江心洲明挖车站防水施工技术*

李立香

(中铁五局一公司合同部，湖南长沙410117)

江心洲明挖车站防水施工技术*

李立香

(中铁五局一公司合同部，湖南长沙410117)

结合长沙地铁2号线橘子洲车站防水设计与施工，对车站围护结构、车站主体、关键部位等方面的防水处理进行相应的阐述和分析，较系统地介绍了地处江心洲地铁车站的防水施工工艺及关键技术。

江心洲;明挖地铁车站;防水

一、工程概况

(一)车站情况描述

长沙地铁2号线橘子洲站位于橘子洲岛上，车站全长138m，标准段宽22．2 m，深度为30．8m～31．7m，为四层三跨岛式车站，明挖顺作法施工。车站东端距湘江约33m，西端距湘江约30m。

(二)工程地质及水文地质条件

橘子洲站自上而下地层主要有:第四系全新统(Q4)杂填土层(1－1)5．0m，第四系更新统(Q2)中(细)砂层(3－3)2．0～6．7m，第四系更新统(Q2)粗砂及圆砾层(3－5)6．5－11.8m，元古界板溪群(Pt)强风化泥质(砂质)板岩层(11－2)0～2．5m，元古界板溪群(Pt)中风化泥质(砂质)板岩层(11－3)厚大于26．8m。

地下水与湘江连通，其水位与湘江水位基本一致，每年4～9月份为雨季，大气降水丰沛，湘江河水上涨，是地下水的补给期，其水位会明显上升，而10月～次年3月为地下水的消耗期，地下水位随之下降，年变化幅度5．00～10．00m。

地下水属潜水类型，中(细)砂土、卵石渗透系数K=10～80m/d，属强透水含水层，填土层具弱透水性，岩层裂隙极发育，此工程地质及水文地质对车站防水极为不利。

二、车站防水体系的确定

车站结构防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以附加防水层加强防水。

根据橘子洲站地处江心洲这一特殊地理环境，车站四面环水，地质以强透水含水层为主，为保证车站的防水质量，车站防水除从结构自防水、结构外包防水、特殊部位防水等三个方面着手进行外，围护结构的防水质量也尤为重要。防水体系如表1所示。

表1 防水体系表

三、施工工法

(一)围护结构防水

1)地下连续墙接头防水。地下连续墙结构采用工字钢接头，保证相邻地下连续墙的连接质量，避免因工字钢处泥砂处理不干净导致接头处夹泥夹砂，影响接头防水效果。工字钢外侧采用两根φ650双重管咬合旋喷桩止水，桩深21m，入岩深度1m，内侧预埋两根φ48钢花管，如接头出现渗漏现象可利用钢花管进行注浆封堵，如图1所示。

图1 连续墙接头防水处理大样图

2)周边地层加固处理。由于车站地处江中岛上，且透水砂卵层厚度达13m，为确保车站防水质量及基坑开挖安全，必须对车站周边砂卵地层进行加固处理。

加固处理采用袖阀管注浆，注浆加固间距1．2m，梅花形布置，注浆深度21m，入岩1m。注浆时应准确掌握注浆量、注浆压力、水灰比等指标，配制浆液严格按照制浆料配比投料，不得随意增减数量，以保证注浆质量。注浆加固后砂卵地层渗透系数K小于1×10－5cm/s。

(二)结构自防水

1)钢筋混凝土结构自防水为橘子洲站结构防水的主要内容。车站结构全部采用商品混凝土，混凝土抗渗等级≥P8，混凝土中添加优质磨细粉煤灰(粉煤灰掺量少于水泥量的20%，级别为I级，烧失量不应大于5%)和高效减水剂(减水率≥20%的缓凝型)，防水混凝土中各类材料的总碱量(Na2O当量)不得大于3kg/立方;氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0．1%。

2)严格控制水胶比，即水:(水泥+掺合料)≤0．45，入泵塌落度宜控制在120～160mm，塌落度每小时损失值不应大于20mm，塌落度总损失值不应大于40mm，以减少钢筋混凝土结构初期开裂和温度收缩裂缝。

3)防水混凝土浇筑前应做好降排水工作，不得在有积水的环境中浇筑混凝土。防水混凝土应分层连续浇筑，分层厚度不得大于500mm。宜优先采用钢模板，混凝土浇筑前应对支架、模板、钢筋、保护层和预埋件等分别进行检查和验收，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净，模板如有缝隙、应填塞严密，模板内面应涂刷脱模剂。

4)高温季节应尽量降低混凝土的入模温度(不宜超过30°C)，尽量避开高温段浇筑混凝土，宜在气温较低的夜间浇筑混凝土。防水混凝土应采用机械振捣，应避免漏振、欠振和超振。

5)厚度大于800mm的明挖法车站的底板(含底梁)、暗挖车站的底梁和顶梁;厚度大于500mm(含500mm)的车站的侧墙和顶板(或拱部衬砌)，必须按照大体积混凝土考虑，采取混凝土缓凝措施。橘子洲站顶板、底板、侧墙、底梁及顶梁均按大体积混凝土考虑，严格控制混凝土入模温度不大于30℃，混凝土中心温度与表面温度的差值不大于25℃，表面温度与大气温度的差值不大于20℃，避免因温差影响导致混凝土开裂。

6)混凝土养护时间不应少于14d，侧墙采取自动喷洒系统养护，有效保证养护质量。

(三)结构外包式防水

橘子洲站底板及侧墙防水均采用自粘式HDPE胶膜防水卷材，顶板防水采用单组份聚氨酯涂料，如表2所示。

表2 车站防水卷材选型分类表

1)防水层施工前基层面应平整、洁净、无疏松、空鼓、无裂缝，其平整度用2m直尺检查应≤5mm，且只允许平缓变化。

2)卷材长边应采用自粘边搭接，搭接宽度70mm;短边应采用80mm宽的胶粘带搭接，卷材端部搭接区应相互错开;将钉孔部位覆盖住。要求上幅压下幅进行搭接。

3)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10cm。

(四)施工缝防水

1)在施工缝封头预埋钢板橡胶(丁基橡胶)腻子止水带，止水带接缝采用小型硫化机现场硫化，搭接长度为10cm，搭接部位应牢固可靠，以免在浇筑混凝土时断开。

2)施工缝施工时，需凿除砼表面浮浆，冲洗干净，在浇筑砼前砼施工缝表面涂刷水泥基渗透结晶涂料。

3)设置可重复注浆管，如发生渗漏水现象，可注浆堵漏。

(五)穿墙孔洞防水

1)穿墙管在墙体混凝土浇筑前进行埋预，金属止水法兰应与主管满焊密实，并做防腐处理。采用套管式穿墙防水构造时，翼环与套管应满焊密实，并在施工前将套管清除干净。

2)穿墙管线较多时，宜相对集中。可采用穿墙盒方法。穿墙盒的封口钢板应与墙上的预埋角钢焊接。

3)穿过防水层的管道预理套管，套管中间焊接止水钢板，迎水面设置HPDE板防水层一道。

(六)抗浮桩接头防水

抗拔桩桩头四周凿毛并清理干净，涂刷水泥基渗透结晶防水材料，用量为2．0kg/m，然后再抹10mm厚的聚合物水泥砂浆，要求刚性防水层表面平整。

(七)顶板附加防水层施工

1)顶板防水层施工工艺流程为:基层处理一顶板面聚氨酯涂料施工一顶板阴阳角密封膏倒角施工—铺设沥青油毛毡隔离层—厚70mm细石混凝土保护层施工一50cm厚粘土回填施工。

2)顶板结构混凝土浇筑完毕后，用木抹子反复收水压实(采用钢抹子压光时，会造成基层表面过于光滑，降低涂膜与基层之间的粘结强度)，

3)单组份聚氨酯防水涂料涂刷应均匀，厚薄一致，一般采用3～4遍涂刷完成，每层涂料涂刷之后应让涂膜有充分的时间固化，上下两层涂膜涂刷间隔时间不宜少于24h，最终成膜厚度不小于2．5mm。

(八)其他防水施工

1)防水混凝土结构内部设置的各种钢筋和绑扎铁丝，不得触及模板。固定模板时，尽量避免使用对穿螺栓，必须采用时应采用防水螺栓。

2)后浇带施工均采用预埋注浆管和设置单道止水胶的方法进行加强。

四、施工要点

(一)把好防水施工第一道防线

围护结构既为开挖支护之用，又是车站防水的第一道防线，围护结构防水质量的好坏，直接影响着后序基坑开挖及整个车站结构的防水质量。在施工过程中要在以下环节加强监控以确保围护结构的防水质量。

1)主要抓好地下连续墙墙身砼的密实度，重点抓好接头处理质量。

2)切实做好接头旋喷桩止水工作，对基坑周边砂卵地层的注浆加固处理要尤为重要。

(二)高度重视深基坑开挖阶段的防水施工

重点抓好控制围护结构变形、基坑岩层爆破震速及堵漏三个方面。

1)施工过程中，严格按检测频率进行基坑监测，严格控制围护结构变形，实行信息化施工，确保基坑开挖过程中的支撑轴力、围护结构变位等处于受控状态。

2)岩层爆破必须调整好炮眼间距及用药量，采取浅孔松动爆破，禁止深孔爆破，同步进行震速监测，避免因爆破导致墙体接头漏水。

3)对基坑开挖过程中出现的接头漏水现象，尽量采取墙外止水措施加墙内止水相结合的方式。

(三)严格把好防水材料进场关

防水材料的质量好坏决定了车站防水质量的成败，因此防水卷材、止水带、防水涂料等防水材料的性能和规格从进场试验到使用，加强过程控制，保证应用到工程中的是质量符合设计要求和施工规范要求的合格材料。

(四)加强施工过程控制是实现“不渗不漏”的必要条件

1)做好主体结构施工缝、穿墙管件等特殊部位处的防水是工作关键，应从控制施工缝附近的混凝土密实度、防水材料的安设质量及保护、缝面清理工作三方面入手，确保防水工作质量。侧墙外防水层施工时，要重点抓好基面平整度的处理。

2)要保证施工缝施工质量，止水带必须在施工缝中居中，止水带必须连续，缝面处理必须达标，严控混凝土密实度。

3)特别要注意在混凝土强度未到达设计强度70%之前，不得拆除内支撑，避免混凝土受外力影响产生裂缝。

五、结语

1)防水施工是一个复杂的系统工程，牵涉面广，涉时长，贯穿整个车站施工阶段。防水质量必须从进场开工到施工结束长抓不懈，从围护结构施工开始，到附属工程结束，任何一个环节做得不好，都有可能对整体防水效果产生很大的影响，在整个施工过程中必须加强全过程控制，确保每一道工序防水质量。

2)采用袖阀管注浆加固基坑周边砂卵地层，经检测，其渗透系数K小于1×10－5cm/s，地下连续墙接头在基坑开挖过程中，无渗漏水现象，说明围护结构的防水施工质量是有效的。

3)通过对施工缝凿毛质量的有力控制，并全面使用水泥基渗透结晶材料，对施工缝防水取得了良好的效果。

4)通过橘子洲站防水施工的成功案例，对我单位在地铁车站防水，特别是江中这一特殊地理环境下的地铁车站防水，积累了宝贵经验，为后续类似工程施工提供了很好的借鉴作用。

［1］朱良凯，左会军，周家俅．地铁车站围护结构施工及防水［J］．铁道标准设计．

［2］蒲春平，孙耀南．隧道与地下工程渗漏水现状及其防治措施综治［J］．世界隧道，1999，(1)．

［3］GB50208－2002，地下防水工程质量验收规范［S］．

2012－03－31

李立香(1971－)，女，工程师。