地铁施工过程中的防水技术分析

张国新

（中铁建华南建设有限公司，广东 广州 511466）

0 引言

地铁作为一种地下交通方式，其建设过程中防水工作的重要性不言而喻。地铁线路经过的地质环境复杂多变，地下水位高、土层含水量大等因素给防水工作带来很大挑战。因此，在地铁施工过程中，必须采取一系列的防水关键技术来确保地铁站点和隧道结构的安全稳定运行。

1 地铁施工的重要性和复杂性

地铁施工的重要性不言而喻。

首先，地铁作为城市交通的重要组成部分，对于缓解城市交通压力、提高出行效率具有重要意义。

其次，地铁施工涉及地下空间的利用，需要克服地下水、地质条件等自然因素的制约，同时还要兼顾周边建筑物的安全。

最后，地铁施工还需要考虑环境保护、节能减排等问题，确保施工过程中不会给周边环境造成不良影响。

地铁施工的复杂性主要体现在以下几个方面：一是技术难度大，需要采用先进的设计和施工技术；二是工程量大，需要投入大量的人力、物力和财力；三是安全问题突出，需要严格遵守安全规定，确保施工过程中不会发生安全事故；四是协调工作繁琐，需要与多个部门进行沟通协调，确保施工顺利进行[1]。

2 防水技术在地铁施工中的关键作用

首先，防水技术在地铁施工中起到保护地下结构的关键作用。地铁隧道和站台等地下结构常受到地下水位、地表水渗透等因素的影响，如果不进行有效防水处理，可能导致地下空间被水侵蚀，引发地质灾害，损害地铁工程的稳定性和安全性。

具体来说，在地铁施工过程中，需要采取各种防水措施来保护地下结构。比如，在隧道围岩中喷射水泥浆，在隧道壁面涂抹防水涂料，在站台外围设置防水墙等，这些防水措施的目的是防止地下水沿围岩缝隙渗入隧道，或者从站台表面渗入地下结构。如果防水效果不好，长期大量地下水的渗入会给地铁结构的稳定性产生负面影响。严重情况下，可能出现围岩开裂、地基下陷、站台倾斜等安全隐患。此外，水分的侵入也会腐蚀地下金属结构，降低地铁运营的安全性。

其次，防水技术对地铁设备和电气系统的保护至关重要。地铁电气系统包含牵引变压器、开关设备、供配电系统、信号系统、监控系统等，这些设备和线路对水分极为敏感。如果防水措施不到位，长期受潮不仅会加速设备老化，还可能导致绝缘性能下降、电气腐蚀、短路故障等问题发生，严重危害地铁运营安全。若水分渗入牵引变压器、开关设备等设备中，可能直接造成大面积停运事故。此外，水分也可能渗入与列车运行安全相关的信号、调度系统，导致运营异常。因此，必须采取严密的防水措施，隔绝水分侵入，确保这些精密设备可以长期稳定、可靠地运行，防止发生影响地铁运营的各类故障事故[2]。

最后，防水技术在地铁施工中对保障乘客出行舒适度和安全性也起到重要作用。

如果地铁站内防水效果不佳，长期受潮渗水，不仅站台、换乘通道地面会积水滑腻，还可能导致天花板、墙体渗水，这些情况会严重影响乘客的出行安全。地面湿滑容易导致乘客滑倒受伤；墙体渗水还可能导致装饰材料脱落砸伤乘客。此外，高温多湿的环境也会让乘客感到极度不适。反之，如果地铁站防水效果好，站内环境保持干燥，不仅地面干爽整洁，还防止了渗水带来的安全隐患，大幅度提升了乘客通行的舒适性和安全性。

3 地铁施工过程中的防水问题

3.1 地下水的影响

首先，地下水位的高低会对防水层的施工效果产生影响。如果地下水位较高，防水层可能无法有效阻止水分渗透，导致地下水与地下结构接触，进而引发渗漏问题。

其次，地下水的水质也会对防水材料的选择和使用产生影响。一些地下水可能含有腐蚀性物质，如果防水材料不具备抗腐蚀性能，可能导致防水层的损坏和失效。

最后，地下水的压力还可能对防水层的稳定性产生影响。在地下水压力较大的情况下，防水层可能受到挤压而产生破损或变形，从而影响其防水效果。

3.2 施工过程中的渗漏问题

在地铁隧道的施工过程中，存在地下水是一个常见的问题。由于地下水的压力和渗透性，可能导致水从土壤或岩石中渗透到隧道内部，不仅会破坏隧道结构的完整性，还可能导致地面沉降、土壤流失和环境污染。此外，地铁车站和地下设施的施工还面临着渗漏的风险[3]。

3.3 地铁运营中的防水挑战

首先，地铁线路大多处于地下较深处，周边存在大量地下水。车站及隧道结构会受到地下水压力的长期作用，防水系统易发生老化、开裂等问题，导致地下水渗入车站内。

其次，道床及站台处的防水层也可能因老化或施工质量问题出现开裂、断层等缺陷，地表渗水也会渗入并汇集，形成水患。

再次，大量乘客出入也会带来大量水分。这些水分通过各类管线接口、疏漏的接头以及破损处渗入，严重影响车站内环境。

最后，由于地铁系统内存在诸多金属结构，长期受水分影响极易发生腐蚀问题，不仅影响行车安全，还降低了设施使用寿命。

4 地铁施工防水技术体系与质量控制要点

4.1 防水材料的选择和使用

4.1.1 防水材料的种类和特性

首先，常见的防水材料包括聚合物改性沥青、高分子聚合物、水泥砂浆等。聚合物改性沥青具有优异的耐候性和抗老化性能，能够有效抵御外界环境的影响，适用于地铁隧道的大面积防水。高分子聚合物则具有良好的柔韧性和延展性，能够适应地铁隧道的变形和振动，同时具备优异的耐化学腐蚀性能。水泥砂浆则是一种传统的防水材料，通过调整配合比和使用特殊的添加剂，可以使其具备良好的密实性和耐久性。

其次，防水材料的特性也非常重要。一是材料的耐水性，好的防水材料应具备较高的水密性，能够有效阻止水分渗透；二是材料的耐久性，地铁工程需要长期使用，因此防水材料应具备足够的耐久性，能够经受住时间和自然环境的考验；三是材料的施工性能，地铁施工过程中的防水工作需要快速、方便地进行，而选择具备良好施工性能的材料可以提高施工效率和质量。

4.1.2 防水材料的选用原则

首先，防水材料的选择应考虑工程所处的地质环境和水文地质条件，不同地区的地质条件存在差异，如地下水位高低、地层透水性等，需要根据具体情况选择适用的防水材料。例如，在地下水位较高地区，应选择具备较高抗渗性能的材料；而在有腐蚀性地下水存在的地区，应选择具有耐化学腐蚀性能的材料。

其次，防水材料的选择还应符合国家相关标准和规范的要求，保证其质量和可靠性。

最后，需要关注材料的施工性能，选择易于施工和维护的材料，以提高施工效率和维护质量。

4.1.3 防水材料的正确使用方法

首先，在施工前需要进行详细的材料准备工作。根据施工图纸和设计要求，准确计算所需防水材料的用量，并进行合理的包装和储存。还需要对防水材料进行质量检查和验收，确保材料的质量符合标准要求。

其次，不同类型的防水材料有不同的施工方法和要求，在施工过程中施工人员需要严格按照防水材料的正确施工方法进行操作。例如，聚合物改性沥青需要采用热熔法进行铺设；高分子聚合物需要采用涂刷或喷涂的方式涂覆；水泥砂浆需要采用搅拌和压实的方式进行施工[4]。

最后，需要注意施工环境和条件对防水材料使用效果的影响。如气温、湿度等因素可能影响材料的黏结性和固化速度，因此在施工过程中需要控制好环境条件。另外，对于一些特殊部位或特殊要求的防水工程，可能需要采取特殊的施工措施和技术手段，以确保防水效果的实现。

4.2 防水设计和施工技术

4.2.1 防水设计的原则和方法

防水设计应遵循“防、排、截、堵”的基本原则。其中，“防”是指通过选择合适的防水材料和构造措施，提高结构的防水性能；“排”是指合理设置排水系统，确保积水可被迅速排出，避免水患的发生；“截”是指采取有效的截水措施阻止地下水或外界水源的渗透；“堵”是指修补和加固可能存在的渗漏点和薄弱环节，防止水的渗入。

防水设计方法的选择需要综合考虑工程的特点和要求。例如，在地铁车站的设计中，需要考虑站台、出入口、地下通道等部位的防水需求，可以采用防水层、防水涂料、防水胶带等多种材料的综合应用，形成多层次的防水体系。同时，需要根据工程地质条件和水文地质情况，合理选择防水设计方案，如采用自流平、预应力等技术手段来增强防水效果。

4.2.2 防水施工的步骤和技术要求

首先，防水施工需要按照设计要求进行准备工作，包括对施工区域进行清理和处理，确保表面平整、干燥，并清除杂物和油污等。同时，需要进行材料的准备和检验，确保所使用的防水材料符合标准要求。

其次，地铁施工中的防水措施可以分为施工过程防水和施工后防水加固两大类。施工过程防水主要采用Outil 模板防水和Val 卡防水技术。Outil 模板防水是在明挖支护墙外侧安装防水板，在其接缝及与支护墙的接口处进行防水材料黏结，形成地下流体的隔离屏障。Val 卡防水则用于管片接头或其他结构物接缝处的防渗漏。两者的主要目的是切断地下水与车站内部的联系[5]。

明挖施工完成后，需要对结构体表面进行防水加固处理，称为涂膜防水。常用材料有聚氨酯水泥涂料、SBS 沥青乳液、氨基树脂涂料等。这些涂料具备良好的延展性和附着力，可提升结构体的防水性能。施工过程还需要控制表面干燥，确保涂层全面固化。在施工过程中，需要注意控制好温度、湿度和施工速度等因素，以确保材料的黏结性和固化效果。

最后，防水施工还需要做好细部处理和接缝处理工作。细部处理包括对管道穿墙、阴阳角、地漏等部位的防水加强措施，如设置防水环、密封胶等；接缝处理是指对不同防水材料之间的接缝进行封闭处理，以防止水分渗透。细部处理和接缝处理的质量和严密性直接影响到防水工程的效果和耐久性。

4.3 防水质量检测和评估

4.3.1 防水质量检测的方法和标准

防水质量检测需要采用多种方法，包括水压试验、水位观测、渗漏探测等。水压试验是通过施加一定的水压力来测试防水层的密封性能和耐压能力；水位观测是通过监测地下水位的变化来判断防水层的效果；渗漏探测是通过使用无损检测设备来发现可能存在的渗漏点和薄弱环节。防水质量需要依据相关标准和规范进行评估。国家和地方相关部门均制定了一系列的防水材料和防水工程的标准和规范，如国家标准《地下工程防水技术规范》（GB 50108—2008）；由北京市轨道交通建设管理有限公司于2022年8 月1 日发布，自2022 年9 月1 日起实施的《轨道交通车站工程施工质量验收标准》（QGD-006—2022）等。此类标准和规范对于防水材料的物理性能、防水层的厚度和密实性、接缝处理的质量等方面都有明确的规定和要求。

4.3.2 防水质量的评估和改进措施

首先，防水质量的评估需要采用多种方法进行综合评价。除了上文所提到的外，还可以通过现场检查、抽样检测等方式对防水工程进行全面评估。例如，可以对防水层进行外观检查，观察是否存在破损、起泡、开裂等问题；也可以抽取样品进行物理性能测试，如抗压强度、耐化学腐蚀性能等。

其次，需要根据评估结果制订相应的防水质量改进方案。如果评估发现防水层存在质量问题，需要及时采取修复和加固措施。例如，对于破损或起泡的防水层，可以进行修补或更换；对于接缝处存在渗漏的情况，可以重新进行密封处理。

最后，需要分析出现质量问题的原因，并采取预防措施，避免类似问题的再次发生。例如，加强施工过程中的质量控制，提高工人的技术水平和操作规范性，优化防水材料的选择和使用方法，确保其质量和可靠性。

5 结语

地铁施工过程中的防水技术是保障地铁工程顺利进行和长期使用的关键因素之一。通过合理的前期勘察与设计、严格的施工工艺控制以及合适的材料选择与应用，可以有效解决地铁施工过程中的防水难题，提高工程质量和安全性。未来，随着科技的不断进步和经验的积累，地铁施工防水技术将会不断完善和发展，为城市交通事业的发展作出更大的贡献。