有关轨道交通地下工程的防水技术探索

摘要：地下工程是轨道交通建设不可或缺的组成部分，而防水工程又是地下工程的一项重要内容，所以，对于轨道交通建设而言，做好地下工程的防水施工便显得尤为重要了。本文将基于轨道交通地下工程的防水技术展开相应的探讨，以期为我国轨道交通建设提供一些有益的参考。

关键词：轨道交通；地下工程；防水技术；探索

中图分类号： U45 文献标识码： A

随着人们出行需求的日益增长，我国城市轨道交通进入快速发展时期。受土地资源紧张等因素影响，绝大多数轨道交通建设涉及地下工程部分。在地下工程施工过程中，尤其要重视并做好防水施工，只有如此，才能为轨道交通的正常运营、安全运营奠定有利的基础。

1.轨道交通地下工程特点

轨道交通建设涉及面较广，不仅具有大型化特点，同时还具有系统化特点，其地下工程可能位于主干道下方，还可能位于住宅建筑的下方，其实际埋置一般不深，绝大多数分布在-10m到-30m这一范围[1]，该深度的地层具有一定的不稳定性，且影响因素众多，如地下水的干扰、降水的干扰以及管道渗水的干扰等。上述影响将会给隧道结构的混凝土带来十分严重的侵蚀和损害。轨道交通地下工程特点可总结为以下几点：1）防水材料应具有优异的耐久性；2）防水设防等级较高；3）柔性防水层工作环境复杂，且施工要求较高；4）地下工程土建工法复杂；5）施工周期较长。

2.轨道交通地下工程的防水技术

2.1钢筋混凝土结构自防水

所谓钢筋混凝土结构自防水技术指的是，选用密实度较高、抗渗性能理想、防水性能良好的混凝土为基础材料（换而言之，不仅要保证其原材料优异，同时还要保证配合比合理），并做好混凝土的全过程管理，主要包括制备环节、运输环节、浇筑环节以及养护环节等。

2.1.1在应用高密实度混凝土的过程中，应尽可能地减少其凝结环节所释放的水化热，从而降低凝结环节中收缩裂缝的发生几率。为实现该目的，可针对原材料控制问题，采取如下措施：1)采用具有低水化热特性的水泥，又或者是通过掺加活性矿物粉料的办法以减少水泥的用量；2）对粗细骨料的级配予以科学控制，从而实现胶凝材料、骨料这二者有机结合的目的；3）对原材料所包含的一系列有害物质(如碱等)进行有效限制。

2.1.2对混凝土配合比进行优化时，关键之处在于控制好胶凝材料以及水的用量。如果胶凝材料用量偏大，则会造成大量水化热生成，不仅如此，还会给骨料的均匀分布带来不利影响。如果用水量偏大，则会造成泌水等一系列不良状况的发生。选择外加剂(如膨胀剂等)的过程中，一方面要考虑如何降低用水量以及如何避免收缩变形，另一方面还应考虑如何保证混凝土的实际施工性能(如泵送性等) [2]。

2.1.3对混凝土进行养护时，应根据配比的不同采取针对性的养护措施，值得一提的是，养护的重点仍集中在保温及保湿这两大方面，差异在于如何满足湿度、温度、养护时间这三大方面的具体要求。

某轨道交通建设过程中，对其地下工程防水混凝土提出了如下要求：水泥主要选用两种，一种是硅酸盐水泥，另一种是普通硅酸盐水泥，与此同时，掺加要求品级的（二级以上）磨细粉煤灰，又或者是经过粒化处理的高炉矿渣微粉等，以在一定程度上减少水泥的用量；对胶凝材料实际用量进行严格控制，使其保持在320 kg/m3到420kg/m3[3]，另外，应控制水胶比不超过0.45；通过掺加减水剂的方法以实现对混凝土施工性能的有效优化，与此同时，在结构关键或者特殊部位的混凝土中掺加一定量的膨胀剂。

2.2地下工程接缝的防水处理

地下工程涉及的结构接缝通常有两种，一种是变形缝，另一种是施工缝（又包括竖向、纵向这两种）。对于明挖结构而言，其纵向施工缝全部表现为水平形式，然而在矿山法结构中，其纵向施工缝可能存在其他走势[4。

采用明挖法施工时，对地下工程接缝所采取的防水处理与常规的地下结构所采取的防水处理类似，一般通过预埋止水带或者注浆管的做法予以实现。为降低变形缝的出现几率，要求止水材料既要能够达成结构变形的相关要求，又要具有理想的止水能力。

如果采用矿山法进行地下结构的施工，考虑到内衬部分混凝土的施工一般需要借助工程台车来实现，所以，若想预埋止水材料，则具有一定的难度。为解决这一问题，施工缝可采用如图1所示的设计。在该防水设计过程中，尤其要注意三个问题，一是遇水膨胀密封胶的问题，二是预埋注浆管的问题，三是上述两者的具置关系。

图3 矿山法施工的地下结构施工缝防水构造

2.2.1遇水膨胀密封胶

现阶段，国家尚未能对其标准进行统一，所以，这一类产品的用法存在一定的差异。在实际应用中，止水材料全部浸入水中的可能性不大，因此，遇水膨胀密封胶无法充分展现其最大的止水性能。因而建议选用那些具有较大体积膨胀倍率的遇水膨胀密封胶。遇水膨胀密封胶应具有良好的缓膨胀性能，这也是其优于同类止水条的一大主要原因。由于简单易行，对混凝土基面没有太高要求，且耗时较短，因而能够有效避免提前膨胀而导致的止水失效问题。另外，应对遇水膨胀密封胶的全程膨胀性能（即体积膨胀倍率由0到100％的整个过程[5）予以检测。值得一提，目前为止，该方面的检测尚未形成统一的标准和方法。

2.2.2注浆管

图1所示的注浆管具有全断面出浆特性。这里的“全断面”指的是沿注浆管环、纵这两个方向的全断面。当注浆管具有全断面出浆特性时，无论施工缝哪一点发生渗漏，均能有效发挥注浆止水这一作用，反之，止水效果则会大幅下降。还应考虑重复注浆问题，这和注浆管没有关系，这是由注浆材料本身所决定的。所以，建议采用具有非固化特性的浆材，又或者是当注浆完成固结后，采用有关措施对管路进行清理，从而实现可重复注浆的目的。

2.2.3二者位置关系

一般做法是，靠近结构内侧设置注浆管，然后于注浆管外侧设置一道遇水膨胀密封胶，如此一来，不仅能够发挥初期防水效果，同时还能控制注浆环节可能发生的浆液跑漏问题。在施工缝中进行注浆管的预埋时，应辅以具有亲水特性的环氧浆材的使用，一方面起到补强结构的作用，另一方面还能起到止水的目的。然而，浆材固结过程往往需要耗用较长的时间，若存在渗漏问题，其固结耗时将会更不理想，因此，建议设置有效的阻浆措施。

2.3地下工程外包防水层

无论从遵守有关地下工程防水施工规范的角度考虑，又或者是从避免腐蚀性降水所带来的不良影响角度考虑，均有必要借助柔性防水卷材以实现全包防水的效果，进而提高轨道交通地下工程的防水效果。在山岭隧道的施工中，塑料防水板的应用较为普遍，其作用主要体现在两个方面，不仅能够将结构的内衬、初衬有效隔离开来，同时还能够保护内衬，起到良好的防水效果。值得一提的是，若地下水情十分复杂，如既受一般裂隙水的影响，又受恒压地下水的影响，那么该条件下防水层的施工不建议采用塑料防水板这种材料。这是因为，一旦采用该种材料，要面对卷材接缝数量多的问题，焊接质量无法绝对保证的问题，以及和内衬结构没有粘结的问题，埋下了严重的渗漏隐患。该条件下，建议选用高分子自粘性橡胶沥青防水卷材，又或者是自粘聚合物改性沥青防水卷材，从而实现理想的外包防水效果。为了进一步强化对施工环节的有效保护，以及对基面要求的有效降低，还应为卷材迎水面附上一层复合无纺布，除此之外，还应对卷材、现浇混凝土这二者的粘结质量进行严格检测和控制。轨道交通地下工程外包防水层的施工中，尤其要重视并做好以下关键部分的施工：1）结构变形缝；2）穿墙管；3）降水井；4）桩头等[6。需要指出的是，在变形缝位置进行防水卷材的施工时，应结合实际采取针对性的隔离措施，以充分满足结构变形的相关要求，另外，在某些节点位置对卷材进行封口处理时，要力求简洁，便于施工，否则将会带来极大的麻烦。

3.结束语

以轨道交通地下工程为目标对象，对其展开相应的防水处理时，应对施工所在地的有关资料进行全面而深入的考察，对当地及其附近地区的常规做法予以统计、整理、分析，进而制定一套科学合理的、针对性较强的防水设计方案，接下来基于设计方案，选用相应的防水材料及防水技术，从而取得理想的防水效果。

参考文献：

[1]张勇,郭劲松.重庆市轨道交通地下工程防水设计概述[J].中国建筑防水,2009,04:30-34.

[2]张勇.四城市轨道交通地下结构防水设计综述[J].中国建筑防水,2010,01:14-19.

[3]郝珺.城市轨道交通地下车站与地下空间统一规划模式的探讨[J].城市轨道交通研究,2010,02:9-13.

[4]苏秋迎.重庆市轨道交通地下站点周边地下空间综合开发利用模式和需求分析[D].重庆大学,2012.

[5]周小华.苏州轨道交通地下车站防水设计[J].中国建筑防水,2011,18:31-35.

[6]陈用伟.轨道交通地下结构防水混凝土设计及控裂措施[J].中国建筑防水,2012,14:19-22.