地铁车站的综合防水技术

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　　摘 要：地铁车站大部分位于地下，地下结构物的常见问题是渗、漏水，作为公共场所，如果出现渗、漏水，不仅影响美观，最主要的是影响结构物的使用寿命，严重的还会造成伤人、伤物的事故。本文就广州地铁海珠广场车站的施工，谈谈地铁车站的综合防水技术。
　　关键词：地铁车站 综合防水 技术
　　1 概况
　　广州市轨道交通六号线海珠广场站是六号线与二号线的换乘站，位于海珠广场北侧，起义路与一德路～泰康路的交叉口位置；车站场地地貌为珠江三角洲冲积平原，地势低平，距离南侧的珠江约180米，车站长94.4m，基坑标准宽28.6m，标准段深度21.8m，东端基坑最深36.7m.。车站设有两个盾构始发井，其中左线盾构始发井在主体基坑东端范围内，右线盾构始发井单独设置。设有Ⅰ、Ⅱ号两个出入口通道，明挖车站主体结构采用顺作法施工，结构采用防水钢筋混凝土结构自防水与外包式全封闭柔性防水层相结合的防水模式。车站主体结构标准基坑部分为地下三层钢筋砼框架结构，深基坑部分为地下五层钢筋砼框架结构。场区地质条件复杂，自上而下钻探揭露的主要地层为：<1>人工填土，<2-1B>淤泥质土层，<3-1>冲积、洪积粉细砂层，<3-2>冲积、洪积中粗沙层，<5-2>残积粉质粘土、粉土，<6>全风化粉砂质泥岩，<7>强风化粉砂质泥岩，<8>中风化粉砂质泥岩，<9>微风化粉砂质泥岩。地下水类型主要有两种：一种为赋存于第四系土层中的空隙水；另一种是赋存于基岩风化层中裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于粉细砂层（3－1）和中粗砂层（3-2）中，含水层分布局部连续。为了满足工程防水等级要求，施工各个方面进行了严格把关，车站平面布置详见图1－1。
　　2 设计方面
　　2．1 防水等级
　　车站主体结构、出入口通道等防水等级为一级，结构不允许渗水，结构表面无湿渍。车站的风道、风井和盾构始发井的防水等级为二级，结构不允许渗水，结构表面可有少量湿渍，但总湿渍面积不应大于防水面积的6/1000。
　　2．2围护结构防水
　　车站围护结构采用1000mm厚地下连续墙，环绕车站一圈，形成封闭防水结构，地下连续墙三层深24.8m，五层最深达40.3m，地下连续墙分幅槽段长度4～6m，其接头形式采用套铣接头（双轮铣成槽）和燕尾形钢板接头（冲孔桩成槽）及C30 S8防水混凝土灌注。
　　2．3车站主体结构防水
　　车站采用复合式结构，围护结构作为主体结构的一部分，底板采用1.5mm厚PVC防水板，侧墙为直接将防水板和土工布直接铺贴在围护结构墙上，顶板采用2.5mm厚防水涂料，施工缝采用3mm厚镀锌钢板止水带和PVC背贴式止水带，车站防水设计具体详见图2－1。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图2－1海珠广场站明挖结构标准基坑横剖面防水图
　　2．4连续墙接头采用燕尾形钢板
　　海珠广场站冲孔桩成槽的连续墙接头采用的是燕尾形钢板，一期槽段施工中，钢筋笼加工过程中，在钢筋笼的两端分别制作燕尾形钢板，而二期槽段的钢筋笼的两端需加工成“凸”形，下笼时将两端的“凸”形钢筋笼分别嵌入相应的一期槽段燕尾形钢板内，浇筑混凝土后，与新浇注的混凝土形成一整体，通过燕尾形钢板连接，连续墙形成一个封闭的防水体系。
　　3 施工过程中的防水控制
　　3．1 把好第一关
　　 连续墙的施工质量一定要保证。
　　3．1．1控制护壁泥浆指标，防止连续墙混凝土浇注前塌孔
　　一旦塌孔，就会造成墙壁不平整，在吊放钢筋笼时，很有可能继续塌孔，这样在浇注混凝土时，混凝土中就可能夹杂着泥块，降低了混凝土的强度，主体结构开挖时，水就会从此通道渗出，严重时造成地面大塌陷，使墙体失稳。
　　3．1．2地下连续墙水下混凝土浇注前槽底沉渣及泥浆指标的控制
　　泥浆指标为清槽结束后，测定槽底沉淀物淤积厚度不大于10cm，槽底泥浆比重不大于1.15，粘度<28S，含砂率<8%。
　　3．1．3地下连续墙水下混凝土灌注
　　采用导管法进行灌注，灌注混凝土要两点对称，同时灌注混凝土用的导管埋入混凝土内深度应控制在2～6m，浇注混凝土过程中槽口应用钢板覆盖，以免杂物落入槽中。严禁在灌注混凝土的过程中将导管拔出混凝土外。槽中浮渣浮于混凝土面上，灌注到槽顶后，人工将其清理掉，然后继续灌注，灌注高度要高于设计高程1m左右。
　　3．1．4连续墙接头技术
　　连续墙幅与幅之间采用何种连接方式对连续墙的防水质量至关重要，海珠广场站冲孔桩施工的连续墙采用的是燕尾形钢板接头。具体施工方法如下：一期槽段钢筋笼加工过程中，在钢筋笼的两端分别制作燕尾形钢板，并在燕尾形钢板外侧施作一定的防护隔离材料，而二期槽段的钢筋笼的两端需加工成“凸”形，下笼时将两端的“凸”形钢筋笼分别嵌入相应的一期槽段燕尾形钢板内，这种接头形式就叫做燕尾形钢板接头。二期槽段成槽过程中需将一期槽段燕尾形钢板上的防护隔离材料清刷干净，这样二期槽段的钢筋笼能与相邻槽段有效相接。其接头构造见图3－1和图3－2。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图3－1燕尾形钢板接头构造图
　　
　　图3－2燕尾形钢板接头构造图
　　3．2施工缝的防水措施
　　施工缝的施工一定要加倍留心，稍不注意，施工缝就会成为渗漏的通道。大多数的渗漏问题多与施工缝有关，可见施工缝的施工非常重要。
　　3．2．1施工缝的留置位置
　　地铁车站由于较长，一次浇注主体结构混凝土不易做到，目前还没有一次浇注完整个地铁车站主体结构的历史。原则来说，施工缝应该尽量少，因为施工缝若处理不当，就会形成渗漏水通道。考虑施工难度、混凝土浇注量、浇注时间，同时考虑混凝土的干缩裂缝的形成，海珠广场车站主体结构分段施工长度沿纵向为15～25m左右，水平缝三层标准基坑分为6道，分别为底板以上30cm、中板以下30cm、中板以上30cm、顶板以下30cm，水平施工缝的位置见图3－4。
　　
　　
　　
　　
　　
　　图3－4 水平施工缝的设置
　　3．2．2施工缝的设置
　　环向和水平施工缝中部采用镀锌钢板止水带，钢板厚3mm，宽300mm，同时施工缝（除顶板外）的外侧加设背贴式止水带。并在车站结构顶板和站厅层侧墙的施工缝及不同结构的接口部位设置可重复注浆管。
　　3．2．2．1镀锌钢板止水带的埋设方法
　　镀锌钢板止水带贴合面四边采用满焊相连，镀锌钢板止水带燕尾朝向为：顶板朝上，底板朝下，侧墙施工缝朝向迎水侧。钢板止水带的接头均采用焊接接头，有半边止水带埋于第一次浇注的混凝土中，另一半在下一次浇注混凝土过程中完全埋入。当浇注下一次混凝土前，已将半边止水带埋住的混凝土必须进行凿毛，浇注混凝土前将混凝土面湿润，浇注混凝土过程中，将振动棒斜向插到止水带下方使止水带下方的空气全部排出，使止水带与混凝土接触密实。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图3－5 水平止水带的埋设方法
　　
　　
　　3．2．2．2 背贴式止水带的埋设方法
　　在施工缝的外侧背贴式止水带，施工方法如下:
　　1）采用不透水粘贴的方法，将其设置在两处施工缝的正中央，将背贴式止水带固定在施工缝处的防水板上，并确保埋入先浇、后浇砼内厚度各为1/2。
　　2）先期施工的混凝土绑扎钢筋时注意保护防水板，保证止水带平整，并用木模抵住止水带端部，防止止水带在砼浇筑过程中不发生卷折或翘起。并注意在混凝土等强过程中用湿麻布加薄铁皮遮盖保护已安设的止水带。

　　3．2．2．3 施工缝要凿毛，浇注混凝土前用高压风、水将止水带内外侧的沉渣杂物冲洗干净，封模前施工缝表面不得有明水。
　　3．2．2．4主体结构横向施工缝位置要避免与连续墙接缝重合
　　连续墙接缝为防水薄弱环节，因此主体结构横向施工缝的位置一定要避开连续墙接缝。这在划分主体结构施工段长度时要进行考虑。
　　3．3重视混凝土的养护，防止裂缝的产生
　　3．3．1加强混凝土的养护，防止混凝土裂缝的产生
　　混凝土的裂缝大多在混凝土浇注后未达到其设计强度前发生，主要是因为此时混凝土的抗拉强度小于拉应力。解决的办法着重从控制温升，减少温度应力方面采取一系列技术措施。但是这些措施不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，必须结合实际全面考虑合理采用。养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。
　　保温的目的有两个，其一是减少混凝土表面的热扩散，较少混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝，其二是延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料松弛特性，使平均总温差对混凝土产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝；潮湿养护的作用是首先刚浇灌不久的混凝土，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面的脱水而产出干缩裂缝；其次混凝土在保温及潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土极限拉伸和抗拉强度，早期抗拉能力上升很快。
　　3．3．1．1 合适的天气可以减少混凝土的养护工作
　　浇注混凝土尽量选择在夜间进行，主要是因为白天气温较高，混凝土浇注完成后水分蒸发较快。在浇注混凝土前一两天，要听天气预报，当发现即将有大雨大风天气时，混凝土的浇注工作要暂缓。因为在大风天气时，大风加快了混凝土表面的水分蒸发，使混凝土表面失水：大雨天气会增加混凝土的水灰比，使后期的干缩增加，易形成裂缝。
　　3．3．1．2合适的天气可以减少混凝土的养护工作
　　 一方面高性能混凝土的使用让混凝土的水化热降低，但依然要注意混凝土的内外温度梯度过大。在冬季施工时，采取模板外侧设蓬布或搭设暖棚。大风大雨天气要进行覆盖，防止热量通过模板急剧散发，造成混凝土表面温度急剧下降，形成温度裂缝。
　　3．3．1．3养护措施
　　立柱、内衬墙用麻袋和塑料薄膜压紧覆盖，以防水分蒸发。顶板有条件的采用蓄水养护。底板、中板洒水养护。凡是洒水养护的地方，均有专人负责洒水，保证混凝土始终处于潮湿状态。
　　3．3．1．4改进混凝土浇灌工艺，使水化热的集中散放时间间隔开
　　 混凝土的浇注速度要慢，内衬墙采用水平分层的方法，从一端向另一端浇注，每层浇注高度为50cm左右，底板（厚度100cm）分两层浇注，每层高度50cm，顶板（厚度80cm）分两层浇注，中板（厚度40cm）一次浇注。但是分层浇注时要注意前层混凝土初凝以前浇注下一层混凝土。
　　4结束语
　　地下车站防水技术是一个综合技术，要从设计、施工、监测各个方面进行把关，从细节入手，忽视了任何一个细节都可能留下后患，给后期的防水处理增加了困难，因此地铁车站的防水需要设计、监理、施工单位、业主各方的配合，只有这样才可以完成一个滴水不漏的车站。
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