地铁防水工程常用材料标准与质量控制

张 凯 刘 忠 常芳芳

黄河水利科学研究院（450003）

0 前言

防水工程是地铁工程建设的重要环节，是地铁工程质量的基础。必须从筹建开始就重视对地铁防水工程进行全体系、全方位、全过程的质量保障控制。在影响地铁防水工程质量的设计、材料、施工和管理等主要因素中，防水材料是决定防水工程质量的基础物质条件。

目前，防水材料种类繁多，质量参差不齐，一些产品仅有企业标准，因此，了解掌握防水材料主控性能指标和质量标准要求，合理选用防水材料对防水工程质量控制具有现实意义。

1 地铁防水材料选用原则

防水材料是关系整个防水工程质量的关键，工程选用时应综合考虑以下几方面的因素。

1）具有良好防渗性、环保性和适应外力影响的能力，符合设计要求。

2）适合当地气候和施工环境条件。

3）种类不宜过多，考虑多种材料搭配使用的相容性。

4）施工工艺简便易学，适应施工人员的技术水平。

5）性价比合理，供货能力满足施工需要。

6）新材料必须通过试验或鉴定，得到设计单位和建设单位的认可备案。

2 地铁防水工程常用材料及标准

虽然地铁防水工程因所处地域气候环境和地质条件不同而使防水结构存在差异， 但总体而言，地铁防水工程大都是以混凝土结构自防水为主，以施工缝、变形缝、穿墙管、洞口、桩头等细部构造的防水为重点，并在结构迎水面设置柔性外包附加防水层[1-2]。不同的设计和施工方法决定了地铁防水材料使用的多样性。 按功能不同，地铁防水材料可分为刚性防水材料、接缝材料、防水卷材、防水涂料、填缝胶粘材料和辅助材料等[3]。

2.1 刚性防水材料

结构混凝土自防水是最根本有效的刚性防水屏障，为提高结构自防水混凝土密实质量，减少内部孔隙和渗水通道，抑制裂缝产生，结构自防水混凝土原材料应注意把控： ①宜采用低热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级宜≥42.5 MPa；②矿物掺合料中的粉煤灰不应低于二级、烧失量≤5%，硅粉比表面积≥15 000 m2/kg、二氧化硅含量≥85%；③外加剂不得含有氯化物，速凝剂初凝时间≤5 min，终凝时间≤10 min；④砂含泥量≤3%，石子含泥量≤1%，吸水率≤1.5%，不应有碱活性；⑤混凝土总碱含量不大于3.0 kg/m3，氯离子含量和三氧化硫含量不应超过胶凝材料总量的0.1%和4%。

常用刚性防水材料及标准见表1。

表1 常用刚性防水材料

2.2 接缝材料

为有效控制结构自防水产生有害裂缝， 结构混凝土自防水工程一般根据自身特点合理设置施工缝、变形缝、后浇带，采用配置补偿收缩防水混凝土、设置膨胀加强带等措施，减少混凝土硬化过程及由温度变化所产生裂缝。 接缝材料的质量控制要点包括：①不得使用由再生料生产的橡胶类止水带；②锌钢板止水带的镀锌层质量应满足GB/T 2518—2008 要求；③遇水膨胀止水条（胶）应具有缓胀性能，7 d 净膨胀率不宜大于最终膨胀率的60%，最终膨胀率宜大于220%；④应注意遇水膨胀材料储存和施工防雨水措施，防止提前膨胀。

常用接缝材料及标准见表2。

表2 常用接缝材料

2.3 防水卷材

防水卷材主要用于外包防水层， 为结构自防水混凝土提供额外防护。 防水卷材应重点把控的质量参数：①可溶物含量偏低，易导致在使用过程中耐老化性能差，降低使用年限；②耐热性反映温度升高时防水卷材的抗流动性，耐热性不良的卷材高温场合下易变形流淌，在有坡度的情况下涂盖层滑动失去防水作用；③低温柔性体现材料在低温条件下抵抗基层开裂的能力或保持伸长的能力，质量不良的卷材在冬季或低温下承受基层变形能力较差，材料易发硬开裂失去防水功能；④拉伸性能差，一旦基层发生变化，不合格材料就会被扯断或裂开出现渗漏；⑤加热伸缩量不合格，产品高温时易产生开裂会造成渗漏；⑥体现改性沥青防水卷材热溶后相互之间黏结性能的接缝剥离强度若不合格，在使用过程中基层膨胀时， 易造成卷材搭接处拉开失效渗水；⑦预铺防水卷材的防窜水性、无处理状态下与后浇混凝土的剥离强度。

常用防水卷材及标准见表3。

2.4 防水涂料

防水涂料包括无机防水涂料、有机防水涂料。无机防水涂料可选用掺外加剂、掺合料的水泥基防水涂料，宜用于防水主体结构背水面。 有机防水涂料可选用反应型、水乳型等涂料，宜用于防水主体结构迎水面。防水涂料质量控制要点包括：①潮湿基层宜选用与潮湿基面黏结力强的无机或有机涂料，或做成先无机后有机的复合防水涂层；②冬季施工适宜选用反应型涂料，溶剂型涂料不宜在冬季施工的封闭地下空间中使用，使用水乳型涂料时温度不得低于5 ℃；③聚合物水泥防水涂料应选用Ⅱ型产品；④水泥基防水涂料涂层厚度应≥1.0 mm，单位面积用量应≥1.5 kg/m2。

表3 常用防水卷材

常用防水涂料及标准见表4。

表4 常用防水涂料

2.5 填缝胶粘与辅助材料

填缝胶粘材料主要用于施工缝、变形缝、穿墙管、洞口、盾构管片接缝等细部构造的缝内嵌缝防水或止水，包括聚氨酯密封胶、密封垫圈、聚硫密封胶、遇水膨胀止水胶、聚乙烯闭孔泡沫板及管片施顶防裂丁青软木橡胶垫板等（见表5）。 辅助材料包括土工布、土工膜、玻纤网格布、膨润土、注浆管等（见表6）。

表5 常用填缝胶粘材料

表6 常用辅助材料

3 防水材料的质量控制

3.1 原材料进场检测

地铁防水工程使用的材料应有产品合格证和性能检测报告，进场后还需委托有相应资质能力的单位进行见证取样和监理平行检测。 另外，根据不同材料的检测周期和施工进度合理把握材料进场时间。 如果提前进场，一旦存储不当，防水材料容易出现变质发霉和生锈的现象，但滞后进场可能影响检测。 如混凝土抗渗配合比设计一般需要2 个月，其原材料中的水泥、 外加剂检测周期为1 个月，也就是说至少需要提前2 个月考虑抗渗混凝土原材料问题。

3.2 作好新老标准衔接

随着产品研发与生产技术进步，国家或行业标准一般5-10 年会对原标准进行修订或制订新的标准。 如工程应用实践发现，《预铺/湿铺防水卷材》（GB/T 23457—2009）将预铺、湿铺两类不同产品放在一个标准中容易造成选材和施工误导，故将原标准变更为 《预铺防水卷材》（GB/T 23457—2017）和《湿铺防水卷材》（GB/T 35467—2017） 两项标准[4]。实际工程中很多情况是设计标准为旧版本，而实际施工期间又颁布了新标准， 究竟执行新旧哪个标准，笔者认为应分两种情况考虑：①如果设计未变更时宜采用旧标准，因为执行新标准可能造成检测结果虽然满足设计指标，但可能出现不满足产品新标准要求的矛盾，不利于工程通过合格验收；②如果依照产品新标准进行了设计变更，则应采用新标准有利于提高工程质量。

3.3 防水材料检测存在的问题

依据 《地下防水工程质量验收规范》（GB 50208—2011）第3.0.8 条：地下工程使用的防水材料及其配套材料，应符合现行行业标准《建筑防水涂料中有害物质限量》（JC 1066—2008）第4.3.3 条：在进场材料检验的同时，防水卷材接缝粘结质量检验应按附录D 进行“胶粘剂的剪切性能试验”和“胶粘剂的剥离性能试验”。 但实际工作中，很多单位并未委托相关检测项目。

《建筑防水工程现场检测技术规范》（JGJ/T 299—2013）明确了基层现场检测包括平整度、含水率、表面正拉粘结强度等，用于判定基层是否符合防水层施工条件； 防水层现场检测包括粘结强度、厚度、剥离强度、柔性及不透水性等，用于检验防水层的性能是否符合设计和使用要求。 实际执行情况并不理想。

4 结语

地铁防水工程质量受多方面的影响。 良好的防水设计，严密的组织和质量保证体系，负责的监理队伍，合理的专项施工方案及专业的防水施工单位能够有效保障地铁防水工程质量，但严把防水材料质量关是确保地铁防水工程质量的基本条件。 今后，还应鼓励加强防水基础理论和测试方法的研究，为提高地铁防水工程质量提供技术支撑。