浅析地铁结构工程防水设计与技术应用

李明

（中铁五院郑州分院 河南郑州 450000）

引言

地铁的出行确实给我们的生活带来了极大的便利，但因其主要存在于城市中心较拥挤的街道，一旦发生安全事故将会对社会造成极大的影响，所以地铁的防水工程非常重要，但施工的复杂性和设计的难题使得地铁的防水工程依然是世界难题，全世界的地铁工程建设者都在为之努力，笔者今天仅就地铁的结构防水进行浅要分析。

1 地铁防水工程施工技术标准

地铁的防水工程的重要性已无须赘述，所以在设计时要按照一级标准工程来设计。要求完工后不能出现渗水现象，所以在设计时就要设立多道防护，材料的选择上也要优先选择防水性能较好的，施工时也要严格控制施工技术，尤其是特殊部位的施工，一定要重点注意，多加防护。

2 分析影响防水效果的因素

防水结构、施工技术、防水措施、防水材料、以及地质、地形、周围环境等的制约都是影响最终防水效果的因素。下面我们就对这些因素进行逐个分析。

2.1 防水结构分析

2.1.1 围护结构

地铁工程的围护形式主要有“钻孔灌注桩”、“挖孔桩”、“深层搅拌桩”、“钢板桩”、“地下连续墙”等，其中“钻孔灌注桩”又分为相割和相切两种，相割钻孔灌注桩是通过间隔钻桩，使奇偶桩互相嵌合，形成密不可分的整体，从而达到防水的作用；相切钻孔灌注桩是桩与桩贴合，并在其缝隙间注浆，或在桩外设置深层搅拌桩来做防水措施；“挖孔桩”原理同“钻孔桩”；“深层搅拌桩”就是在“孔灌注桩”的基础上再在桩内插型钢、工字钢等钢材进行加固抗弯；“钢板桩”顾名思义就是利用钢材形成稳固的块状桩，如果能使其达到预期的防水效果，则确实能有效解决目前的防水难题；“地下连续墙”是目前广泛采用的一种形式，可以应用于各种地质，其防水效果也是一流的，但其建设还有两方面的问题正待解决，一个是墙身，一个是接头。墙身的问题主要是墙内夹有泥块、劣质硂等废弃物和钢筋过密造成的墙身缺陷。原因主要是槽底清除不干净造成的沉淀物留存或沉淀物污染新鲜硂造成的劣质硂导致墙身存有废弃物处出现问题；而钢筋过密则会使墙身之中形成渗水通道，造成墙体漏水。接头问题主要是接头处处理不当形成夹层造成漏水。这些围护结构的作用不仅仅是在施工期间可以挡土止水，在后期运营时也可作为结构的受力部分。其在构造上有分离式和复合式两种，复合式就是将内衬墙板与围护结构相连，这种方法经济实用，但易产生收缩开裂的问题；分离式就是内衬板墙与围护结构没有连接，这样的话，我们就可以再做一层附加防水措施，大大提高防水效果。

2.1.2 区间隧道结构

区间隧道结构按照施工方法可以分为明挖隧道、矿山法、顶进法和盾构法施工的隧道等。矿山法主要是在初期支护与二次模注硂之间用塑料板做一层防水措施；盾构法主要是在管片环向、径向均会设置防水措施，其防水效果更好但造价比较高。而且从沈阳地铁一号线的区间隧道来看，明挖法比暗挖法效果更好。

2.2 施工技术分析

2.2.1 混凝土结构自防水技术

由于其材料本身的特性，混凝土结构自防水的建设施工容易出现收缩裂缝等问题，所以施工时一定要特别注意提高混凝土结构的防渗能力，从而防止其因渗水产生裂缝，同时混凝土的附加材料外加剂也要选择性能比较高的，并严格控制用量以求增强抗渗能力。至于具体部位的施工，除了要严格按照设计图纸施工，保障防水措施的厚度之外，还要在混凝土中添加有机纤维来增强硂的韧性，在一定程度上避免混凝土产生裂缝问题。对于施过程中容易出现裂缝的部位，要提前预估在施工当天的天气情况下，将混凝土从搅拌站拉到实际施工处混凝土的混凝土质变，同时把握不同层间的浇筑时间差，避免因混凝土受冷受热而产生裂缝。

2.2.2 施工缝隙处理技术

在实际施工时容易产生一些小缝隙，这是作业人员在施工时难以避免的一些小问题，但如果不及时处理很可能导致大的漏水问题，所以我们在施工中要及时检查、及时补救。主要是用钢板、止水带、腻子等工具进行二次密封，某些特殊部位还要选择采用遇水膨胀的橡胶条进行密封。至于对层板与边墙间的缝隙则是通过埋设管道，注浆混凝土来加固防水。

2.2.3 变形缝隙处理技术

对于施工中出现的变形部位产生的缝隙，为了防止其产生漏水问题，一般会采用在两侧埋设注浆管并在其间安装止水带的做法，从而增强其防水功能。另外需注意的是，止水带的宽度要大于300mm，且不能在拐角处设接头。

2.2.4 围护结构防水技术

对于围护结构前面已经分析过其技术手段，这里主要是对其防水措施做一下赘述，规定墙面的厚度为70mm，背面保护层的厚度为50mm。而在容易出水的地方则预先埋设引水管并用速凝水泥做压浆来加固防水措施。

2.3 防水材料分析

市面上现有的防水材料种类繁多，且其性能、铺贴工艺各不相同，主要有传统的三元乙丙卷材、自粘性改性沥青卷材、ECB塑料板和新兴的PVC卷材、PE卷材等。这些防水材料一般在铺贴时都要求铺贴面干燥，而地铁工程多在地下，环境潮湿，很难营造一个干燥的铺贴面，所以很容易发生防水材料与铺贴面粘合不好而空鼓脱落的情况，，造成防水层出现漏洞。俗话说，需求促进生产，地铁建设的地下潮湿环境与防水材料的干燥要求产生了处理潮湿环境的干燥剂，所以潮湿基面处理剂应运而生。其与防水材料的结合使用，使处于阴雨潮湿地区的地铁防水工程也能高质量的实施。

2.4 防水措施分析

地铁工程的防水措施，主要就是通过建设一些防水结构和采用防水材料建设防护层并对肯出现渗水问题的部位着重加固防水措施等，前面对地铁工程中各种防水结构和技术已经进行详细分析，在这对利用防水材料建设防水层进行一些实例分析。比如沈阳地铁二号线，采用的是明挖隧道的方法，上文已经说过，这里想说的是在它的隧道顶板选用了一种合适的防水材料，做了一个2mm厚的防水涂层；广州地铁三号线，曾在围护结构与二衬墙间采用1mm厚的ECB塑料卷材做的防护层。由于各种防水材料的不同，其施工工艺也大不相同，所以在施工时应对各种材料进行认真分析调查，严格按照其施工要求操作，实时监督焊接质量，一旦发现破损情况，要及时进行处理，保证防水层的质量。

2.5 地质、地形及周围环境的影响分析

在地铁施工时，因其地下工程的特殊性，所以要在施工前对地质、地形及周围环境进行勘探，因为不同的地质地形，对工程施工的要求不同，所需做的防水工程也不同。而周围的环境则直接影响地铁工程的施工的时间、地点及施工工具的应用等，对于防水工程来说，周围的环境决定了防水措施要做到哪一级。

3 施工中可能出现的问题及对策

3.1 支撑头部出现问题及解决措施

支撑头部容易出现的问题主要是由于混凝土浇筑不好导致的孔隙和钢板轴力突变造成的支撑头部结构变形。解决办法是采用注浆饮水管，并将支撑头部设计为“工”字形，并在新老混凝土结合处用水膨胀腻子条加密封胶进行强力密封，加强防水其防水性；钢板轴力则采用特殊手段使其轴力能够缓慢释放，防止支撑头部变形造成漏水问题。

3.2 连接处、诱导处出现问题及解决措施

在施工中，由于材质及施工工艺的不同都可能导致连接处密封不严，以及止水钢板、止水带由定位不准造成的加固不牢，出现气泡等问题造成的裂缝。解决办法是采用微晶水泥砂浆抹平施工中造成缝隙的部位，并将止水带和止水钢板准确定位，混凝土密封加固。

3.3 地下连接处夹缝出现问题及解决措施

如果地下连接处的夹缝处的混凝土泥浆密封不严就有可能会产生裂缝从而发生渗水现象。对于这种情况的解决办法主要是将漏水处的混凝土凿开并清除干净漏水处的泥浆，然后将一根压浆管和一根冒浆管安置到漏水处，使漏水泥浆能够在压浆管的压迫下从冒浆管流出，从而避免夹缝渗漏。

3.4 顶板出现问题及解决措施

混凝土材料在受冷时会收缩变形产生冷裂缝，所以采用混凝土材料建造的顶板一般会出现这种现象。要解决这个问题主要从避免其受冷变形着手，气候温度等属于自然不可控条件，所以只能从建筑工艺下手，避免其变形，主要是浇筑时将传统的混凝土材料换成利用低水化热的矿渣水泥，从而在一定程度上减少受冷收缩变形；另外还要对顶板开口处和内部结构进行密封，避免冷空气对流对顶板造成破坏。

4 结束语

综上可知，由于多种因素的影响，地铁工程的防水工程设计及实际施工目前仍存在很多问题，作为一大世界难题，各地铁工程师和建造者都在寻求有效的解决之法，很多笔者也在不断进行分析研究，但到目前为止，还没有一套至善至美的地铁防水工程方案，所以现在我们需要做的还有很多，今天所探讨的地铁结构工程防水仅是其一小部分。

[1]王田希.地铁车站防水施工技术探讨[J].重庆交通大学报，2008.

[2]刘小勇.浅析地铁防水工程存在的问题及出路.建筑工程技术与设计（上旬）2014，2.