地铁明挖车站结构防水施工质量探讨

李晓鑫，向长华

（中交第三公路工程局有限公司，北京 100123）

0 引言

随着城市化的快速发展，地铁建设已成为城市规划及建设的重要内容。地下车站防水效果对结构安全、车站运营和乘车环境等有着直接的影响。车站防水设计应安全适用、技术先进、性能可靠、便于施工，坚持“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理、以结构自防水为主”的基本原则，辅以附加柔性防水层施工［1-5］。

1 工程概况

1.1 工程简介

车站采用岛式站台，车站终点里程为YDK12+955.826。车站总长169.65 m，宽22.3 m，总面积17 987.91 m2。本站为地下三层岛式明挖车站，车站结构采用两柱三跨三层矩形钢筋混凝土框架结构，混凝土强度等级为顶板（含梁）、地下一、二层侧墙及端墙（含壁柱）C45 P8；底板（含梁）、地下三层侧墙及端墙（含壁柱）C45 P10。防水层采用双层SBS改性沥青防水卷材，第一层采用SBSⅡPY PE 3类材料，第二层采用SBSⅡPY S4类材料，其中SBS改性沥青防水卷材3 mm+4 mm：13 578 m2；细石混凝土：206 m3；顶板2.5 mm厚单组分聚氨酯防水涂料：4 888 m2；施工缝止水带：3 148 m。

1.2 工程地质、水文地质

1.2.1 工程地质

北广场站场地位于山前剥蚀丘陵区，原地表破坏，场地已修建平整，场地南侧位置端头井约5 m位置有高差9 m错台。整体地势大致呈由南至北缓倾，高差约3～10 m，地表多为人工填土。该处地质表面第四系全新统杂填土为主，由南向北侧递增，最大厚度为11 m。表土以下依次以侏罗系强风化（地层厚度1.6～6.1 m）、中风化泥岩为主。

1.2.2 水文地质

由于现有地质、水位已发生变化，于2017年7月勘察单位组织对北广场站进行补充勘察。通过补勘查出的地下水为第四系孔隙潜水，含水层为杂填土、圆砾、卵石（主要位于车站北端），水位深度4～5.5 m，含水层受基岩面起伏影响，厚度变化较大，基岩面低洼处水量较大，且受季节性降水、融雪等影响水位变幅较大，最大变幅可达3 m。地下水由大气降水及地下径流补给，以蒸发及向下游径流的方式排泄；地下水的径流方向受地势控制，主要由南向北向径流。

2 工法形成背景

本车站地质主要以中风化泥岩为主，水位埋深4～5.5 m，车站降水设计采用坑外降水管井+坑内集水井施工，车站降水井每天抽水3次，早、中、晚各一次，每次单口井抽水时间约1.5～2.0 min，通过降水井发现基坑水量非常小，多为裂隙水。但在基坑开挖过程中，基面裂隙水较多，渗漏水面广但渗水较小，施工中很难通过堵漏等措施对基面渗漏点完全封闭（围护结构采用灌注桩，桩间距为1.5 m，桩间为泥岩，渗水通过泥岩渗漏），容易造成后续防水施工质量存在缺陷，引起车站内部存在点漏、施工缝渗漏、裂隙渗漏等现象。在车站主体结构施工过程中应严格控制混凝土自身质量同时加强附加防水层施工，严格控制施工缝、穿墙管、预埋件等关键部位防水。

3 施工质量控制措施

3.1 混凝土质量控制

车站防水结构主要以结构自防水为主，混凝土施工质量往往是造成渗漏水较严重部位，多表现在墙体、板底存在明显裂缝，施工注意事项：

（1）车站主体结构施工前为减少砼收缩，防止砼开裂，首先考虑主体结构跳仓施工，避免主体结构砼开裂现象发生。

（2）车站混凝土采用商砼，混凝土必须是高性能、高耐久性，混凝土配制应选用优质水泥，性能良好的矿粉、粉煤灰等矿物掺和材料，严格控制施工材料的选择及混凝土施工配合比。

（3）车站混凝土施工，根据计算，板到墙底每次浇筑混凝土高度约5.7 m，采用泵车泵送，由于泵车前面泵送软管长度2.5 m，全部插入侧墙内，距离底部还有3.2 m左右的高度，超过浇筑高度不大于2 m的要求，必须采取措施防止离析。

（4）浇筑侧墙时，严格分层分段控制，并且严格控制两层混凝土浇筑时间间隔，同时下层振捣后进行上层混凝土浇筑时，振捣棒插入到下层（一般控制在向下插入5 cm），避免造成冷缝现象。

（5）主体结构混凝土配筋率较高，加强部位钢筋间距只有75 mm，减掉钢筋直径，另外考虑到工人钢筋绑扎不够均布，很容易发生净间距不足50 mm，导致50型振捣棒无法插入，30型振捣棒振捣不实，造成墙、板局部振捣不实等问题，过程中可适当预留振捣位置，保证振捣质量。

（6）到场混凝土及时进行坍落度检测，混凝土入泵坍落度控制在120～160 mm，严格控制混凝土的入模温度。

3.2 防水卷材施工控制措施

（1）防水材料进入现场应设专人管理，及时存入专用库房，并办理相关手续。卷材贮存温度不应高于40度；采用架空放置，架空支承点不少于3个，堆放高度不超过4层，禁止在露天存放。

（2）材料进场后及时对原材进行外委试验检测。

（3）基坑开挖到基坑底部后，由于车站裂隙水难以堵漏，底板垫层施工前，对基坑槽底表面渗水部位采用积水明排到集水井，表面干燥后及时浇筑垫层混凝土。

（4）侧墙基面施工前，对渗漏点进行堵漏、引流处理，保证基面坚实、干燥，不得有明水。

（5）防水卷材甩槎部位往往受到后续施工影响，容易破损，施工时采用木板、砖、沙袋等硬质材料进行临时保护。

（6）穿墙管、预埋件施工部位，施工完成后再进行防水施工，防水卷材施工完成后，严禁在防水层上开洞，避免渗漏。

（7）热熔焊接应由专业人员进行焊接，保证焊接质量，同时焊接前应办理动火审批手续。

（8）钢板橡胶止水带定位困难，下料时对使用量计算准确，过长容易造成扭曲，不能保证钢边止水带居中，过短容易造成水平与环向止水带搭接长度不足。

4 防水材料施工方法

4.1 底板、侧墙防水施工

防水层采用双层SBS改性沥青防水卷材，第一层采用SBSⅡPY PE 3类材料，第二层采用SBSⅡPY S4类材料。施工流程：基面处理→卷材铺设→底板、侧墙防水施工→砂浆保护层施工。

4.1.1 基面处理要求

（1）铺设防水层前，割除外露膨胀螺栓、钢板等尖锐物体，清除围檩后C30细石混凝土，用1∶1.25的水泥砂浆抹平，厚度20 mm。检查方法2 m直尺，偏差不超过5 mm。

（2）阴角均采用1∶2.5的水泥砂浆做成50×50 mm的钝角或R≥50 mm的圆角，阳角均做成不小于20×20 mm的钝角或R≥20 mm的圆角，做到有效保护防水材料。

4.1.2 防水层铺设顺序及方法

铺设第一层采用SBSⅡPY PE 3类材料采用水泥钉固定，搭接宽度不小于10 cm。固定时，卷材应铺设平整，避免存在鼓包。

第二层防水层采用满粘法与第一层防水层热熔焊接，第二层卷材搭接宽度10 cm，热熔满粘，两层搭接缝之间长边错开1/3～1/2幅宽、短边错开大于1.5 m。

侧墙防水甩槎注意事项：SBSⅡPY PE 3类材料与SBSⅡPY S4类材料相互之间甩槎300 mm，SBSⅡPY S4类防水材料甩槎长度超出预埋钢筋不小于200 mm。

4.2 顶板防水层施工

顶板防水层主要以涂料防水层、隔离层及保护层组成防水系统，其施工工艺流程如下：基面处理→涂刷底料→铺设加强层→防水涂料涂刷→铺设隔离层→保护层施工（上翻梁泡沫材料保护）。

4.2.1 基层处理要求

（1）顶板浇筑完成后收面处理不小于2遍，平整度控制在5 mm。

（2）检查是否存在气孔、凹凸不平、蜂窝、缝隙、起砂等，当出现大于0.3 mm的裂缝时，应骑缝各10 cm涂刷1 mm厚的聚氨酯涂膜防水加强层，然后设置聚酯布增强层，最后涂刷防水层。

（3）上翻梁阴角部位均采用5×5 cm的1∶2.5水泥砂浆进行倒角处理，阳角做成R≥10 mm的圆角。

4.2.2 防水层施工顺序及方法

（1）清理基面灰尘、浮浆及积水部位，保证基面平整、干燥。涂料施工应分段分块进行，每次面积不宜过大，涂料每层应均匀，厚度采用针测法检查；

（2）涂膜采用多遍完成，一般为3～5遍，每层要相互垂直，各层搭接预留10 cm左右，上下层接缝错开1/3幅宽。

（3）涂膜施工完成检验合格后铺设350#的纸胎油毡隔离层，上翻梁部位采用10 mm的聚乙烯泡沫塑料保护，各工序完成后及时浇筑C20细石混凝土。

4.3 细部构造施工控制

车站水平施工缝和环向施工缝及穿墙管件施工质量往往也是防止渗漏水的关键部位，应采取多道设防的防水措施。

4.3.1 施工缝

环、纵向施工缝钢边橡胶止水带连接前涂抹密封胶，涂抹应均匀，完成后调整止水带位置，左右长度一致，安放到热熔板上，通过卡扣固定牢固，加热焊接。

（1）水平施工缝与垂直施工缝浇筑混凝土前，清理表面浮浆和杂物，涂刷1.5 kg/m2/水泥基渗透结晶型防水涂料，其中水平施工缝施工前铺30～50 mm厚的1∶1水泥砂浆，完成后浇筑混凝土。

（2）顶板、底板（环向）垂直施工缝防水。

前一段混凝土施工前，在其施工缝处板中部（1/2板厚处）水平安装钢边橡胶止水带，其止水带宽度为35 cm。安装时，保证其钢边与水平面的夹角为15°-20°，且使止水带外露预留长度为其宽度的一半，安装后采用木板保护外露部分。

（3）纵向（水平）施工缝防水。

安装侧墙水平施工缝时，下料要准确，考虑与环向施工缝交叉处十字搭接，钢边止水带材料较柔软，过长容易发生扭曲，不宜居中，过短容易影响环向施工缝位置。止水带定位通过放样固定，保证上下和左右居中。

施工缝部位加强层采用单层SBSⅡPY S4类材料（主体结构防水等级为一级），加强层宽度为50 cm，底板加强层铺设面向细石混凝土方，侧墙加强层设置在迎水面，新旧混凝土各埋设25 cm。

4.3.2 穿墙管件

穿墙管件穿过防水层采取刚柔过渡处理。过渡层采用高渗透改性环氧、水泥基渗透结晶型防水材料、聚合物防水砂浆等材料进行加强。

（1）穿墙管涂料防水层时，除进行涂防水加强外，采用柔性或刚性保护层进行保护，并设置止水法兰和遇水膨胀止水胶进行防水。

（2）防水卷材设穿墙管时，采用冷自粘防水卷材和阴阳角设置聚氨酯密封胶进行防水。

5 地铁车站防水工程的施工总结

地铁车站的防水工程，由于从设计到施工中的影响因素多、环节多，所以，在施工过程中严格按图纸、规范及方案施工，控制各工序施工质量，仍是难以控制车站渗漏水问题。

（1）附加卷材施工是对车站形成一个全封闭的隔水层，从卷材、顶板涂料、细部构造及施工缝钢边止水带施工，由于施工工序多，交叉作业严重，保护措施不当，防水难以发挥到极致。

（2）基面平整度往往由于桩体倾斜、基岩破除损害严重，喷射混凝土平整度很难达到设计要求，造成卷材铺设平整度存在鼓包，空洞现象。

（3）车站以自防水为主，结构混凝土施工质量是控制的关键，但影响因素较多，难以保证其质量，具体表现为：①到场混凝土性能达不到配合比要求；②商品混凝土原材不受控制；③混凝土浇筑气候、环境影响有较大差异，施工方法选择，现场振捣，养护、拆模时间等都可能造成混凝土自身容易产生裂缝。

（4）各道施工缝处理是施工薄弱环节，在混凝土浇筑完成后凿毛不彻底。

6 结语

地下车站防水施工是一个系统工程，引起渗漏水原因很多，结合乌鲁木齐4号线北广场车站防水施工质量控制，通过加强主体结构自防水，做好段落划分，严格浇筑过程控制，加强施工振捣及养生落实，同时加强防水层每道工序自检制度，对防水层甩槎保护和接槎、细部构造处理等进行严格控制，车站防水施工取得了良好效果，为类似工程提供施工经验。