北京天津南京广州深圳地铁防水调研

1、地铁工程防水设计情况调研地铁防水是地铁建造质量的重要环节，防水的好坏关系到地铁的使用性、耐久性、安全性，这就要求地铁需具有良好的防水性能，在西安地铁即将开始大规模建设的关键时期，有必要认真总结以往西安地铁地下工程防水工程实践中的经验教训，为后续线路的建设提供参考。2012年7月21日至8月1日，课题组组织研究成员赴北京、天津、南京、广州、深圳考察当地的地铁建设防水情况，并与相关的设计与建设单位具体人员进行了技术交流，取得了一定的考察成果。现将此行取得的主要考察成果报告如下：一、各城市地层、防水材料调研1 北京地铁防水材料调研1）北京地铁穿越地质与地下水情况北京地区位于华北平原北部边缘，北部、西

2、部为山区，属于燕山山脉。大地构造位置位于祁吕贺山字型构造东翼反射弧南翼，新华夏系第二沉降带与第三隆起带之间，构造主要受新华夏系控制。构造总体走向以北东、北西方向为主。沉积物在垂直方向上由粘性土、粉土、砂类土、碎石类土交互沉积而成，沉积韵律较为明显，在水平方向上从上部地带到前缘地带由粗到细纵向分布。北京平原地区第四系地层中的松散岩类孔隙水按埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水仅在部分地区分布，且分布不均、水位高低变化很大。主要接受大气降水、灌溉水、生活废水和自来水、雨水、污水等地下管线渗漏的垂直补给，不同地段，含水层的渗透系数相差很大，补给方式和补给量悬殊较大。以蒸发、向下越流补给潜水和

3、人工抽降地下水的方式排泄。常水位在地下6米左右。2）北京地铁早期防水材料设计北京地铁早期主要使用的防水材料为沥青布，现场需采用热沥青涂刷，污染较大，后来取消； 3）北京地铁近期防水材料设计复八线采用双层改性沥青防水卷材，主要是3+4和4+4，在大望路站（八王坟）采用塑料防水板，串水较为严重。在十三号线中主要采用SBS改性沥青防水卷材和塑料防水板，暗挖车站采用乙烯-沥青共混聚合物（ECB）；五号线开始使用膨润土防水毯，四号线、十号线、亦庄线、十五号线东段、八号线、机场线等侧墙和底板基本是膨润土防水毯和SBS改性沥青防水卷材共存，顶板主要采用单组分聚氨酯防水涂料；新建线路中，七号线、十四号线、八号

4、线南段等渐渐引进两种预铺式卷材，十四号线部分明挖车站侧墙及底板采用沥青基聚酯胎预铺防水卷材，七号线部分车站采用高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材。暗挖区间主要采用EVA防水卷材。目前，北京地铁车站逐步淘汰SBS改性沥青防水卷材，特别是四环以内车站，主要的防水材料是沥青基聚酯胎预铺防水卷材和膨润土防水毯。矿山法区间均采用1.5mm厚的EVA塑料防水板，辅以注浆防水系统及分区防水系统。盾构法区间隧道采用的防水材料全国基本一致，接缝采用三元乙丙橡胶弹性密封垫，嵌缝采用氯丁胶乳水泥，手孔及吊装孔采用微膨胀水泥封孔。4）北京地铁防水细部构造细部构造防水主要是变形缝、施工缝的防水处理，北京的细部构造防水也经历了

5、几个阶段，最初采用止水带，后来在施工缝位置采用膨胀止水条，随着新材料的发展和应用，出现膨胀止水胶，经过实践的检验，目前，细部构造处缝的处理效果最佳的依然是止水带。止水带的选择上也经历了带注浆管的橡胶止水带，钢边橡胶止水带等不同的材料，由于带注浆管的橡胶止水带在施工中较难固定，目前大多采用钢边橡胶止水带，水平施工缝采用钢板止水带。5）北京地铁站设缝情况北京地铁站早期根据混凝土结构设计规范设置了较多的变形缝，在变形缝处往往漏水较为严重，在不断的探索中，目前车站基本设12道变形缝，长度较短的车站取消变形缝。施工缝一般为1218m。2 天津地铁防水材料调研1）天津地铁穿越地质与地下水情况地层情况：天津

6、地区主要为冲积平原，皆为新生界沉积层覆盖，以陆相沉积为主。第四纪晚期受海进海退影响，形成了海陆交互相沉积层。岩性组成以填土、淤泥质土、粘性土、粉土和粉砂为主，属于软弱中软土；天津地区地下水位总体较高，存在微承压水。 地层分布自上而下依次为：人工填土，新近沉积层，第陆相层，第I海相层，第陆相层，第陆相层，第海相层，第陆相层，第海相层。 (1) 新近沉积层以淤泥质粉质粘土、淤泥、粉土为主；（2）第陆相层以软塑可塑状粘土、粉质粘土为主，层底埋深4-7m；（3）第I海相层由灰色粉土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土组成，层底埋深12-16m；（4）第陆相层的湖沼相沉积层以粉质粘土为主，厚度一般小于2m，粘性土

7、为相对隔水层；第陆相层的河床-河漫滩相沉积层以粉质粘土、粉土为主，层底埋深18-20m，上部粘性土为相对隔水层。（5）第陆相层以黄褐色粉质粘土、粉土为主，可塑-硬塑，局部加粉细砂和粘土透镜体。 地铁地下段主要位于第陆相层，第I海相层和第陆相层中，局部位于第陆相层。 水文地质条件：地铁地下段工程主要位于浅层地下水。其中上层滞水埋深为0.5m左右，第四系空隙潜水的水位埋深一般为0.52.5m，年平均地下水位埋深为1.61.8m，年变化幅度0.8m。潜水层一般埋深为1215m。赋存于第陆相层及以下粉砂和粉土中的地下水具有微承压性，一般埋深1270m。2）天津地铁防水材料设计天津地铁1号线2002年开

8、工改造，改造时发现既有三站四油防水层完整性较好，防水也效果不错。新设计线路中，天津地铁2，3号线采用全外包防水附加防水层，防水材料采用4mm厚SPTBAC双面自粘防水卷材（属于高聚物改性沥青防水卷材类型），部分车站采用反应性自粘型高分子防水卷材。在建的5、6号线考虑天津地质的特殊性，采用雨衣式防水，即顶板侧墙采用改性沥青防水卷材，底板不设置附加防水层，底板仅考虑施工缝、变形缝的细部节点防水。3）天津地铁站设缝情况天津地铁位于软土地区，明挖结构基本沿袭上海地铁设置诱导缝习惯做法，诱导缝的设置原则按照地铁规范执行，诱导缝处防水做法与变形缝近似。车站施工完成后，渗漏水也主要表现在设缝位置，因此调研中

9、建议取消或尽量减少设置诱导缝和变形缝。3 南京地铁防水材料调研1）南京地铁穿越地质与地下水情况南京地铁三号线处于三岗两坳区，上第三系雨花台组砂砾石层和第四系上更新统下蜀组粉质粘土，主要分布在高岗阶地区，厚度变化较大，土体厚度变化在320m之间，岗间坳地区为粉质粘土及淤泥质粉质粘土，长江谷平原区和秦淮河河谷平原区则主要为全新统冲积-冲湖积相的淤泥质粉质粘土、粉土，长江古河道区主要为粉细砂、细纱和含砾中粗砂、粗砂砾石层。地下水类型主要为松散岩类孔隙水，其次为基岩水。潜水位埋深受地形控制，岗地区水位埋深35m，长江及秦淮河河谷平原区地势低洼，水位埋深一般在1.01.5m之间，微承压水主要分布在长江及

10、秦淮河河谷平原区含水层主要由第四系全新统冲积砂层组成。2）南京地铁防水材料设计在近期建设地铁线路中，3号线、10号线、4号线车站在地下水丰富，水位较高的车站采用1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材。其他车站采用沥青基聚氨酯防水卷材。3）南京地铁车站设缝情况目前，南京地铁车站设计，考虑地面温度的变化对地下结构影响较小，特别是当覆土较厚时，基本无影响，因此对一般标准站，通常小于200m车站，采取不设置温度伸缩缝，为解决施工期间的混凝土裂缝，车站除设置施工缝外，设置间歇式膨胀加强带，间歇时间可控制为14天。个别超长车站设置了诱导缝，如浮桥站400m长，设置1道诱导缝。南京地铁矿山法区间均采用1.5

11、mm厚的EVA塑料防水板，辅以注浆防水系统及分区防水系统。4 广州地铁防水材料调研1）广州地铁建设情况广州地铁2020年线网规模有19条线路，运营里程达802公里。目前，广州累计建成开通轨道交通线路8条，运营里程达236公里。正在建设的线路包括6号线、9号线、广佛线后通段等。2）广州地铁穿越地质与地下水情况广州地铁地层变化大，地铁穿越的地层有花岗岩残积土、砂层、淤泥、溶岩等。广州地区降雨量充沛、地下水丰富，地下水位一般在地面下2米左右，地下水赋存有两种情况：一是第四系孔隙水，主要赋存于中粗砂层中，由大气降水和珠江水系补给；二是基岩裂隙水，主要赋存于强风化、中风化泥岩之中，裂隙发育，渗透系数大，

12、属中强透水层。3）广州地铁防水材料设计广州地铁大量采用塑料防水板作为附加防水层。新线明挖结构顶板采用2.5mm厚优质聚氨酯防水涂料，采用100mm厚细石混凝土作保护层。围护结构与主体结构分离式的结构型式，侧墙采用2mm厚优质聚氨酯防水涂料，采用24砖墙作保护层。围护结构与主体结构密贴式的结构型式，侧墙采用1.5mm厚EVA防水板，用无纺布和临时保护板作保护层。底板采用1.5mm厚EVA防水板，采用50mm厚细石混凝土作保护层。广州地铁暗挖隧道附加防水层采用1.5mm厚PVC防水板+400g/m2无防布。4）广州地铁车站设缝情况 广州地铁车站在出入口通道、风道与主体结构之间设变形缝，由于广州地区

13、温差较小，车站主体结构不设伸缩缝，在车站纵向设施工缝，施工缝间距12m24m左右。5 深圳地铁防水材料调研1）深圳地铁建设情况深圳地铁2030年线网规模有16条线路，运营里程585公里。目前， 深圳地铁已开通运营罗宝线、蛇口线、龙岗线、龙华线、环中线5条线路共178公里（一、二期工程）。正在准备建设6号、7号、8号、9号、11号5条线路（三期工程）。2）深圳地铁穿越地质与地下水情况深圳地铁地层变化大，地铁穿越的地层有海积软土层、人工填海层、第四系全新统人工堆积层、微风化球状体地层、震旦系花岗岩，岩层起伏较大、地层软硬不均，局部地层上软下硬，并存在大量孤石，地质条件十分复杂。深圳地区地下水丰富，

14、地下水位一般在地面下27米左右，地下水赋存有第四系孔隙水和基岩裂隙水两种情况。3）深圳地铁防水材料设计深圳地铁一、二期工程有两种防水模式:一种是结构自防水和全包防水层相结合的防水模式；另一种是只靠结构自防水的防水模式。深圳地铁一、二期工程实践证明：采用结构自防水和全包防水层相结合的防水模式优于单一性只靠结构自防水的防水模式。在近期建设地铁线路中，明挖结构侧墙采用复合墙形式全包防水，防水层采用1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材。深圳地铁暗挖隧道附加防水层采用1.5mm厚PVC防水板+350g/m2无防布。4）深圳地铁车站设缝情况 设缝情况与广州地铁类似，纵向施工缝间距控制在16m以内。二、西

15、安地铁既有线防水材料设计1西安地铁地铁穿越地质与地下水情况西安市位于渭河冲积平原关中平原的中部，南依秦岭、北跨渭河，地势东高西低，中间高南北两侧低，平均坡降约25，局部黄土梁洼区，坡降较大。境内自然地貌形态多样，自北而南涉及渭河及其支流冲积、冲洪积平原、黄土台塬、秦岭低、中、高山等多个地貌单元。 西安市地下水主要赋存于第四系松散堆积层中，依据地下水的赋存条件和水力特征，分为潜水和承压水两类，承压水根据埋藏深度及水力特征分为浅层承压水和深层承压水两种。西安地铁地下结构主要位于潜水含水层中，潜水含水层主要由Q4al、Q2-3al+pl砂、砂砾石、卵砾石层及Q2-3eol黄土组成，隔水底板埋深一般在

16、 3050m，个别地段达80m左右。水位埋深一般介于1020m，渭河一、二级阶地潏河一级冲洪积阶地一带水位埋深小于10m，渭河河漫滩水位埋深小于5m。2 西安地铁一二三号线防水材料设计西安地铁一二号线明挖结构侧墙底板和矿山法区间均采用4mm厚高聚物改性沥青自粘卷材，明挖结构顶板采用2.5mm厚单组分聚氨酯涂料。在细部节点设计上一号线借鉴二号线的实际施工经验，增加了底板防水卷材的保护层，在三号线设计中明挖结构依然采用4mm厚沥青基聚酯胎预铺防水卷材（高聚物改性沥青类）。矿山法区间结合其他地区及一二号线施工经验，将附加防水层修改为1.5mm厚EVA塑料防水板，暗挖车站采用2.0mm厚ECB塑料防水

17、板。3 西安地铁明挖车站设缝情况西安地铁明挖车站主体结构通过设置诱导缝，防止车站在修建后不致因温度变化等各种原因产生过大的纵向内力而引起横向裂缝，同时又能控制好车站的纵向变形，保证列车的正常运行。根据二号线实际漏水点查看，在施工缝、诱导缝、变形缝处容易漏水。一二号线车站一般均设置两道及以上诱导缝，个别长短很短的车站未设置诱导缝，如万寿路站。三、借鉴和思考1 防水材料的选用通过对北京、天津、南京、广州、深圳地铁的防水调研表明，国内大部分明挖车站顶板均采用单（双）组分聚氨酯涂料，侧墙、底板采用高聚物改性沥青类防水卷材，目前，对水位较高的车站，聚乙烯自粘胶膜防水卷材是个不错的选择。矿山法区间主要采用

18、EVA防水板。针对调研结果，可在三号线车站中选取水位较高车站采用聚乙烯自粘胶膜防水卷材作为防水试验研究。如延兴门站。2 各城市地铁车站设缝情况 考虑到车站较长，温度应力显著，部分地区车站依然通过设置变形缝(北京)，诱导缝（上海、天津、西安、南京超长车站）来解决温度变化引起的混凝土收缩，考虑到地下结构受温度变化影响较小，部分车站通过设置补偿膨胀带（南京）、后浇带（重庆、成都）等解决施工期间的混凝土收缩。 结合调研结果，考虑各地区温度差异及车站覆土情况，可在西安地铁三号线车站中选取水位较高、长度适中的标准站进行防水试验研究，如延兴门站可考虑取消诱导缝，仅通过设置施工缝、膨胀加强带和加强分布筋来解决的混凝土收缩。另外，还可选择水位较低的一个标准站仅设置施工缝和加强分布筋来解决混凝土的收缩，如丈八北路站。3 对附加防水层设置的思考天津地铁在新线车站设计中，车站防水设计采用“穿雨衣