李立香

(中鐵五局一公司合同部，湖南長沙410117)

江心洲明挖車站防水施工技術(shù)*

李立香

(中鐵五局一公司合同部，湖南長沙410117)

結(jié)合長沙地鐵2號線橘子洲車站防水設(shè)計與施工，對車站圍護結(jié)構(gòu)、車站主體、關(guān)鍵部位等方面的防水處理進行相應(yīng)的闡述和分析，較系統(tǒng)地介紹了地處江心洲地鐵車站的防水施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)。

江心洲;明挖地鐵車站;防水

一、工程概況

(一)車站情況描述

長沙地鐵2號線橘子洲站位于橘子洲島上，車站全長138m，標準段寬22．2 m，深度為30．8m～31．7m，為四層三跨島式車站，明挖順作法施工。車站東端距湘江約33m，西端距湘江約30m。

(二)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

橘子洲站自上而下地層主要有:第四系全新統(tǒng)(Q4)雜填土層(1－1)5．0m，第四系更新統(tǒng)(Q2)中(細)砂層(3－3)2．0～6．7m，第四系更新統(tǒng)(Q2)粗砂及圓礫層(3－5)6．5－11.8m，元古界板溪群(Pt)強風化泥質(zhì)(砂質(zhì))板巖層(11－2)0～2．5m，元古界板溪群(Pt)中風化泥質(zhì)(砂質(zhì))板巖層(11－3)厚大于26．8m。

地下水與湘江連通，其水位與湘江水位基本一致，每年4～9月份為雨季，大氣降水豐沛，湘江河水上漲，是地下水的補給期，其水位會明顯上升，而10月～次年3月為地下水的消耗期，地下水位隨之下降，年變化幅度5．00～10．00m。

地下水屬潛水類型，中(細)砂土、卵石滲透系數(shù)K=10～80m/d，屬強透水含水層，填土層具弱透水性，巖層裂隙極發(fā)育，此工程地質(zhì)及水文地質(zhì)對車站防水極為不利。

二、車站防水體系的確定

車站結(jié)構(gòu)防水設(shè)計應(yīng)遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則。確立鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水體系，即以結(jié)構(gòu)自防水為根本，施工縫、變形縫等接縫防水為重點，輔以附加防水層加強防水。

根據(jù)橘子洲站地處江心洲這一特殊地理環(huán)境，車站四面環(huán)水，地質(zhì)以強透水含水層為主，為保證車站的防水質(zhì)量，車站防水除從結(jié)構(gòu)自防水、結(jié)構(gòu)外包防水、特殊部位防水等三個方面著手進行外，圍護結(jié)構(gòu)的防水質(zhì)量也尤為重要。防水體系如表1所示。

表1 防水體系表

三、施工工法

(一)圍護結(jié)構(gòu)防水

1)地下連續(xù)墻接頭防水。地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)采用工字鋼接頭，保證相鄰地下連續(xù)墻的連接質(zhì)量，避免因工字鋼處泥砂處理不干凈導(dǎo)致接頭處夾泥夾砂，影響接頭防水效果。工字鋼外側(cè)采用兩根φ650雙重管咬合旋噴樁止水，樁深21m，入巖深度1m，內(nèi)側(cè)預(yù)埋兩根φ48鋼花管，如接頭出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象可利用鋼花管進行注漿封堵，如圖1所示。

圖1 連續(xù)墻接頭防水處理大樣圖

2)周邊地層加固處理。由于車站地處江中島上，且透水砂卵層厚度達13m，為確保車站防水質(zhì)量及基坑開挖安全，必須對車站周邊砂卵地層進行加固處理。

加固處理采用袖閥管注漿，注漿加固間距1．2m，梅花形布置，注漿深度21m，入巖1m。注漿時應(yīng)準確掌握注漿量、注漿壓力、水灰比等指標，配制漿液嚴格按照制漿料配比投料，不得隨意增減數(shù)量，以保證注漿質(zhì)量。注漿加固后砂卵地層滲透系數(shù)K小于1×10－5cm/s。

(二)結(jié)構(gòu)自防水

1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水為橘子洲站結(jié)構(gòu)防水的主要內(nèi)容。車站結(jié)構(gòu)全部采用商品混凝土，混凝土抗?jié)B等級≥P8，混凝土中添加優(yōu)質(zhì)磨細粉煤灰(粉煤灰摻量少于水泥量的20%，級別為I級，燒失量不應(yīng)大于5%)和高效減水劑(減水率≥20%的緩凝型)，防水混凝土中各類材料的總堿量(Na2O當量)不得大于3kg/立方;氯離子含量不應(yīng)超過膠凝材料總量的0．1%。

2)嚴格控制水膠比，即水:(水泥+摻合料)≤0．45，入泵塌落度宜控制在120～160mm，塌落度每小時損失值不應(yīng)大于20mm，塌落度總損失值不應(yīng)大于40mm，以減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)初期開裂和溫度收縮裂縫。

3)防水混凝土澆筑前應(yīng)做好降排水工作，不得在有積水的環(huán)境中澆筑混凝土。防水混凝土應(yīng)分層連續(xù)澆筑，分層厚度不得大于500mm。宜優(yōu)先采用鋼模板，混凝土澆筑前應(yīng)對支架、模板、鋼筋、保護層和預(yù)埋件等分別進行檢查和驗收，模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈，模板如有縫隙、應(yīng)填塞嚴密，模板內(nèi)面應(yīng)涂刷脫模劑。

4)高溫季節(jié)應(yīng)盡量降低混凝土的入模溫度(不宜超過30°C)，盡量避開高溫段澆筑混凝土，宜在氣溫較低的夜間澆筑混凝土。防水混凝土應(yīng)采用機械振搗，應(yīng)避免漏振、欠振和超振。

5)厚度大于800mm的明挖法車站的底板(含底梁)、暗挖車站的底梁和頂梁;厚度大于500mm(含500mm)的車站的側(cè)墻和頂板(或拱部襯砌)，必須按照大體積混凝土考慮，采取混凝土緩凝措施。橘子洲站頂板、底板、側(cè)墻、底梁及頂梁均按大體積混凝土考慮，嚴格控制混凝土入模溫度不大于30℃，混凝土中心溫度與表面溫度的差值不大于25℃，表面溫度與大氣溫度的差值不大于20℃，避免因溫差影響導(dǎo)致混凝土開裂。

6)混凝土養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14d，側(cè)墻采取自動噴灑系統(tǒng)養(yǎng)護，有效保證養(yǎng)護質(zhì)量。

(三)結(jié)構(gòu)外包式防水

橘子洲站底板及側(cè)墻防水均采用自粘式HDPE膠膜防水卷材，頂板防水采用單組份聚氨酯涂料，如表2所示。

表2 車站防水卷材選型分類表

1)防水層施工前基層面應(yīng)平整、潔凈、無疏松、空鼓、無裂縫，其平整度用2m直尺檢查應(yīng)≤5mm，且只允許平緩變化。

2)卷材長邊應(yīng)采用自粘邊搭接，搭接寬度70mm;短邊應(yīng)采用80mm寬的膠粘帶搭接，卷材端部搭接區(qū)應(yīng)相互錯開;將釘孔部位覆蓋住。要求上幅壓下幅進行搭接。

3)防水層破損部位應(yīng)采用雙面粘同材質(zhì)材料進行修補，補丁滿粘在破損部位，補丁四周距破損邊緣的最小距離不小于10cm。

(四)施工縫防水

1)在施工縫封頭預(yù)埋鋼板橡膠(丁基橡膠)膩子止水帶，止水帶接縫采用小型硫化機現(xiàn)場硫化，搭接長度為10cm，搭接部位應(yīng)牢固可靠，以免在澆筑混凝土時斷開。

2)施工縫施工時，需鑿除砼表面浮漿，沖洗干凈，在澆筑砼前砼施工縫表面涂刷水泥基滲透結(jié)晶涂料。

3)設(shè)置可重復(fù)注漿管，如發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，可注漿堵漏。

(五)穿墻孔洞防水

1)穿墻管在墻體混凝土澆筑前進行埋預(yù)，金屬止水法蘭應(yīng)與主管滿焊密實，并做防腐處理。采用套管式穿墻防水構(gòu)造時，翼環(huán)與套管應(yīng)滿焊密實，并在施工前將套管清除干凈。

2)穿墻管線較多時，宜相對集中?？刹捎么蟹椒?。穿墻盒的封口鋼板應(yīng)與墻上的預(yù)埋角鋼焊接。

3)穿過防水層的管道預(yù)理套管，套管中間焊接止水鋼板，迎水面設(shè)置HPDE板防水層一道。

(六)抗浮樁接頭防水

抗拔樁樁頭四周鑿毛并清理干凈，涂刷水泥基滲透結(jié)晶防水材料，用量為2．0kg/m，然后再抹10mm厚的聚合物水泥砂漿，要求剛性防水層表面平整。

(七)頂板附加防水層施工

1)頂板防水層施工工藝流程為:基層處理一頂板面聚氨酯涂料施工一頂板陰陽角密封膏倒角施工—鋪設(shè)瀝青油毛氈隔離層—厚70mm細石混凝土保護層施工一50cm厚粘土回填施工。

2)頂板結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完畢后，用木抹子反復(fù)收水壓實(采用鋼抹子壓光時，會造成基層表面過于光滑，降低涂膜與基層之間的粘結(jié)強度)，

3)單組份聚氨酯防水涂料涂刷應(yīng)均勻，厚薄一致，一般采用3～4遍涂刷完成，每層涂料涂刷之后應(yīng)讓涂膜有充分的時間固化，上下兩層涂膜涂刷間隔時間不宜少于24h，最終成膜厚度不小于2．5mm。

(八)其他防水施工

1)防水混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的各種鋼筋和綁扎鐵絲，不得觸及模板。固定模板時，盡量避免使用對穿螺栓，必須采用時應(yīng)采用防水螺栓。

2)后澆帶施工均采用預(yù)埋注漿管和設(shè)置單道止水膠的方法進行加強。

四、施工要點

(一)把好防水施工第一道防線

圍護結(jié)構(gòu)既為開挖支護之用，又是車站防水的第一道防線，圍護結(jié)構(gòu)防水質(zhì)量的好壞，直接影響著后序基坑開挖及整個車站結(jié)構(gòu)的防水質(zhì)量。在施工過程中要在以下環(huán)節(jié)加強監(jiān)控以確保圍護結(jié)構(gòu)的防水質(zhì)量。

1)主要抓好地下連續(xù)墻墻身砼的密實度，重點抓好接頭處理質(zhì)量。

2)切實做好接頭旋噴樁止水工作，對基坑周邊砂卵地層的注漿加固處理要尤為重要。

(二)高度重視深基坑開挖階段的防水施工

重點抓好控制圍護結(jié)構(gòu)變形、基坑巖層爆破震速及堵漏三個方面。

1)施工過程中，嚴格按檢測頻率進行基坑監(jiān)測，嚴格控制圍護結(jié)構(gòu)變形，實行信息化施工，確保基坑開挖過程中的支撐軸力、圍護結(jié)構(gòu)變位等處于受控狀態(tài)。

2)巖層爆破必須調(diào)整好炮眼間距及用藥量，采取淺孔松動爆破，禁止深孔爆破，同步進行震速監(jiān)測，避免因爆破導(dǎo)致墻體接頭漏水。

3)對基坑開挖過程中出現(xiàn)的接頭漏水現(xiàn)象，盡量采取墻外止水措施加墻內(nèi)止水相結(jié)合的方式。

(三)嚴格把好防水材料進場關(guān)

防水材料的質(zhì)量好壞決定了車站防水質(zhì)量的成敗，因此防水卷材、止水帶、防水涂料等防水材料的性能和規(guī)格從進場試驗到使用，加強過程控制，保證應(yīng)用到工程中的是質(zhì)量符合設(shè)計要求和施工規(guī)范要求的合格材料。

(四)加強施工過程控制是實現(xiàn)“不滲不漏”的必要條件

1)做好主體結(jié)構(gòu)施工縫、穿墻管件等特殊部位處的防水是工作關(guān)鍵，應(yīng)從控制施工縫附近的混凝土密實度、防水材料的安設(shè)質(zhì)量及保護、縫面清理工作三方面入手，確保防水工作質(zhì)量。側(cè)墻外防水層施工時，要重點抓好基面平整度的處理。

2)要保證施工縫施工質(zhì)量，止水帶必須在施工縫中居中，止水帶必須連續(xù)，縫面處理必須達標，嚴控混凝土密實度。

3)特別要注意在混凝土強度未到達設(shè)計強度70%之前，不得拆除內(nèi)支撐，避免混凝土受外力影響產(chǎn)生裂縫。

五、結(jié)語

1)防水施工是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，牽涉面廣，涉時長，貫穿整個車站施工階段。防水質(zhì)量必須從進場開工到施工結(jié)束長抓不懈，從圍護結(jié)構(gòu)施工開始，到附屬工程結(jié)束，任何一個環(huán)節(jié)做得不好，都有可能對整體防水效果產(chǎn)生很大的影響，在整個施工過程中必須加強全過程控制，確保每一道工序防水質(zhì)量。

2)采用袖閥管注漿加固基坑周邊砂卵地層，經(jīng)檢測，其滲透系數(shù)K小于1×10－5cm/s，地下連續(xù)墻接頭在基坑開挖過程中，無滲漏水現(xiàn)象，說明圍護結(jié)構(gòu)的防水施工質(zhì)量是有效的。

3)通過對施工縫鑿毛質(zhì)量的有力控制，并全面使用水泥基滲透結(jié)晶材料，對施工縫防水取得了良好的效果。

4)通過橘子洲站防水施工的成功案例，對我單位在地鐵車站防水，特別是江中這一特殊地理環(huán)境下的地鐵車站防水，積累了寶貴經(jīng)驗，為后續(xù)類似工程施工提供了很好的借鑒作用。

［1］朱良凱，左會軍，周家俅．地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)施工及防水［J］．鐵道標準設(shè)計．

［2］蒲春平，孫耀南．隧道與地下工程滲漏水現(xiàn)狀及其防治措施綜治［J］．世界隧道，1999，(1)．

［3］GB50208－2002，地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范［S］．

2012－03－31

李立香(1971－)，女，工程師。