北京地铁暗挖区间防水施工技术探究

【摘要】为确保地铁结构不渗不漏，满足运营安全和结构使用年限，做好地铁结果永久防水至关重要。本文就北京地铁工程防水原则、防水方法、存在问题及技术措施等作了较详尽的阐述。

【关键词】地下铁路；暗挖区间；防水技术；复合式衬砌

中图分类号：F530.32 文献标识码：A 文章编号：

一、结构防水概括

1、设计原则

1.1、结构防水设计遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。只有在漏水量小于规范要求的前提下，才允许进入主体结构内部的极少量渗水疏排。

1.2、采用钢筋混凝土结构自防水体系，辅以柔性全包防水层的防水体系，多道防线并重，施工缝、变形缝等接缝防水为防水重点。

2、防水标准

区间隧道及连接通道等附属结构的防水等级为一级，顶部不允许滴漏，其他不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000，任意100O防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍最大面积不应大于0.2O。

二、北京地铁某暗挖区间隧道防水措施

北京地铁暗挖矿山法施工的隧道防水采用四道防线：

1、锚喷初期支护混凝土作为第一道防水措施。

2、在初期支护与二次衬砌之间设全封闭防水隔离层作为第二道防线。

3、防水层与二次衬砌之间的回填注浆为第三道防线。

4、模筑防水混凝土衬砌为第四道防线。

三、北京地铁防水施工技术及存在的问题

1、第一道防线---初期支护

地下工程的初期支护为喷射混凝土，由施工工艺的限制，不能进行振捣，钢筋网及格栅钢架中的迎水面钢筋背面常喷不密实，出现空洞。另外，喷射混凝土直接接触岩土面，在开挖面有滴水的情况下，水会增大混凝土局部水灰比，待混凝土凝固后，多余的水分蒸发之后就会形成渗水通路。一般来讲，喷射混凝土可以降低渗水量，但无法完全防住渗水。

2、第二道防线---全封闭防水层

2.1 设在初期支护与二次衬砌之间的全封闭的防水层，采用1.5L厚PVC防水板和400g/O无纺布保护层，材料选型时要求防水板具有较高的强度、延伸性及耐久性。铺设工艺：先对初支基面找平，初支表面凸出钢筋及钢管头要切割掉，摸平，抹上沙浆，另外，要把基面的泥土浮渣清洗干净。

2.2 先仰拱后拱墙环向全断面铺设无纺布,采用钢钉加塑料圆垫片将无纺布钉在初支砼表面,呈梅花型布置。铺设完无纺布后,采用同样的顺序铺设PVC防水板,用热吹风枪将PVC防水板黏合于塑料圆垫片上，再用双缝热熔焊机顺所留接缝搭接部位进行焊接，横向与纵向焊缝接口部位人工补焊。

理论上说,防水板防水的效果应该是很好的，但是防水板的实际效果往往受材料本身质量及施工工艺问题、施工质量等许多因素的制约，存在以下质量问题：

（1）防水板施工中，对不能采用机械焊接的部位（如交叉接点处，破损处），一般采用烙铁或热吹风机融化板材，再用手按压黏接。由于材料熔点较高（>200℃）这样施工的焊缝不可能完全达到密封要求。

（2）由于初支面不能做到完全平整，防水板在施工中又容易被人为破坏（被初支表面硬物或钢筋击穿，被钢筋焊渣烧穿等）

（3）防水板在高水头的静水压作用下，只要防水板有一处破损，地下水就会通过破损处渗入到防水板与二次衬砌混凝土之间。

（4）防水板外侧的无纺布保护层本身是一个导水层，在防水层外侧形成一道透水通路。由于初支与防水板不可能全面密贴，特别是隧道顶部的防水板在两侧受已施工完毕混凝土侧墙的约束，更容易在拱部形成大的空洞。这些空洞在二次衬砌外侧形成透水通道，对排水不利，又使二次衬砌承受较大的外水压力，对结构的安全有一定的损害。

（5）当隧道二次衬砌施工完毕后，如发现渗水现象也无法修补防水板。

3、第三到防线---二衬背后回填注浆

3.1 由于二次衬砌混凝土在凝固后，会产生收缩，这样会造成二衬混凝土与防水板之间有一定的缝隙，如防水板破损，这些缝隙就形成水流通道，直至全断面。此缝隙就由回填注浆来填充。既能起到防水的作用，还能缓冲初支受力后与二次衬砌混凝土之间力的传递。在每个施工缝封闭的防水区域内设置2~3个预埋注浆管，注浆管固定在防水层表面，注浆材料选用水灰比1：（0.4~0.5）的普通水泥浆，在水泥浆中添加2%~3%的微膨胀剂，注浆压力可根据实际情况确定。

4、第四道防线---二次衬砌防水混凝土

防水混凝土是所有防线中最重要的一道，所以防水混凝土质量很关键，防水混凝土的防水质量受配合比、施工工艺、养护条件等施工因素的影响很大。

4.1 防水混凝土施工

混凝土的配合比设计合理，施工操作符合规范，养护得当，可以提高抗渗强度；反之，则在同样材料下，抗渗性能会明显降低。规范中对制作防水混凝土的各个环节，即配合比设计、集料的选用、模板架立、混凝土搅拌、运输、浇注、振捣、养护、拆模、施工缝处理等各工序均有严格规定。

4.1.1 北京地铁二次衬砌结构中，多数采用C40防水混凝土，抗渗等级为P10，采用先仰拱后拱墙的浇注方式，为了混凝土振捣密实，在浇注拱墙台车时，采用插入式振捣棒与附着式振捣器相结合。在拆模后，洒水养护14天，在早期，持续保持防水混凝土表面湿润。

4.1.2 施工缝、变形缝的处理

（1）变形缝

区间隧道变形缝设置在区间隧道与车站、区间隧道与联络通道、人防段两头的接口部位。宽度为2cm。采取以下处理措施：在变形缝部位的模注混凝土外侧设置背贴式止水带，在变形缝部位设置中埋式钢边止水带，变形缝内侧采用密封胶进行嵌缝密封止水，密封胶必须沿变形缝环向封闭。

（2）施工缝

采用背贴式止水带与遇水膨胀腻子条+遇水膨胀橡胶条进行加强防水处理。遇水膨胀止水条固定在施工缝表面预留的凹槽内，后续混凝土浇注前，凹槽外的施工缝表面须凿毛处理，混凝土面必须清洗干净。

4.1.3 但是在施工中，施工缝是最薄弱的环节，造成漏水的施工原因主要为：

（1）施工缝基面不凿毛清洗，或者为了追求基面的毛面效果，灌注混凝土时特意不振捣密实。

（2）基面未清理干净，或虽已清理，但在支模过程中产生的木屑、混凝土残渣又掉落在基面上。

（3）在凿毛的基面上直接安装止水条，造成止水条与基面不密贴。

（4）止水条安装不规范，跑位或者止水条保管不善，安装时已经膨胀完毕。

（5）基面没有洒水湿润或湿润不充分，新浇混凝土部分水分被旧混凝土吸收，从而导致混凝土水化不充分。

四、结语

防水工程是地铁工程的重点工程，对此要从工程的设计入手，施工的全过程的各个环节都要充分重视。开挖过程中注意地下水的变化动态，及时进行防水的处理，作好防水工作中的各个环节，层层设防，每一层都要尽力形成闭合的防水体系，保证各施工环节在无水的条件下操作。加强对防水层施工的质量控制，注意搭接的焊接质量，在防水层施工完成后，要注意对防水层的保护，出现破损及时修补。重点是作好混凝土的自身防水，最大限度的控制开裂和减少混凝土的渗漏，减少施工缝的设置，重视施工缝的处理。在二次浇注混凝土过程中，对混凝土振捣质量，尤其在施工成部位的充分振捣，对隧道最终防水效果影响重大。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，通过以上的措施及注意问题，科学组织精心施工，必能达到有效的防水效果。

参考文献：

1、《地铁设计规范》（GB50157-2003）；

2、《地下铁道工程及验收规范》（GB50299-1999）(2003版)；

3、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；

4、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

5、《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）；

6、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2010）；

7、《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）；

8、《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》（试行）（DBJ01-96-2004）；

9、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；

10、《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）；

11、《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）；

12、《轨道交通工程结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程》（QGD-003-2008）；