地铁车站防水设计与施工应用

马斌 冯云波

摘 要：伴随国民经济发展水平不断提高，对于各项基础设施建设投入力度逐渐增大，城市轨道交通得到快速发展，有效缓解了城市交通拥堵问题。在地铁项目建设过程中，防水施工占据着重要地位，直接影响了地铁运行的安全性及使用寿命。因此必须从实际情况出发，加强地铁站防水设计工作，本文主要对地铁站防水设计与施工应用进行分析。

关键词：地铁车站；防水；设计；施工

近年来，城市化进程不断加快，交通拥堵问题日益突出，为人们日常出行带来诸多不便。地铁作为缓解交通压力的重要举措，在城市建设中具有重要地位。地铁车站建设有工程投资大、使用年限长、社会关注度高等特点。为确保地铁运营的安全性，其防水计划应综合考虑场地的地形条件、水文地质状况，结合具体的施工方法、技术经济指标等方面因素，以结构自防水技术为基础，节点式接缝防水方法为重点，辅之以外部结构防水，促进地铁车站防水工作的开展。

1 地铁车站漏水现象分析

地铁站多数是修建在城市地下土体内，其结构不可避免地长期被水浸泡、渗透，尤其是在地下水位较高的地区更为严重，直接影响了地铁的运营效率，增加后期维护成本。地铁车站防水施工中出现的质量问题通常有主体结构开裂、裂缝以及细部渗漏等。地铁车站的防水工程在设计以及施工中应参照一级标准，即：工程结构不能有渗漏，其内衬墙上不能有水渍出现，容易出现渗漏的地方要重点做好抗渗工作，如施工缝和变形缝等。

1、支撑端头出现渗漏

由于支撑端头的混凝土浇筑施工难度大，难以浇筑密实，预设的止水钢板和混凝土结合时易出现孔隙。为了解决上述问题，施工前应安装注浆引水管，并使用“工”型的支撑头，在新老混凝土相交的位置安装遇水膨胀止水条并使用密封胶将其紧密粘结防止渗水，并提高轴力监测频率，避免轴力释放过于急速。

2、荷载引起的裂缝

荷载变形裂由两种情况造成：一是区间隧道底板设凝士钻构还未达到没计要求强度时，被圈护结构挤压面造成的变形裂缝，再加上隧道的沉降不均匀，造成隧道出现环向裂缝；二是即使混凝土已经达到了设计强度，而在混凝土墙壁背面超荷载堆放而造成的裂缝，后者出现的裂缝一般较为明显.属于贯穿性的裂缝。

3、因收缩或冷裂而出现的开裂

地铁车站在防水施工中大多对混凝土强度以及防渗性能要求较高，却忽视因气候和混凝土水化热而导致结构开裂的原因。处理顶板收缩和冷裂等造成的结构开裂的常用方法有，选择水化热性能低的水泥，防止出现收缩开裂，常见的有矿渣性水泥。为了防止因冷空气对流造成混凝土裂缝应做好顶板板缝开口位置的封闭工作；一般运用注入化学浆料的方式实现结构防水，常见浆料有低模量聚硫密封膏。

2 地铁站防水设计与施工应用

1、结构自防水设计与施工

结构自防水又可称为刚性防水，可有效保障混凝土的抗裂性与抗渗性。虽然混凝土属于非均匀性质的无机多孔复合型材料，但是必须加强施工技术与施工材料方面的控制，有效增强混凝土的密实度，优化内部结构，形成具有强大抗渗性能的混凝土结构，抵挡来自地下水的侵袭。混凝土结构作为地铁车站防水施工技术的核心防线，直接影响了地铁站防水性能，具体来说，其设计要点如下：

（1） 原材料与混凝土级配的优化

为强化混凝土的密实性能，必须确保各种原材料与质量要求相一致，避免出现收缩裂缝现象。在整个施工过程中，应注意材料的含泥量、吸水率、粒径等与设计标准相符；另外为了避免水泥的水化热现象，尽量选择水化热相对低的品种，避免水泥产生硬化现象之后，出现收缩裂缝。另外，还应在其中掺入一定数量的粉煤灰，以有效控制混凝土水灰比，增强混凝土的密实度，改善抗渗性能。有关混凝土的配合比问题，应注意加强控制，减少混凝土中存在接触孔、沉降裂缝或毛细孔等问题，阻断渗水通道。

（2）掺加膨胀剂与减水剂

一般情况下，混凝土结构出现收缩裂缝，形成渗水问题的主要原因在于，当混凝土经过水化反应之后，出现凝结收缩现象，此时混凝土中存有的多余水分已经干缩，温度有所下降之后，就会出现冷缩，形成混凝土内部的强烈约束力。若约束力大于混凝土抗拉的强度，那么就会在混凝土的表面形成各种微小的收缩裂缝，引发渗水问题。一方面，通过掺加膨胀剂，可在混凝土凝结之后，促使体积的微膨胀现象，以此弱化混凝土结构的收缩应力，实现抗裂目标；结合混凝土自防水的要求，掺加膨胀剂的膨胀率需控制在0.35%以上，才能真正发挥自防水作用；当前使用较多的明矾石膨胀剂、膨胀剂UEA等，都是应用水化过程中膨胀剂的变形特征，以弥补混凝土的收缩作用。另一方面，掺加减水剂，可降低单位体积内使用的水分和水泥量，避免混凝土产生严重的水化热反应，控制内外温差，进而减少收缩裂缝可能性，增强混凝土密实程度。

2、细部防水设计与施工

（1）施工缝防水技术

在地铁项目施工过程中混凝土难以一次完成浇筑，因此，需要设置施工缝分为两次或多次完成浇筑任务。具体而言，在施工缝的设置时就应当注意尽量避免地下水较多的地段，而在防水施工方面，施工缝的具体处理措施主要有以下几个方面。首先，在以硬化的混凝土表面上浇筑混凝土之前要注意清理周围环境，即在水平施工缝浇筑混凝土之前，应注意将其表面的浮浆和杂物清除干净再铺净浆；垂直施工缝在浇筑混凝土之前則应当将其表面凿毛、清理，之后再涂刷净水泥浆液或是混凝土界面处理剂并浇灌混凝土。其次，施工缝附近的钢筋要按规定搭接和焊接，浇筑时避免直接靠近缝边，利用机械振捣使其紧密结合。

（2）穿墙管线的处理

穿过防水层的管线，由于管线和周围混凝土胀缩系数不同，在管线周围会产生开裂，形成渗水，对整体结构的防水性能造成影响。因此，在地下车站穿过防水层的管道周围应留槽，将穿墙管的止水环与主管连续满焊。用密封胶密封或是在管外表面包裹橡胶管套确保钢管进行绝缘和防腐，并在管道中部加设遇水膨胀橡胶条等方法来处理。

3、结构外防水设计与施工

外防水即表面防水，这种防水技术主要强调了防水的柔性化。在施工前必须注意对地铁车站结构的基层表面所存在的缺陷和渗水部位进行处理，利用各种适当的密封涂料、防水卷材等确保表层的防水效果。但在此过程中，应注意的是涂料在尚未凝固时若受到外水的压力作用，会形成空洞最终导致渗漏。根据具体位置，可将地铁车站的防水举措分为内防水和外防水两类；根据防水使用的不同材料又可以将附加防水分为水泥砂浆防水、卷材防水、涂料防水等。

4、诱导缝和變形缝设计

为了避免由于存在差异沉降而引发地铁车站的结构裂缝问题，需要设置变形缝及诱导缝。一般情况下，将诱导缝设置在主体结构中，变形缝则设置在主体和附属位置对接点；有关诱导缝与变形缝的防水处理，需要在缝隙中间设置一道遇水膨胀止水条或者钢边橡胶止水带；在外墙与底板的交接位置，设置一道橡胶止水带，并在墙壁内侧开设排水槽。

3 结束语

综上所述，伴随城市化进程不断加快，轨道交通建设规模逐渐扩大，有效缓解了城市交通拥堵问题，为人们日常出行提供便利。防水工程是地铁项目实施过程中的关键环节，为保证其运营安全性，必须结合工程实际地质条件，分析可能造成地铁车站渗漏的因素，充分掌握相关技术规范，确保防水设计的科学性，切实提升地铁车站的防水性能。

参考文献

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