1、軌道交通工程防水技術綜述摘要：對在建和已建城市軌道交通采用明挖結構和礦山法結構施工的地下工程所選用的柔性防水材料及細部構造防水技術進行了綜合論述。關鍵詞：城市軌道交通；防水工程；明挖法；礦山法；柔性防水材料；細部構造 軌道交通地下工程土建工法較多，施工工藝比較復雜。在制定防水方案時，根據(jù)土建工法確定防水材料的種類和細部構造防水措施，選擇更易于施工、安全環(huán)保、適合本地氣候條件及地下水文地質的柔性防水層材料，是防水設計的重要內容。1、軌道交通地下防水工程的基本特點 城市軌道交通地下防水工程不同于其他地下工程，主要有以下幾個基本特點： 1）防水材料應具有優(yōu)異的耐久性 軌道交通工程主要受力構件的使用年

2、限應達到100年以上，因此選用的柔性防水材料應具有與結構使用年限相匹配的耐久性。 2）防水設防等級較高 軌道交通地下工程屬人員密集場所，機電設備較多。對車站、人行通道和機電設備集中區(qū)段，要求達到一級防水標準，其他區(qū)間隧道等附屬結構要求達到二級防水標準。 3）柔性防水層工作環(huán)境復雜 軌道交通地下工程長期受列車振動荷載的作用，同時，地下水的水位、酸堿度、微生物以及凍融環(huán)境等均對防水層的質量和耐久性帶來不利影響。 4）地下工程土建工法復雜 城市軌道交通地下工程的土建工法包括了明挖順筑、蓋挖順筑、蓋挖逆筑、礦山法（包括暗挖逆筑、暗挖順筑）、盾構法、頂管法等多種工法，有時一個地下車站采用了3種以上的土建

3、工法，這就決定了地下工程防水的復雜性。 5）柔性防水層施工要求高 城市軌道交通工程施工場地有限，基坑多采用圍護樁或地下連續(xù)墻支護，決定了側墻柔性防水層大多采用“外防內貼”法施工，成品保護困難，對防水層的完整性和不竄水性要求較高。 6）施工周期長 城市軌道交通地下防水工程一般最少需要1年的時間，因此要求選用的防水材料應同時具有較好的高、低溫施工性能，防水層耐雨水、耐凍融、耐粉塵等性能要好。2、明挖法結構柔性外包防水2.1柔性防水方案城市軌道交通地下工程明挖結構土建工法包括明挖順筑、蓋挖順筑、蓋挖逆筑等。在進行防水方案討論時，結構頂板必須設置柔性防水層已經(jīng)得到了廣泛的認可，但對于底板和側墻是否需要

4、設置柔性防水層，每條新建軌道交通的防水方案在確定前都要進行一番爭論，爭論的焦點是選用柔性半包防水方案還是選用全包防水方案。這兩種方案的對比見表1。 半包防水方案和全包防水方案到底哪個更好，滲漏量和堵漏維修費用每年投入多少，目前尚無具體量化指標比較。國內目前在建和已建地鐵工程大多采用柔性全包防水方案，僅個別城市以及個別地下車站由于結構型式等原因采用了半包防水方案，見表2。2.2柔性防水材料選擇 選用柔性防水材料時，一般遵循“材料品種不宜過多，應具備環(huán)保、經(jīng)濟、施工簡便及與土建工法匹配的特性，適應當?shù)氐奶鞖?、環(huán)境條件，具有成品保護簡單等優(yōu)勢，優(yōu)先選用不易竄水的防水材料或防水系統(tǒng)”的原則。 由于軌道

5、交通地下工程大多采用圍護樁或地下連續(xù)墻支護的結構型式，其鋪設防水層時，結構底板均采用“外防內貼”法，頂板均采用“外防外貼”法，側墻大多采用“外防內貼”法，僅局部采用放坡施工的側墻采用“外防外貼”法。因此在選用防水材料時，一般根據(jù)防水層設置部位的不同選用不同種類的防水材料。 國內目前在建和已建地鐵工程中，明挖結構采用的防水層材料種類見表3。根據(jù)表3的匯總結果，目前國內新建地鐵工程中，結構頂板多采用涂料類防水材料，其防水質量經(jīng)過實踐檢驗是能夠滿足設計要求的。而側墻和底板柔性防水材料中，由于預鋪防水卷材和膨潤土防水材料具有不易竄水和施工簡便的特點，在地鐵工程中也得到了越來越廣泛的應用。2.3常用柔性

6、防水材料的施工性能比較 每種防水材料都有其特定的施工工藝，如基層處理、安裝鋪設方法、成品保護要求等，其施工難度不同，影響防水質量的因素也不同，如施工人員的熟練程度、鋪設質量、各種環(huán)境條件對鋪設質量的影響、成品保護和澆搗混凝土等。 防水材料的選用應重點考慮以下3個方面的因素：一是選用的防水材料的性價比；二是所選用防水材料的施工工藝不能過于復雜，應盡量符合目前國內現(xiàn)場施工人員的素質；三是應符合當?shù)氐臍夂驐l件和水文地質條件及土建施工工法。 國內地鐵工程中常用的柔性防水材料施工性能見表4。2.4柔性防水層施工工藝概述 1）當防水層采用“外防內貼”法鋪設時，防水卷材應采用空鋪、點粘、條粘或機械固定法鋪設

7、，避免內部結構與圍護結構之間出現(xiàn)差異沉降時對防水層造成破壞。當防水層采用“外防外貼”法鋪設時，防水層與結構表面應滿粘，不得出現(xiàn)空鼓部位。明挖車站的基本構造設計見圖1。 2）側墻防水層之間的過渡構造，包括直接過渡和間接過渡兩種做法，見圖2 3）防水加強層做法根據(jù)細部構造部位及防水材料的材質有所不同，具體做法如下： 陰陽角加強層一般先于防水層鋪設，但當采用“外防內貼”法鋪設自粘防水卷材時，宜先鋪防水層，再鋪防水加強層。 施工縫防水加強層應位于結構迎水面和防水層之間，見圖3。 變形縫防水加強層材料應具有不小于300的延伸率，并且防水加強層應采用可與現(xiàn)澆混凝土結構粘貼的防水材料?！巴夥纼荣N”法鋪設防水

8、層時，多采用合成高分子預鋪防水卷材“；外防外貼”法鋪設防水層時，多采用丁基橡膠防水密封膠粘帶。防水加強層在變形縫兩側一定范圍內應空鋪，以適應變形要求，見圖4。3、礦山法結構柔性外包防水3.1柔性防水方案 礦山法結構包括采用礦山法施工車站以及區(qū)間隧道、人行通道、區(qū)間聯(lián)絡通道等，國內目前多采用全包防水方案，僅個別城市礦山法隧道采用防排結合的防水做法，如南京地鐵1號線的山嶺隧道采用全包排水方案，重慶地鐵1號線圍巖條件較好、埋深較大的礦山法隧道采用半包排水方案，中梁山隧道采用全包排水方案等。 國內目前礦山法施工結構多采用EVA、PVC、ECB塑料防水板等作為復合式襯砌夾層防水層，如北京、南京、杭州、寧

9、波、深圳、廣州、沈陽等地鐵。也有采用其他防水材料，如重慶地鐵淺埋礦山法隧道采用合成高分子預鋪防水卷材，西安地鐵礦山法隧道采用瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材，北京地鐵5號線天壇東門站磁器口站左線區(qū)間隧道以及9號線六里橋站六里橋西站左線隧道采用膨潤土防水毯。從目前已經(jīng)投入運營的北京地鐵5號線的防水效果來看，膨潤土防水毯與塑料防水板的防水效果基本相同，但都需要進行后期注漿處理才能滿足二級設防要求。3.2柔性防水層施工工藝 礦山法結構采用塑料防水板做復合式襯砌夾層防水層時，均采用無釘孔鋪設雙焊縫施工工藝。少數(shù)城市地鐵如西安地鐵采用的瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材，采用水泥釘直接固定在噴射混凝土表面，然后在釘孔部位

10、再粘貼自粘層進行修補。重慶地鐵礦山法隧道采用合成高分子預鋪防水卷材時，也有個別隧道采用吊帶法固定防水卷材。 礦山法隧道采用塑料防水板時，竄水問題比較嚴重，給后期堵漏維修工作帶來很大困難，這也是很多城市軌道交通工程在礦山法隧道中不斷采用新材料、新工藝進行實驗，以便找到一種施工簡便、防水性能好、不竄水的防水材料或防水系統(tǒng)的主要目的。而塑料防水板除具有適應基層能力較好、延伸率較高、無污染等特點外，還兼做隔離層，能有效降低二次襯砌收縮時受到初襯的約束，減少二次襯砌混凝土開裂的幾率，目前在國內軌道交通工程礦山法結構中屬于首選防水材料。為解決其竄水問題，應在防水板表面設置防水板注漿系統(tǒng)（見圖5），隧道封閉

11、后，利用預埋注漿系統(tǒng)進行填充注漿。這種做法在南京地鐵一號線珠江路站鼓樓站玄武門站礦山法區(qū)間隧道中得到成功應用，在北京地鐵所有礦山法結構中也得到了大量應用。實踐證明這種防水系統(tǒng)無論在大斷面礦山法車站還是在普通區(qū)間隧道中，都能夠滿足防水設計要求。4、細部構造防水 地鐵工程中的細部構造，包括樁頭、施工縫、變形縫（包括誘導縫）等部位的滲漏水占所有滲漏部位的90以上；這些細部構造一旦出現(xiàn)滲漏水，后期堵漏維修就比較困難，且容易出現(xiàn)反復滲漏問題，因此要特別重視。4.1樁頭 樁頭部位由于無法形成柔性全包防水層，因此大多采取剛柔過渡并在過渡部位用密封膠密封處理的方法加強防水。由于樁身與現(xiàn)澆混凝土結構底板之間的差

12、異沉降較小，因此應重點做好樁頭的剛性防水處理以及剛性防水層與柔性防水層之間的過渡密封處理。剛性防水包括在樁身及樁頭涂刷水泥基滲透結晶型防水材料，然后在樁身四周及底板墊層表面一定范圍內抹壓1020 mm厚的防水砂漿。柔性防水層與墊層表面的剛性防水層進行過渡，最后在樁根部用密封膠進行密封處理。目前也有采用高滲透改性環(huán)氧涂料代替水泥基滲透結晶型防水材料的做法，防水效果均能夠滿足防水要求。4.2施工縫 目前國內軌道交通地下工程中，施工縫防水措施主要包括中埋式鋼邊橡膠止水帶、中埋式鋼板止水帶、遇水膨脹膩子條、遇水膨脹止水橡膠、預埋注漿管、水泥基滲透結晶型材料等防水材料。按照工程部位或防水等級的要求，采取

13、單道設防或組合雙道或三道設防（見圖6）。制定施工縫防水措施時，應綜合考慮土建工法和施工縫設置部位，否則會增加施工難度，并難以保證防水質量。例如，對復雜的礦山法結構施工縫，如果采用中埋式或外貼式止水帶，則安裝和接頭施工比較困難，也會給后道工序帶來不利影響，此時應盡量選擇遇水膨脹止水橡膠、預埋注漿管等材料；在水平施工縫部位安裝中埋式或外貼式止水帶，施工操作也比較困難，止水帶容易跑位，同時與變形縫、誘導縫交叉部位較難處理，也容易導致該部位出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。實踐證明，施工縫部位單獨采用遇水膨脹止水條或外貼式橡膠止水帶的方法不易保證防水質量，應慎重選用。4.3變形縫和誘導縫 變形縫和誘導縫的防水方案比較統(tǒng)一，也無太多的方案可供選用。目前多選用中孔型中埋式鋼邊橡膠止水帶、外貼式橡膠止水帶、密封膠、防水加強層等材料進行組合加強防水（見圖7），也有采用中孔型中埋式注漿止水帶代替鋼邊橡膠止水帶的。實踐證明，變形縫和誘導縫部位的防水效果主要依靠柔性防水加強層和中埋式止水帶，而外貼式止水帶和密封膠嵌縫的防水效果較差，有些城市軌道交通地下防水工程的變形縫和誘導縫部位已經(jīng)取消了外貼式止水帶做法。另外，具有