城市地铁暗挖隧道防水施工技术

摘要:城市地铁隧道防水施工是地下暗挖隧道工程施工质量控制重点和难点。本文通过介绍重庆轨道交通三号线红旗河沟车站隧道防水施工方法和技术措施，采用BAC高分子自粘防水卷材等新型材料防水施工技术，为城市地铁防水施工提供技术参考。

关键词：城市暗挖地下隧道 防水施工方法 技术措施

中图分类号：TU74文献标识码： A

1工程概况

重庆轨道交通三号线红旗河沟站位于红旗河沟转盘东北方向50m左右处，呈南北走向，沿红锦大道正下方布设，车站埋深14.5～21.5m，为一座暗挖十字交叉换乘车站。车站地表及周边管网渗漏水较多，设计要求车站混凝土结构采用Ⅰ级防水，防水结构形式如下：

车站二衬结构采用C30P10抗渗混凝土，车站与通道均采用全包防水，初支与二衬之间全断面设置满铺BAC高分子自粘性橡胶沥青防水卷材构成复合防水。

车站端头及变形缝采用中埋式钢边止水带防止渗漏水，并用聚氨酯嵌缝密封胶填充密封，施工缝防水采用可全断面出浆的注浆管、遇水膨胀密封胶止水。

2防水等级、标准

1) 车站防水等级为一级，结构不允许出现渗水，结构表面无湿渍。

2)车站出入口通道风道、风井等部位防水等级为二级。顶部不允许滴水，底部不应积水。通道及风井表面平均渗水量应小于0.05L/m2.d，任意100m2的渗量应小于10L，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000，任意100m2防水面积上的湿渍不超过2处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。

3防排水施工工艺与技术措施

3.1排水盲沟施工

车站隧道纵向排水盲沟采用φ116单壁双波纹打孔波纹管，沿隧道两侧边墙墙脚通长布设。环向排水盲管采用2φ75单壁双波纹打孔波纹管，每8米布设一道，有集中涌水处根据实际情况加密设置。

纵、环向排水管安装时采用细格铁丝网外包，用φ12膨胀螺钉将排水管固定在喷射砼面上，排水管要尽量紧贴喷射砼表面，并且要求盲沟侵入衬砌厚度小于50mm。安装固定时，注意加强对打孔波纹管的保护，防止发生断节破坏。纵、环向排水管用塑料三通连接，连接处采用无纺布外缠绕牢固。盲管安设及接头见图3-1-1：

图3-1-1车站隧道盲管布设及联接图防水卷材

3.2全包防水卷材施工

3.2.1 防水卷材施工工艺

地下工程对防水要求很高，防水卷材铺设质量，是地下工程防水的关键环节。本工程采用BAC高分子自粘性橡胶沥青防水卷材，施工采用无钉孔系绳悬吊法铺设。

防水卷材施工应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌模筑砼前进行。系绳悬吊法铺设防水卷材施工工艺流程如图3-2-1所示。

图3-2-1防水卷材施工工艺流程图

3.2.2材料的检验和试验

防水卷材进场后，按照规范抽检频率随机取样委托有资质的鉴定单位进行原材料的检验和试验，对防水卷材的密度、厚度、拉伸强度、断裂伸长率等主要物理性能进行检查，要求防水卷材性能满足表3-2-1中所列的标准要求，检验合格后方可使用。

表3-2-1高分子自粘性橡胶沥青防水卷材性能标准要求列表

序号 检验项目 标准要求

1 尺寸偏差 厚度（mm） 平均值≥ 1.5

最小单值 1.3

2 断裂拉伸强度（Mpa） 纵向 ≥16

横向

3 扯断伸长率（%） 纵向 ≥400

横向

4 撕裂强度（KN/m） ≥60

5 不透水性 压力（Mpa） 0.3

保持时间（min） 120min不透水

6 低温柔度（弯折）℃ -20℃

φ20mm，3s，180℃无裂纹

7 剥离强度（N/mm） 卷材与砼 ≥1.5或粘合面外断裂

卷材与卷材 ≥2.0或粘合面外断裂

8 剪切强度（N/mm） 卷材与砼 ≥4.0或粘合面外断裂

3.2.3基面处理

由于初期支护多为锚杆挂钢筋网后再喷射混凝土，喷射混凝土表面凹凸不平，锚杆端头外露，如不处理容易刺破防水卷材，会影响防水层的施工质量，为此须对防水基面做如下处理:

(1)清涂露在砼表面的铁丝、螺丝、锚杆，并用砂浆抹平。

(2)凿除基面疏松、凹凸的砼，并用砂浆抹平。

(3)超过1.5mm的缝口凿成7mm宽、10mm深的沟槽，并用水冲洗，待干后用聚氨酯防水涂料填平。

(4)基面要求：含水率不得高于10％，即表面无湿渍为宜。已处理好的基面应尽快铺上防水卷材，避免沾上灰尘。

(5)初衬表面若出现漏水，可采用初衬背后注浆止水或采用防水砂浆作为辅助临时止水措施。底板喷射混凝土基面如有积水，可在初支表面最低处设置排水盲沟进行引排。

3.2.4 防水卷材的吊挂铺设固定

铺设防水卷材，是一项很细致而又关键的工序，因而必须有专人负责，专业班组操作，班组操作工人上岗前应经过严格培训，施工前进行技术交底，施工中必须按照操作规程操作。

（1）防水卷材吊带固定点设置：用射钉钉于初期支护上，钉距：拱部50～80cm，边墙80～100cm，底部100～150cm，梅花型布置，边墙与顶拱结构处加密至50cm。

固定点的布置，在满足固定间距的前提下，应尽量固定在喷砼面较凹处，使得防水卷材密贴砼喷射面。

（2）防水卷材定向：先确定卷材铺贴顺序和方向，在基层弹线，然后再铺贴卷材。

（3）防水卷材定位铺贴：铺贴自粘防水卷材时，纵向铺贴时卷材接缝要顺直，将自粘胶面向上。

高分子复合自粘防水卷材采用单面粘贴吊带固定进行施工，铺贴时将防水卷材吊运到作业平台上，当施工台架托盘将卷材展开托起后，对准基线就位，然后从一侧矮边墙开始自下而上依次铺贴，利用卷材背面吊带绑扎在吊环上固定。吊带固定如图3-2-2所

示：

图3-2-2 防水卷材吊带固定法示意图

防水卷材固定时，固定点间的防水卷材长度应视初期支护面的平整情况留一定富余量，本着宁松勿紧的原则，以防止二次衬砌时被挤破。

防水卷材应全环铺设，在车站顶、底纵梁处及底板处沿纵向铺设，尽量减少焊缝。

每一循环（每施工6米）的防水卷材铺设长度要比相应衬砌段多出1.0-1.5米，目的是便于每循环间防水卷材的搭接，并使防水卷材接缝与二次衬砌施工作业错开1.0-1.5m，以确保防水效果

3.2.6 防水卷材的接缝连接

（1）长边纵向连接采用焊接工艺

高分子自粘防水卷材的搭接施工，长边纵向连接采用焊接工艺，仰拱施工时，防水卷材搭接部位外露不小于30cm，且隔离膜应保持完整。拱圈施工时，将仰拱部预留长度范围内隔离膜揭除，拱圈部位卷材与仰拱预留长度重叠搭接，两层防水卷材边缘搭接长度≥10，重叠顺序如图3-2-3所示：

图3-2-3防水卷材长边焊接施工重叠示意图

卷材与卷材的搭接采取焊接方式，使用自动爬行焊接机，该机由两块高频热合电烙铁组成，胶带轮通过耐热胶带施压，滚压塑膜，焊成两条宽为10mm的焊线，两线轨距16mm，双焊缝形式见图3-2-4。焊接操作人员每3人一组，随时观察焊接质量，每道焊缝完成后，随之进行检查测试，如发现问题，做出标记进行补焊，直到检测合格，才能进行下道工作程序。

图3-2-4 防水卷材双面焊缝形式

（2）防水卷材短边横向连接施工工艺

防水卷材短边横向连接施工采用上下两端粘贴双面自粘密封条封闭，仰拱施工时防水卷材搭接部位外露不小于30cm，且隔离膜必须保持完整，防止卷材表面受污染，影响搭接效果而导致防水功能失效。拱圈施工时，拱圈部位防水卷材与仰拱部位防水卷材对接整齐，两幅卷材间对接接缝距离偏差不应大于1cm。揭除两卷材保护隔离膜，将35cm宽的双面自粘搭接密封条表面隔离膜同步揭除，上下同宽对齐拱圈与仰拱防水卷材接缝部位，用热风抢烘烤搭接部位卷材表面自粘胶层，用力按压卷材搭接部位，并用橡胶锤锤打搭接部位，力求打接密实。防水卷材短边接缝搭接形式见图3-2-5

图3-2-5 防水卷材短边搭接示意图

3.2.5 施工质量检验与修补

（1）焊缝质量检验

防水卷材接缝为双焊缝，中间留出空腔以便充气检查。双缝焊接后，应进行充气试验。检查方法为:用5号注射针与压力表相接，用打气筒充气，当压力达0.25MPa时停止充气，在此气压下保持15分钟，气压下降不大于5％，说明焊接良好；如压力下降超标，证明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方为焊接欠佳之处。重新焊接可用热风焊枪或电烙铁等补焊，直到不漏气为止。检查数量:焊接1000延长米抽检1处焊缝；为切实保证质量，每天、每台自动爬焊机焊接应取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期。

（2）防水层破损的检查与修补

防水层施工必须精心，防水层质量检查必须认真。但破损有时是难免的，检查出防水层上有破坏之处，必须立即做出明显标记，以便毫不遗漏地把破损处修补好。补后一般用真空检查法检验修补质量。补丁不得过小，离破坏孔边沿≥7cm。补丁要剪成圆角不要有正方形、长方形、三角形等的尖角。

3.2.6 防水卷材成品保护措施

（1）在进行二次衬砌钢筋绑扎和焊接时应注意保护已铺设好的防水卷材，为防止二衬钢筋焊接熔渣烧坏防水卷材，钢筋焊接时在焊接点与防水卷材之间，应临时设一块防火隔离板，以防烧坏防水卷材。

（2）为保证防水卷材与二次衬砌间的粘结性能，应在完成防水卷材的铺设后二衬钢筋绑扎前再撕去防水卷材表面保护薄膜，并立即沿隧道全环范围内涂刷2～3mm厚的M10水泥砂浆保护层（仰供部位在防水卷材表面浇筑50mm厚的C15细石砼保护层）。

（3）在钢筋绑扎时，为防止定位钢筋破坏防水卷材，在定位钢筋与防水卷材接触部位临时设置钢板垫板加以保护（仰拱部位可设置砼垫块）。如发现防水卷材被破坏，应立即对漏点进行修补。

3.3 特殊部位防水施工

3.3.1 施工缝及变形缝防水施工

(1)施工缝防水施工

车站分段浇筑的混凝土施工缝分为纵向施工缝和环向施工缝两种，两种施工缝部位均采用可全断面出浆的注浆管、遇水膨胀密封胶组合使用防止渗漏水，利用注浆管进行后续填充注浆，保证止水带与模筑混凝土之间的密贴。从施工缝从中引出的注浆导管间距4-5m，与注浆管连接见图3-3-1、3-3-2所示。

图3-3-2注浆管与密封胶的设置方法详图

(2)变形缝防水施工

变形缝设置在车站变断面、车站和区间隧道、车站和出入口以及车站和风道的接口部位，变形缝的宽度为30mm。变形缝一旦出现渗漏水后较难进行堵漏维修处理，因此变形缝部位的柔性防水层除了要求连续铺设外，还需采取以下三道防线进行加强防水处理。

①变形缝外侧与衬支面结合位置铺设一道外贴式橡胶止水带，外贴式橡胶止水带与沥青木丝板应同时安装；

②在变形缝中部设置中埋式钢边橡胶止水带，埋置于二衬1/2位置；

③变形缝内侧采用BW嵌缝密封胶进行嵌缝密封止水，密封胶应沿变形缝环向封闭，任何部位均不得出现断点，以免出现窜水现象。在隧道内侧沿环向设置30cm宽不锈钢接水盒。变形缝构造如下图3-3-3所示:

3.3.2穿墙及接地管处的防水

穿墙及接地管件穿过防水层的部位需进行防水密封处理，这些部位通常可以采用止水法兰和双面胶粘带以及金属箍进行处理。止水法兰焊接在穿墙管件上，然后浇注在模筑混凝土中，必要时在止水法兰根部粘贴遇水膨胀腻子条；双面胶粘带先粘贴在管件的四周，然后再将塑料防水卷材粘贴在双面胶粘带表面，将防水卷材的搭接边采用手工焊接，最后用双道金属箍件箍紧。穿墙管及接地管防水构造如下图3-3-4所示:

图3-3-4穿墙管及接地管防水

3.3.3隧道变断面段防水处理

鉴于截面变化部位结构复杂，断面变化的特点，在变断面处也应设一道防水卷材加强层。先施工两侧断面结构，然后由截面较大的一侧向截面较小的一侧铺设。外防水层无法直接过度连接时，可采用背贴式止水带的方法形成封闭区。变断面向两侧各延伸1m左右范围按先仰拱后拱墙的程序整体浇筑，保证其结构整体性和防水效果。在衬砌结构发生突变的部位，应设置圆弧或大于90度的过渡折线，防止防水卷材被割破。

4结语

重庆轨道交通三号线红旗河沟车站防水施工及二衬模筑后，从车站结构内情况来看，整个车站大跨二衬混凝土面无渗水和湿渍。结构施工缝及变形缝未出现渗漏水现象，防水施工效果良好。得到了业主和监理的一致好评。

通过施工有以下几点体会：

（1）暗挖隧道的防水施工，防水卷材的接缝是隧道防水成功与否的关键，施工过程中必须高度重视原材料的检验、防水卷材搭接长度、焊缝质量等施工工序的检查，以确保防水施工效果。

（2）暗挖隧道变形缝、施工缝是隧道结构防水体系的薄弱环节，做好变形缝、施工缝等细部的防水处理，是防水施工控制的重点。

（3）BAC高分子自粘性橡胶沥青防水卷材是一种土工布和高分子防水层复合一体的新型材料，在隧道防水施工中具有广阔的前景。本隧道的成功应用，为类似工程防水设计与施工提供了宝贵经验。

作者简介

刘建军，男，汉族，四川省内江市人，1975年11月生，四川大学在职本科学历，工程师，国家二级注册建造师，中国建筑第二工程局有限公司长沙佳兆业广场项目总工程师、质量总监。