧墙防水层与通道外包防水层应进行搭接过渡。顶板防水层需要采用“外防外贴”法与结构外表面密贴铺设, 因此在破桩时,通道顶板以上围护桩的破除高度至少应比通道顶板高出 50 cm,才能满足顶板防水层的施工要求。而侧墙和底板防水层均采用“外防内贴”法铺设,其接茬一般采用两种做法,内翻法及外翻法施工。在此主要说明内翻法：

内翻法: 就是将车站侧墙防水层翻至通道内侧,并与通道侧墙和底板防水层形成搭接过渡的做法，本车站即采用该做法进行施工，这种做法中,车站侧墙防水层在直线段的翻转比较容易,且能够保证防水层的连续性。但通道端头底板两侧的双阳角部位的防水层翻转操作比较困难,翻转时不可避免地需要对角部进行裁剪,裁开时不能裁至角底。现场多次实践证明,即使在裁开部位施做防水加强层或采用密封胶密封等措施,也不易满足防水层的整体防水要求,这也是通道接头施工缝和变形缝容易出现渗漏的主要原因之一。

在主体结构与通道结构之间增加了一道环向施工缝。这道施工缝是地铁工程中比较容易出现渗漏水的部位,也是采取这种接头形式不利的一个方面。

在确定预留通道接头部位的施工缝防水方案时,综合考虑了以下几个方面的不利因素:

①由于接头部位的特殊性,环向施工缝无法设置钢边止水带 ;

②环向施工缝表面难以预留凹槽,止水条或者止水胶只能粘贴固定在凿毛后的施工缝表面,且预留注浆管，但注浆管在施工过程很容易被破坏，止水条与施工缝表面的密贴性和粘结强度对防水质量影响较大;

通过综合分析,理论上认为单独采用止水条无法完全避免施工缝出现渗漏。这并不是说止水条不能止水,而是由于环向、纵向施工缝交叉时, 在交叉部位并不属于“线”形防水,而应归结为“面”形防水,止水条只能对“线”形防水起作用。在地铁工程的防水设计中,主要采用两种材料:一种是膨润土橡胶遇水膨胀止水条,另一种是遇水膨胀止水胶。要求施工缝表面预留凹槽时, 可使用上述两种产品; 未预留凹槽时, 只能使用遇水膨胀止水胶产品。但在实际施工过程中,因为材料造价的原因,现场存在采用膨润土橡胶遇水膨胀止水条代替遇水膨胀止水胶的情况。止水条采用直接粘贴或用水泥钉固定在凿毛后的施工缝表面的安装方法,但由于制品型止水条往往硬度较大,难以完全与基层表面密贴,或与施工缝表面粘贴不牢;立面上的止水条在浇捣混凝土的冲力下, 极易局部脱离施工缝表面而被完全包裹在后浇混凝土中; 个别部位的止水条甚至被挤出到结构外, 造成止水条完全失去止水作用。

通过现场多次调研, 止水条的安装全部满足设计要求的施工缝较少。而遇水膨胀止水胶采用挤出法粘贴在凿毛后的施工缝表面时, 极易与施工缝表面密贴, 固化后与混凝土的粘结强度远远高于止水条, 后续工程中也不易出现止水胶脱落、剥离等现象, 能够较好地发挥止水效果。但由于止水胶依靠挤出粘贴在施工缝表面, 局部会出现挤出成型后的断面尺寸不足或水平面施工缝表面未清理干净, 影响止水胶与施工缝表面粘贴质量等问题。

预埋注浆管的目的是为了通过后续的注浆操作,使浆液完全填充施工缝内的渗水孔隙, 达到止水的目的。浆液的填充范围不止局限在施工缝表面, 对施工缝两侧贯通的渗水裂缝和孔隙也能够填充封堵。实践证明, 注浆管与止水条配合使用的效果较好, 这种做法 目前 已经被国内大多数地铁工程所采用。

3 变形缝接头时应注意的问题

变形缝的防水质量关键在于中埋式止水带的止水效果, 而中埋式止水带出现渗漏的主要原因有三个方面。一是止水带定位不准。设计要求止水带纵向轴线应与变形缝对齐, 但现场安装时容易出现偏差, 不能确保止水带与混凝土的啮合尺寸要求。二是止水带的现场接头难以处理。无论采用橡胶类止水带还是树脂类止水带, 用于变形缝部位时, 均要求采用现场热硫化对接或热熔焊接,确保接头部位的密实性。但由于大断面变形缝部位的止水带接头较多, 且结构施工步序的特殊要求, 接头两侧的止水带纵向轴线容易出现偏差, 很难采用现场热硫化法完成接头。采用机械接头时, 难以保证接头部位的未硫化丁基橡胶片与止水带橡胶板之间的粘贴密实性和对接强度, 容易导致接头部位出现渗漏。三是止水带两侧混凝土浇筑和振捣的质量不易保证。振捣效果达不到要求时, 会导致止水带与混凝土啮合不严密, 出现渗水现象, 这也是大多数止水带部位出现渗漏的最重要的原因。

多条地铁线变形缝部位均采用钢边橡胶止水带, 一旦出现渗漏水, 只能通过对背贴式止水带和中埋式止水带之间钻孔注浆的方法进行堵漏维修, 增加了施工难度。

4 结语

细部构造防水设计时, 不但要考虑结构的施工步序和难点, 选择对结构施工影响最小、操作最简单有效的方案, 还要充分预见到容易出现渗漏水部位的后期维修方案, 做到有的放矢。同时, 现场操作人员的精心施工、监理单位的认真管理, 也是确保防水工程质量的关键。只有这三方面有机地结合起来, 才能做到不渗不漏, 创造出精品工程。