基于盖挖逆作法浅谈地铁车站防水设计

摘要：盖挖逆作法的施工形式和技术具有很多优势，被广泛应用到地铁车站施工工程中。本文以上海地铁9号线某地铁车站为例，主要对地铁盖挖逆作法的施工过程和特点进行了介绍，论述了地铁盖挖逆作法防水设计原则，分析了地铁盖挖逆作法防水设计的关键点，同时提出了在不同情况下的有效渗漏治理措施，可供类似盖挖法地铁车站设计参考和借鉴。

关键词：地铁车站；盖挖逆作法；施工特点；防水设计；渗漏治理

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前言

目前地铁施工中主要采用的方法有明挖法、暗挖法、盖挖顺作法和盖挖逆作法等，由于地铁车站场地周边环境复杂，管线改迁、建筑物拆迁、顺作工法中多次交通疏解倒边时间长影响大，及越来越快的城市建设速度等方面的因素，使盖挖逆作法得到了广泛的应用。因此，保证盖挖逆作车站防水效果成为越来越重要的课题。本文试图从一个设计者的角度，从盖挖逆作法施工工法特点入手，根据地铁车站防水原则，针对防水设计的关键点进行分析，并提出合理的渗漏治理措施，期望能对目前盖挖逆作法地铁车站防水设计与施工中某些不合理的地方起到积极的引导作用，提高车站防水质量。

1、盖挖逆作法概述及特点

盖挖逆作法的施工顺序是先施作地铁车站的结构主体部分的桩柱，然后把结构盖板放置在围护桩或者混凝土柱的上面，按照从上到下的顺序进行土方开挖的工作，以及边墙、中隔板和底板衬砌等方面的施工。

这种施工方法具有自身独特的优势，例如工程整体的覆盖速度比较快，可大大减小因地铁车站施工造成交通中断的时间；盖挖逆作法的施工顺序是自上而下由顶板和中隔板进行支撑，结构的刚度比较大，形成一个安全的作业空间，可以充分保障施工人员的人身安全；同时，盖挖逆作法的施工占地面积较小，回填量也比较小，在施工的过程中，可以进行立体分层操作，也可以从左右两个方向同时施工，这样不仅提高地铁车站的施工效率，还可以灵活地进行交通道改，且不会受到季节变化的影响；盖挖逆作法的施工过程中产生的噪音非常低，不会对地铁周围的居民造成严重的生活生产影响，而且也不会带来其它的环境污染的不良影响；这种方法的施工设备还及其简单便捷，不需要使用太多的大型设备，通常是小型轻便的机器，容易操作和维护，这就为现场作业留出了很大的空间，工程施工的回旋余地充足，效率也跟着有所提升。

2、盖挖逆作法防水设计原则概述

防水结构是根据工程地质和水文地质条件，车站结构特点，施工方法和使用要求等因素进行设计和施工的，应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，以结构自防水为主，外防水（附加防水层）为辅，关键处理好施工缝、变形缝等薄弱环节的防水。

2.1 防水设计原则。

确立钢筋混凝土结构自防水体系，即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、施工缝等接缝防水为重点。

2.2 防水设计标准。

①车站和出入口通道的防水等级为一级，结构不允许渗水，表面无湿渍。

②车站的风井风道无设备段，防水等级为二级。不允许漏水，结构表面总湿渍面积不应大于总防水面积（包括顶板、墙面、地面）的2/1000；任意100平方米防水面积上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不大于0.2平方米，平均渗水量不大于0.05L/（m2·d），任意100平方米防水面积上渗水量不大于0.05L/（m2·d）。

3、盖挖逆作法防水设计的关键点分析

3.1 结构形式选择。由于车站距离建筑物较近，周边道路车流量较大，根据场地工程地质条件、场地条件、基坑四周环境条件和邻近深基坑工程施工经验，并考虑到采用盖挖逆作施工的特殊性，经过技术、安全、经济、工期等多方面比较，选定基坑围护结构类型主体部分为800mm厚的地下连续墙支护。而地下连续墙与内部框架结构连接形式又可分为复合墙和叠合墙，在盖挖逆作工程中，复合墙中地下连续墙与侧墙采用复合的形式，在板、墙节点处防水层无法连续铺设，节点处理复杂，实际防水效果往往难以保证，故选用叠合方案。地下连续墙混凝土采用C30，抗渗等级≥S6，钢筋保护层厚度迎水面70mm，背水面50mm。主体结构混凝土采用

3.2 典型断面防水设计。在顶板顶面和底板底面铺设附加柔性防水层，防水层采用合成树脂高分子（自粘）防水卷材。侧墙主要考虑结构自防水，并在侧墙混凝土中添加抗裂纤维。内衬墙浇筑前先对地下连续墙渗漏进行处理，确保无水作业，对于最终防水效果是非常有利的。

3.3 主要节点设计。车站主体结构与站区间连成一体的盖挖逆作结构，除施工过程产生的施工缝外，不另设缝，车站主体结构与通道出入口、风道风井结构及站后区间暗挖区间设变形缝，对于穿墙管、降水井、接地线、盖挖桩节点等防水薄弱节点做特殊设计。

①环向施工缝。间距8～12m（含底板顶板）。选用缓膨型止水胶，规格尺寸15×8mm。外设防水卷材加强层，宽度500mm。预留注浆管。

②水平施工缝。选用缓膨型止水胶，规格尺寸15×8mm。外设防水卷材加强层，宽度500mm。预留注浆管。底板不设纵向水平施工缝，顶板根据分幅盖挖逆筑要求设一道纵向水平施工缝。侧墙水平施工缝：根据施工组织要求布置施工缝，一般情况下双层车站每侧可设置2～3条施工缝，底板上的牛腿第一条与中层板下的第二条施工缝之间距离应以4m为宜。

③变形缝。变形缝采用中埋式止水带及单组分聚氨酯密封胶防水措施，外加防水卷材和防水卷材加强层，并在顶部和侧墙设置不锈钢接水槽。

④穿墙管、接地线、降水井节点。当穿墙管、接地线、降水井等穿通防水层的节点，需在节点处设防水加强层，搭接不小于500mm，并用单组份聚氨酯密封胶进行收口，砼结构中间预埋钢板裙边止水环，用缓膨型止水胶封口，砼结构凌空面用单组分聚氨酯密封胶密封，降水井等后期封堵用聚合物防水砂浆。

⑤盖挖桩节点。盖挖桩的主筋伸入主体结构底板，主筋与底板相交处采用胶枪挤出，应涂不小于50mm×50mm的缓膨性止水胶，与底板相交处应采用高渗透改性环氧涂料防水涂料，防水卷材搭接不少于100mm。

4、盖挖逆作法渗漏治理措施

地铁工程实际施工过程中，很多时候会出现渗漏现象，无法满足一级防水要求，可结合不同情况，按以下原则选用合适的治理材料：

4.1 无机注浆材料有强度高、凝结时间短的优点，有下列情况时，应选用无机注浆材料：

①混凝土裂缝较大（一般＞1mm），有深层裂缝和贯穿裂缝时；②衬砌、内衬墙背后注浆时（宜选用特种水泥浆液或掺有膨润土、粉煤灰等掺和料的水泥浆或水泥砂浆）；③渗漏水较大，水流呈喷射状。

4.2 在下列情况下，宜选用有机注浆材料：①混凝土裂缝较小时，通常在1mm以下；②混凝土结构有加固补强要求，宜选用改性环氧材料注浆；③当渗漏水较严重时，宜选用丙烯酸盐类和非水溶性聚氨酯注浆料，不得选用水溶性聚氨酯注浆料；④复合注浆（即无机材料和有机材料结合使用）条件下，无机材料注浆处理后应用有机材料补充注浆。

5、结论及建议

综上所述，在地铁设计过程中，做到地铁结构设计与防水并重，结合工程实际情况，因地制宜地选择防水方案，最终达到良好的防水效果

5.1 采用地下连续墙与内衬墙的叠合结构；

5.2 内衬墙施工前对地下连墙进行渗漏水治理，并凿毛；

5.3 尽量少设缝，重视施工缝、变形缝、穿墙管、盖挖桩等节点防水设计；

5.4 区分不同情况，选用适当的材料对渗漏结构进行修复。

参考文献：

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部．GB50108—2008 地下工程防水技术规范[S]．北京：中国计划出版社，2009

[2] 北京城建设计研究总院．GB50157--2003 地铁设计规范[s]．北京：中国计划出版社，2003

[3] 蒋清国等．天津市地下铁道二期工程2号线红旗路站主体结构施工图及防水图．天津：中铁第一勘察集团有限公司，2009