关于地铁建设之地下结构防水施工技术的应用探讨

关于地铁建设之地下结构防水施工技术的应用探讨

【Summary】

城市地铁的地下结构防水应遵循"以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理"的原则。本文重点介绍了车站施工中采用明挖法主体结构是如何使用防水钢筋混凝土和全包柔性防水层组成进行地下结构的防水处理。【Keys】

底板和侧墙防水施工；顶板防水施工；镀锌钢板止水带施工；注浆管施工方法及要求；变形缝防水施工。一、引言车站主体结构为双层三跨局部三层四跨（五跨）矩形框架结构，采用明挖法施工。采用防水钢筋混凝土和全包柔性防水层组成的双道防水防线。1）结构自防水：主要是在混凝土中加入抗渗剂，防水混凝土抗渗等级应根据工程埋置深度确定，抗渗等级≥P8。2）外包柔性防水层：在主体结构与围护结构之间设柔性防水层，为保证防水的施工质量，主体结构外采用柔性全包防水卷材防水，不采用涂料防水。二、底板、侧墙防水施工基坑开挖至基底后，进行精确的抄平放线，在基底表面铺150mm厚的C20素砼垫层，底板与侧墙阴角处设置100×100mm水泥砂浆倒角，垫层表面用原浆抹平，不允许有局部突出的尖硬物存在。待C20素砼垫层强度、干净、干燥程度达到要求时，开始铺设高分子铺设完毕，经检查合格后，在其上铺设一层50mm厚C20细石砼保护层。侧墙防水层施工采用高分子（自粘）防水卷材施工，外侧为钻孔桩喷混基面找平层，内侧为防水钢筋混凝土侧墙。底板防水：C20细石混凝土厚150mm→柔性防水层→C20细石混凝土厚50mm→C35防水钢筋混凝土底板。侧墙防水：水泥砂浆找平层厚20mm→柔性防水层→C35防水钢筋混凝土侧墙。三、基面处理1）底板和侧墙附加防水层施工时铺设防水层的基层表面不得有排水，否则应进行堵漏处理。底板垫层采用自找平处理，侧墙围护结构基面找平层表面应平整，其平整度采用2m靠尺进行检查，直尺与基层的间隙不超过5mm，且只允许平缓变化。2）基面应洁净、平整、坚实，不得有疏松现象，同时对存在少量积水拖擦干净。3）底板及下翻梁阴阳角部位均采用1:2.5水泥砂浆倒角，阴角可以做成5cm×5cm的倒角。阳角可采用水泥砂浆圆顺处理，R≥30mm。4）对侧墙欠挖的部分用风镐凿除。对穿出基层的钢筋头等金属尖锐物应切除并用砂浆抹平。墙面局部平整度应符合D/L≤6（D为两凸面凹进去的深度，L为表面相邻两凸面间的距离）。基面局部渗漏处，应在防水施工前进行封堵或引排。基层面阴、阳角和棱角部位需用砂浆抹成圆弧，圆弧半径100mm。四、防水卷材施工防水卷材应选择专业队伍，严格按技术规范及厂家要求进行施工，防水卷材的铺设应规整。高分子（自粘）防水卷材与卷材之间搭接宽度100mm（长边与短边），搭接部位应主材搭接，并结合材料的特点，保证搭接可靠，搭接部位再用双面自粘性胶条封缝,封缝宽度80mm，厚1.2mm。施工过程中须注意保护防水卷材免受损坏，底板在铺贴完成后要及时施作保护层，再进行钢筋绑扎；侧墙钢筋电渣压力焊时，要用薄钢板或石棉瓦进行遮盖，以防飞溅火花熔蚀卷材。如发现防水板遭受破坏，应及时进行修补。

1）铺设底板及侧墙防水层前，首先沿阴、阳角部位铺设拐角加强层卷材，加强层卷材宽度为250mm。防水层采用单面粘预铺式卷材，靠近底板垫层及围护桩面一侧为非粘结面（PE面），与结构外表面密贴面为有隔离膜面（粘贴面）。

2）侧墙防水层采用机械固定法固定于围护桩表面，固定点距卷材边缘2cm处，钉距不大于50cm。钉长不得小于27mm，且配合垫片将防水层牢固地固定在基层表面，垫片为宽度不小于2cm的金属压条，厚度为2.0mm；底板除阴阳角等特殊部位需要机械固定外，大面防水层可直接搭接。

3）相邻两幅卷材搭接宽度100mm，将钉孔部位覆盖住。要求上幅压下幅进行搭接。

4）底板防水层铺设完毕，在绑扎钢筋前，除掉卷材的隔离膜，及时施做50mm厚C20细石防水混凝土保护层。侧墙防水层应采取临时保护措施确保防水层不受破坏。

5）防水层破损部位应采用双面粘同材质材料进行修补，补丁满粘在破损部位，补丁四周距破损边缘的最小距离不小于100mm。6）卷材末端及切口处搭接，应使用专用胶带封口。五、底板与侧墙阴角施工底板与侧墙阴角处、底板及侧墙施工缝处设防水卷材加强层，加强层竖向250mm，水平方向250mm，具体见图2-11。图2-11主体结构底板与侧墙节点防水图六、顶板防水施工顶板防水层施工采用非焦油聚氨酯防水涂料施工，下方为C35防水钢筋混凝土顶板，上方为350#纸胎油毡隔离层、80mm厚C20细石混凝土保护层。七、基面处理1）顶板结构混凝土浇筑完毕后，应反复收水压实，使基层表面平整，其基层表面平整，用2m靠尺进行检查，直尺与基层间隙不超过5mm，且只允许平缓变化。2）基层表面的气孔、凹凸不平、蜂窝、缝隙、起砂等，应修补处理，基面必须干净、无浮浆、无水珠、不渗水；当基层上出现大于0.3mm的裂缝时，应骑缝各100mm涂刷1mm厚的聚氨酯涂料防水加强层，然后设置聚氨酯布增强层，最后涂刷防水层。3）所有阴角部位均应采用100×100mm的水泥砂浆进行倒角处理，阳角做成R≥10mm圆角。4）每段施工前，再次进行板面整修，清除表面积水，有明显湿污渍处用喷灯烤干；并将棱角处尘土吹净。5）基层表面的突出物从根部凿除，并在凿除部位用聚氨酯密封胶刮平压实；当基层表面出现凹坑时，先将凹坑内酥松表面凿除后用高压水冲洗，待槽内干燥后，用聚氨酯密封胶压填充实。八、顶板防水层施工1）基层处理完毕并经过验收合格后，先在阴阳角和施工缝等特殊部位涂刷防水涂膜加强层，加强层厚1mm，加强层涂刷完毕后，立即粘贴16—20目的耐碱玻纤网格布胎体增强层，严禁加强层表干后再粘贴增强层材料。2）加强层实干后，开始涂刷大面积防水层，防水层采用5道涂刷，上下两道涂层涂刷方向互相垂直，当涂膜表面完全固化后，才可进行下道涂膜施工。3）聚氨酯涂膜防水层施工完毕并经过验收合格后，应及时施做防水层的保护层，平面保护层采用80mm厚的细石混凝土，在浇筑混凝土前，需在防水层上覆盖一层350#的纸胎油毡隔离层。立面防水层采用厚度不小于10mm的聚乙烯泡沫塑料进行保护，砖墙保护后用M10水泥砂浆封边。九、顶板与侧墙阳角施工顶板与侧墙阳角处侧墙防水卷材翻至顶板长度不小于1.0m，阳角位置打聚硫密封膏，具体见图2-12。图2-12

主体结构顶板与侧墙节点防水图十、施工缝防水施工主体结构施工缝采用3mm厚300mm宽的中埋式镀锌钢板止水带和涂刷水泥基渗透结晶型防水材料进行加强防水处理，并预埋注浆管注浆防水。十一、施工缝凿毛处理施工缝混凝土必须达到2.5MPa强度后凿除混凝土表面的水泥砂浆和松软层，充分湿润，但不得有积水；根据需要将混凝土表面凿毛，凿毛深度5~10mm，凿毛痕的间距为30mm左右，凿毛率不小于90%。施工缝表面按要求进行凿毛后，清理干净的凿毛面应坚实、干净，无浮灰，浮浆、油污、反碱、起皮、疏松部位等。施工缝表面如出现0.3mm的裂缝，应沿缝凿成U型槽，槽深不小于20mm，槽宽不小于20mm，然后用刚性封堵材料封严。十二、水泥基渗透结晶施工

水泥基渗透结晶型防水材料涂刷在施工缝混凝土表面，用量1.5kg/m2。采用双层涂刷，两层之间的时间间隔根据选用材料的养护要求确定，一般宜为24~48h。

1）基层表面应坚实、干净，无浮灰、浮浆、油污、反碱、起皮、疏松部位。施工缝表面应按规范要求进行凿毛并清理干净。混凝土表面的脱落剂应清理干净。

2）基层表面应无积水，涂刷前，基层表面应保持湿润。

3）施工缝表面如出现0.3mm的裂缝，应沿缝凿成U型槽，槽深不小于20mm，槽宽不小于20mm，然后用刚性封堵材料封严。

4）施工工艺

（1）水泥基渗透结晶防水材料可根据不同部位的施工缝（水平或垂直）可采用干撒法、涂刷法或喷涂法施工。

（2）采用涂刷法或喷涂法施工时，应分两道均匀涂刷，两道之间涂刷方向宜垂直，每道涂刷后，应根据选用材料的使用说明进行养护。

（3）采用涂刷法或喷涂法施工时，如基层干燥，则应进行充分润湿；如环境温度过高，涂层干燥过快时，会造成涂层材料缺水，水化反应进行不完全达不到相应的强度，甚至造成粉化。因此应及时适当喷雾湿润，使涂层水化反应充足，以提高涂层的粘结强度和渗透性。

5）注意事项

（1）涂层应均匀，不得漏涂。

（2）雨前2h不得涂刷作业。

（3）应尽量避免高温（宜为5~25度环境温度）施工。

（4）涂层未实干前不得触碰或上人。十三、镀锌钢板止水带施工施工缝止水带埋设位置要准确，符合图纸要求，施工过程要注意保护，使其免受损害，混凝土浇筑前要清除表面污物，并固定牢靠。1）施工缝中部设置300mm×3mm镀锌钢板止水带，并在施工缝的外侧加设外贴式卷材加强层，宽度500mm。止水带接缝应严密连续，不得断开。2）垂直施工缝浇注混凝土前，应将其表面清理干净，再涂刷混凝土界面处理剂、水泥基渗透结晶型防水涂料等材料，并应及时浇筑混凝土。3）水平施工缝不宜留在剪力与弯矩最大处或板与侧墙的交接处，宜设于底板斜托与侧墙结合面以上200mm处、顶板斜托与侧墙结合面以下200mm处、各层楼板与侧墙结合面上下200mm处。墙体有预留孔洞时，施工缝距孔洞边缘不应小于300mm。4）止水带固定在结构钢筋上的间距不得大于400mm，固定应牢固、可靠，不得出现扭曲、变形现象。5）止水带两端弯曲向上为正面，止水带正面朝向底板顶部、顶板顶部及侧墙背水面。十四、注浆管施工方法及要求

注浆管均指全断面注浆管,外径φ12mm，注浆管内径φ8mm，专用固定件固定在施工缝表面。注浆管的安装长度每段不超过6m，并在两端安装引出注浆导管。注浆导管引出混凝土结构外长度不小于150mm。注浆管应紧密粘贴在先浇筑混凝土基面上。中板施工缝不需要设置注浆管。

1）安装注浆管的施工缝表面应坚实、平整，不得有浮浆、油污、疏松、空洞、碎石团等，否则应予以清除。

2）注浆导管与注浆管连接应牢固、严密。导管末端应临时封堵严密。3）注浆管宜设置在结构中线位置，任意一侧混凝土的厚度不得小于100mm。

4）安装注浆管范围的基层可不凿毛，并保持平整，必要时采用防水砂浆进行局部找平，以确保注浆管任何部位均与施工缝表面密贴，并确保注浆管不得有悬空部位。注浆管的固定间距宜为200~300mm，固定应牢固、可靠。

5）注浆管采用搭接法连接，搭接宽度宜为20~30mm（即有效出浆段长度），搭接部位必须与基面牢固固定。

6）注浆管的转弯半径不宜小于150mm，转弯部位应平缓，不得出现折角。

7）注浆导管埋入混凝土内的部分至少应有一处与结构钢筋绑扎牢固；注浆导管引出混凝土外部的长度不小于150mm；注浆导管引出端应设置在方便的，易于接近的部位。注浆导管任意部位均不得出现挤扁或直弯，以免影响浆液的流动，导管开孔端应临时封堵，以免异物进入。

8）注浆管破损部位应割除，并在割除部位重新设置已经安装好注浆导管的注浆管，并与两端原有注浆管进行过渡搭接。

9）在注浆管附近绑扎或焊接钢筋作业时，应采用临时遮挡措施对注浆管进行保护。十五、特殊部位防水施工特殊部位主要包括变形缝、降水井穿通防水层、接地线穿通防水层、穿墙管穿通防水层、车站与明挖区间及出入口的连接等。特殊部位防水是结构防水的薄弱环节，对此处理的好坏将会直接影响结构整体的防水质量，因此须认真做好连接部位的防水施工。

十六、变形缝防水施工由于结构不同刚度、不均匀受力及考虑到砼结构胀缩而产生的结构缝隙，位于断面发生变化处、各出入口衔接处设臵，是防水处理也是结构自防水中的关键环节之一。变形缝的宽度为30mm，变形缝采用钢边橡胶止水带和外贴式橡胶止水带。钢边橡胶止水带必须为中孔型，止水带宽度35cm，橡胶厚度10mm，钢板为镀锌钢板，厚1mm。外贴式橡胶止水带宽度35cm，高度30mm。区间隧道一般情况下不设变形缝，但在地质和断面发生较大变化处应设置变形缝。1）首先安设橡胶止水带，安设位置要准确，其中间空心圆环与变形缝中心线重合并安设到防水钢筋混凝土衬砌厚度的1/2处。做到平、直、顺。止水带之间连接橡胶采用粘结法，钢板采用焊接，要求连接缝严密牢固，钢边橡胶止水带两侧钢板应设置预留孔，预留孔间距250mm，两侧错开布置，以便用铁丝穿孔和钢筋固定牢固。2）一侧混凝土达到强度后拆模，拆模时防止破坏钢边橡胶止水带，在变形缝的缝间填设聚苯板，要求填缝紧密、平直，应与设计缝宽相同。3）拆模后，清除槽体内（深30mm）和封口处的预埋泡沫板，并清除干净，混凝土面平顺、干净、干燥，两侧钢筋不允许侵入槽体内。4）槽体内嵌单组分聚氨酯密封胶应采用胶枪（专用工具）将单组份聚氨酯密封胶填充在槽体内，要求先打底胶后填密封胶，并用隔离层将密封膏与槽内上下嵌缝材料隔开，只能与槽内两侧混凝土粘结。5）底板变形缝槽口内填充聚合物防水砂浆。6）顶、侧墙变形缝槽口应设不锈钢接水槽，并用M8不锈钢膨胀螺栓钉固定在结构上，侧墙用单组分聚氨酯密封胶封堵钢板与混凝土间缝隙，防止槽体内的水流出。7）防水层保护层的材料应根据柔性防水层的材料确定。8）止水带部位的模板应安装定位准确、牢固，避免跑模、胀模等影响止水带定位的准确性。