北京地铁大兴线义和庄站防水施工要点

刘子杰

(北京住总集团有限责任公司,北京 100000)

0 引言

防水技术工程是一个非常复杂的系统工程,需要经过多方面的考虑和设计,才能确保其效果。防水的效果是地铁工程施工质量的重要指标之一,因为它直接关系到地铁运行的安全以及工程的耐久性。在地铁建设过程中,城市地下会存在含有酸性和碱性的地下水,这类地下水会对建设地铁所用到的混凝土结构造成严重损害,给混凝土内部的钢筋带来影响,从而降低混凝土的强度。此外,为保证地铁正常运行,必须要确保地铁内部干燥,保证地铁内部的零件、通讯设备、轨道等不会发生受潮而失灵的情况。在地下工程结构外部和结构本身设置有效的防水措施,将阻止地下水的渗入,保障地下工程空间的功能需求和轨道交通运营安全、结构耐久性要求。

地铁车站是由地铁站台和相应的设备房、地下商场、进出口等组成的复杂建筑。作为地铁运营的核心部分,地铁车站在施工过程中需要特别注意防水工程。如果地铁车站的防水工程质量不好,会造成很多安全问题,严重的时候还会影响地铁的正常运营。因此,掌握好地铁车站防水施工技术,并将技术发挥到位,这会有效地保障地铁安全平稳运行。本文结合北京地铁大兴线工程谈谈城市轨道交通地铁车站防水施工技术。

1 工程概况

本工程为北京地铁大兴线工程土建施工01合同段,包括义和庄站及黄村火车站—义和庄站盾构区间。其中义和庄站位于大兴区黄村新源大街路下,车站共有4个出入口、2个风道、1个疏散口,1号出入口设置在东南象限,2号出入口设置在东北象限,3号出入口设置在西北象限,4号出入口设置在西南象限。

车站主体总长211.2 m,总宽20.7 m。为单柱双跨岛式站台车站,2层框架结构,车站主体采用φ800 mm@1 400 mm钻孔灌注桩+φ609 mm,t=14 mm钢管内支撑作为基坑围护结构,附属结构除1号、2号出入口过新源大街路口处采用φ800 mm@1 400 mm钻孔灌注桩+φ609 mm,t=14 mm钢管内支撑形式,其余部分采用土钉墙支护形式,结构采用明挖顺作法施工。在车站两端均设有盾构始发井。

根据提供的勘察报告,义和庄站的地下水位标高为16.46 m。义和庄站标准段基坑深度为16.4 m,坑底标高为20.04 m,基坑最深处为车站两端盾构井处,基坑深度为17.33 m,坑底标高为20.97 m。考虑了水位的丰枯变化后,仍处于层间潜水水位以上。故在基坑开挖过程中,采取明挖排水措施。

本标段工程结构大部分受到台地潜水-层间水和承压水两层地下水的影响,做好防水工程是施工控制的重点之一。加之车站主体与其附属结构、车站与区间接口较多,众多的接口,不同的断面形式,增加了接口防水的难度。

2 防水施工

2.1 防水标准及体系

2.1.1 防水原则

1)本标段的地下结构防水设计是一项复杂而又重要的工作,必须充分考虑到工程地质、水文地质条件、结构特点、施工方法等因素的影响,才能制定出合理的防水方案。在设计防水方案时,需要遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”原则来确保其可行性和稳定性[1]。

2)在钢筋混凝土结构的防水设计中,自防水技术是一种高效、可靠的防水方法。它以结构自身为防水体系的基础,通过采取一系列防水措施来控制结构混凝土裂缝的开展,增加混凝土的抗渗性能[2-3]。自防水体系的设计应根据具体的工程情况,充分考虑结构的使用环境、荷载等因素,制定出合理的防水方案。

2.1.2 防水标准

1)地下车站及机电设备集中区段防水等级为一级,这意味着必须对渗漏问题采取严格的控制措施,确保结构表面始终保持干燥清洁,不存在任何湿渍。

2)区间隧道及联络通道等附属的隧道结构防水等级为二级,顶部不能有任何滴漏,其他部位不允许发生漏水现象,并且结构表面可以存在少量湿渍。总湿渍面积不大于总防水面积的6/1 000;任意100 m2防水面积上,湿渍不能超过4处,单个湿渍的最大面积不大于0.2 m2。

2.1.3 地下结构防水体系

本工程明挖车站及其附属结构的防水设计采用了两道防线:柔性防水夹层和结构自防水[4-5]。这两种防水手段都是为了确保防水效果的安全、可靠。在实际的施工中,还需要考虑降水方案,以保证施工过程中不受水的干扰。防水体系详见图1。

2.2 车站主体及附属结构防水施工

2.2.1 车站主体防水施工

车站侧墙外包防水层选用双层SBS防水卷材,即一层SBS Ⅱ PY S4与一层SBS Ⅱ PY PE4,其中单面砂的S4型卷材砂面朝向保护层。本站需要SBS防水约23 000 m2。车站顶板防水层选用2.5 mm厚环保型聚氨酯防水涂膜。其断面图如图2所示。防水的施工顺序及分段分步以配合结构施工为准,具体施工顺序如图3所示。

2.2.2 特殊部位的处理

1)施工缝:在工程施工中,为了加强防水措施,施工缝需要采用中埋式钢边橡胶止水带、背贴止水带及水泥基渗透结晶型防水砂浆。止水带固定在结构钢筋上的间距不得大于400 mm,固定应牢固、可靠,不得出现扭曲、变形等现象。止水带部位的混凝土要充分振捣,保证施工缝部位的混凝土充分密实,如图4,图5所示。

2)变形缝:为进一步增强变形缝的防水能力,本工程采用以下三种防水措施:中埋式钢边橡胶止水带、背贴止水带以及聚硫嵌缝膏。中埋式钢边橡胶止水带和背贴止水带都可以起到有效防水的作用,它们可以在变形缝处起到加强、防漏、密封的作用,以确保建筑物的结构安全可靠。同时,在结构内侧设置300 mm×30 mm接水盒也可以防止积水对变形缝的损坏,见图6。

3)SBS防水卷材:为了确保防水层的质量和性能,本工程需要在混凝土垫层和围护结构表面没有明水的情况下施工。如果发现有明水,应首先进行堵漏处理,直到基层表面完全干燥后再进行找平层施工。表面应坚实、基本干燥,不得有酥松、掉灰、空鼓、裂缝、剥落和污物等不良现象存在。采用点粘铺设法将卷材与围护结构找平层和底板垫层粘合在一起。而两道防水层之间则采用更加牢固的热熔满粘法进行铺设,以确保不会出现漏水等问题。此外,在铺贴底部卷材时,一定要注意加热均匀,避免过度加热或烧穿卷材,从而影响防水层的质量和性能。当防水层的铺设完成并且验收合格后,需要及时施作防水层的保护层。对于底板,一般采用50 mm厚的细石混凝土进行保护,它可以有效地保护防水层不受外部环境的影响。而对于侧墙,则采用20 mm厚1∶2.5水泥砂浆进行保护,这样不仅可以起到保护作用,还可以平整表面,使得整个结构更美观、牢固。

4)聚氨酯防水涂膜:首先,对于基层表面的处理,应该注意去除所有尖锐的突出物,如钢筋头等,并修补可能存在的裂缝,以确保基层表面平整、结实。其次,对于基层阴角部位,需要将其做成50 mm×50 mm的倒角,从而避免因为角部位的结构变化导致渗漏。在基层经过验收合格后,才能施工防水层。此时,需要优先处理防水层的阴阳角部位以提高这一区域的耐水性和防水性。在处理完防水层的阴阳角部位后,可以开始涂刷大面积的防水涂料。需要注意的是,防水层施工完毕后需要进行严格的验收,确保施工的质量符合技术标准和规范要求。最后,及时施作隔离层及浇筑细石混凝土保护层。隔离层可以有效地防止防水层被损坏或磨损,浇筑细石混凝土保护层则可进一步保证施工防水层的持久性和防水效果。

5)柔性防水层:为保证地铁结构的防水效果,柔性防水层的施工顺序如下:a.底板的施工首先需要施作混凝土垫层,以确保底层的平整度和承载能力。接下来,铺贴两层4 mm厚的砂面聚酯胎体SBS改性沥青卷材防水层,以保证层间黏结牢固,并且可以有效地隔离水分。然后,在防水层上铺设50 mm厚的细石混凝土保护层,以增强防水层的耐久性和稳定性。最后,浇筑防水混凝土结构底板,以形成整个底部的坚固防水层。b.侧墙的施工。在围护桩墙上先施作水泥砂浆找平层,以确保侧墙表面的平整度。接着铺贴两层4 mm厚的砂面聚酯胎体SBS改性沥青卷材防水层,并在其表面抹20 mm厚的水泥砂浆保护层,以保证侧墙的防水效果。最后,浇筑防水混凝土结构侧墙,以形成整个侧面的坚固防水层。c.顶板的施工。首先,需要施工防水混凝土结构顶板并找平。然后,在其表面施作2.5 mm厚的单组分聚氨酯防水涂料,以便于施工,并可以有效地防止水渗漏。接下来,铺设纸胎油毡隔离层,以增强整个防水层的韧性和稳定性。然后,在隔离层上铺设70 mm厚细石混凝土保护层,以保护防水层免受外力的损害。最后,进行素土分层回填夯实,以确保整个防水系统的稳固和可靠。

2.2.3 车站附属结构防水施工

附属结构断面形式多,断面变化交接处也较多。断面变化的地方及施工缝、变形缝的防水处理是结构防水的关键。

本标段车站附属结构包括4条出入口、2条风道及4个疏散口,均为明挖法施工。防水做法与车站主体结构对应防水做法相同。

3 结语

本文结合北京地铁大兴线工程土建施工01合同段义和庄站车站,对车站明挖排水施工的防水施工技术进行了分析。本工程对施工缝、变形缝等特殊部位进行加强处理,并针对SBS防水卷材、聚氨酯防水涂膜等材料提出了具体的施工步骤,有效地提高车站的防水质量。因此,加强对防水技术的研究和应用,在实际工程中选用适当的防水材料和施工方法,可以提高地铁结构的耐久性和安全性,保障地铁安全平稳运行,为城市发展和人民生活质量的提高做出积极贡献。