北京地鐵呼家樓車站防水施工技術研究摘要:北京地鐵呼家樓車站應用了復合式襯砌的方法進行防水施工,該施工技術采用400g/m2土工布緩沖層和2mm厚ECB塑料防水板作為隔水層,操作方便,防水效果好,能夠很好地解決車站后期滲漏,加快了施工進度,保證了防水質量,具有推廣價值。關鍵詞:復合式襯砌防水 防水隔離層 土工布緩沖層 ECB 塑料防水板 結構自防水 特殊部位防水 隨著國民經濟的發展,城市建設的日益繁榮,城市交通的緊張狀況也就日益嚴重,城市地下鐵路建設在我國正快速發展,北京、上海、天津、廣州、深圳等城市已擁有地鐵,沈陽等城市也開始修建城市地鐵。我國大城市多在沿海或沿江河地區,地下水位高,因此做好地下工程防水施工,提高防水質量,做到不滲不漏十分重要。 呼家樓站是北京地鐵十號線的中間站,是一座結構設計獨特、技術難度較大的地鐵站,車站位于東三環與朝陽北路交叉路口,呈南北走向,結構為分離島式車站。另與規劃的東西走向的M6線在本站成“十字換乘關系”。車站長120m,共設5個出入口。 車站防水等級為一級,結構不允許出現滲水,內襯表面不得有濕漬。車站風井結構防水等級為二級,頂部不允許滴漏,其他部位不允許漏水,結構表面可有少量濕漬,總濕漬面積不應大于總防水面積的6/1000;任意100m2防水面積上的濕漬不超過4處,單個濕漬的最大面積不大于0.2m2。1地鐵工程防水存在的主要問題1.1防水材料問題 地下工程常用防水材料有涂料類和卷材兩種,由于地鐵車站為一級防水,防水質量要求高,涂料類防水材料在結構初支基面不平整、不干凈,潮濕或灰塵較大的情況下施工,和基面容易形成兩層皮,無法保證防水效果,因此,地鐵防水施工通常采用卷材類防水材料。 目前北京地鐵施工中普遍采用復合式襯砌防水,由緩沖層與防水板組成,外包在車站二次襯砌結構外側,形成閉合封閉體,起到隔水作用。1.2結構自防水問題 由于車站采用C30、P10現澆鋼筋混凝土結構,混凝土標號高、抗滲等級高,造成單位體積混凝土的水泥用量多,從而使水化熱高,混凝土的收縮量加大,致使混凝土產生裂縫,削弱了混凝土的自防水能力。 另一方面,在車站的高直邊墻、拱部混凝土澆注過程中難以振搗,導致混凝土不密實,如拱頂封口只能靠泵送壓力壓入混凝土填充,密實度難以保證,容易形成滲漏孔隙。 混凝土的配合比、和易性、入模溫度及供應的及時性等因素影響混凝土質量,處理不當也會使混凝土不密實,產生縫隙,造成后期滲漏。1.3變形縫、施工縫、穿墻管等部位防水問題 變形縫、施工縫、穿墻管等部位是地下工程防水的薄弱環節,處理不當極易產生滲漏水,尤其是穿墻管,防水處理不當容易把地下水引進結構內。2呼家樓車站防水施工方法 呼家樓車站采用復合式襯砌防水,即由初期支護、防水隔離層、二次襯砌構成3道防水防線。其中防水層不僅起防水作用,在整體結構中還起到隔離初期支護噴射混凝土與二次襯砌模筑混凝土,防止二襯混凝土開裂。 由于二次襯砌混凝土在澆注完成硬化過程中,混凝土內部存在收縮應力、溫度應力,混凝土在收縮過程中與外側噴射混凝土產生摩擦,由于噴射混凝土表面粗糙,約束其變形,產生拉應力,容易致使二襯混凝土開裂,因此,在初支護噴射混凝土與二襯混凝土之間設置表面光滑的防水層,可以大大減小拉應力的產生,有效的保護二襯混凝土的防水質量。2.1防水隔離層 目前北京地鐵工程使用的防水材料有LDPE膜、EVA膜、PVC板、ECB板。經已有工程的檢驗LDPE膜、EVA膜較薄(0.8mm),抗刺穿能力弱,二襯鋼筋施工過程中容易破壞;PVC板在熱熔焊接時產生有毒氣體,危害人體健康,且焊接質量不易保證,現已較少使用。ECB板在抗拉、斷裂延伸率、就抗刺穿性能上均優于前者,新建工程已廣泛使用。 呼家樓車站外包防水層材料選用400g/m2土工布緩沖層和2mm厚ECB塑料防水板組成,其耐老化,耐細菌腐蝕,易操作且焊接時無毒氣,適宜在潮濕基面上施工,施工采用無釘鋪設工藝(見圖1)。
2.1.1基面要求 ①鋪設防水板的基面表面應無明流水,否則應進行初支護背后注漿或表面剛性封堵處理,待基層表面無明水時,再施工做下道工序。 ②鋪設防水板的基面應平整;處理方法可采用噴射混凝土或砂漿抹面的方法,一般宜采用水泥砂漿抹面的處理方法,處理后的基面應滿足:D/L≤1/8;D為相鄰兩凸面間凹進去的最大深度,L為相鄰兩凹凸間的最小距離。 ③基面不得有尖銳的毛刺部位、不得有鐵管、鋼筋、鐵絲等凸出物存在,否則應從根部進行鑿除,然后在鑿除部位采用1:2.5的水泥砂漿進行覆蓋處理。 ④變形縫兩側各50cm范圍內的基面全部采用1:2.5的水泥砂漿找平,以便于背帖式止水帶的安裝,從而保證防水分區的效果。2.1.2土工布緩沖層鋪設及塑料墊片固定 400g/m2土工布具有一定的密實度和柔軟性,在鋪設緩沖層時,基層表面應平整無明水,用L≥32mm射釘將塑料墊片釘在土工布上固定緩沖層,緩沖層應分段鋪設長度根據施工現場安排而定。塑料墊片的排列從上而下,拱頂間距為50cm,兩側邊墻間距為80cm~100cm,底板間距為150cm~200cm,呈梅花狀布置。 ①土工布搭接5cm,搭接邊用熱風焊槍點粘焊接或射釘固定,間隔30cm~50cm。 ②緩沖層的鋪貼方向無一定要求,但一定要鋪貼平整,以便為ECB防水層創造平整的基面,從而獲得平整的防水層。 用的塑料圓墊片的布設位置須根據砼基面狀況而定。只要可能,就選擇基底面的低處來作固定點,以免防水層在此處繃緊吊空或澆筑二襯混凝土時弄破。釘子應被埋在墊圈的凹槽內,而不致與防水卷材接觸破壞防水層。2.1.3ECB卷材鋪設 頂、底縱梁背后的ECB防水板卷材宜采用縱向鋪設的方法,以減少T形接縫,盡量避免十字接縫。鋪設時,一般予留出大于400mm余量,當澆注二次混凝土時,卷材不致被拉破、拉裂。 ①當用特制電烙鐵或熱風槍將ECB焊在塑料園墊片上時,位置要對準,不得用力過大和時間過長,以免破壞防水層;焊接應牢固可靠,避免防水板脫落。 ②防水板之間接縫采用雙焊縫進行熱熔焊接,搭接寬度為10cm。焊接完畢后采用檢漏器進行充氣檢測,充氣壓力為0.25MPa,保持該壓力不少于5min,允許壓力下降20%。如壓力持續下降,應查出漏氣部位并對漏氣部位進行全面的手工補焊。 ③在卷材間用熱熔焊機自動焊接時,要隨時注意將接縫處的一側卷材定位,以免錯位后造成防水層被拉過緊,出現防水層鼓脹造成不平整,或形成單焊縫。 在施工過程中,盡量避免手工焊接,在部分接縫無條件用熱熔焊機焊接時再采用手工焊接,手工焊道上應在補加一道寬度不小于7cm的加強層。 ④所有防水板甩茬預留長度均應超過預留搭接鋼筋頂端不小于40cm,以便下一次防水板鋪設搭接。2.1.4施工注意事項 ①施工過程中不得穿帶釘子的鞋在防水板上走動。 ②鋼筋綁扎過程中防止鋼筋端頭刺破防水層,鋼筋焊接時應在防水板與鋼筋之間用石棉布進行隔離,防止焊接燒傷防水板。 ③混凝土澆注時嚴禁振搗棒接觸防水板。 ④施工過程必須加強對防水板的檢查,發現破損要做好標記,及時進行修補。2.2襯砌結構自防水 呼家樓車站二次襯砌采用C30、P10防水混凝土施工,迎水面鋼筋保護層厚度不小于50mm。在澆注過程中嚴格施工,鑒于結構拱頂不易澆注密實,每隔4m～5m埋設一道二襯背后注漿管,對二襯背后與防水板之間進行注漿填充。2.3施工縫、變形縫、穿墻管防水2.3.1施工縫 根據車站混凝土澆注順序,施工縫有環向和縱向兩種。在施工過程中采取嵌縫膠和預埋注漿管的方法進行防水。 ①遇水膨脹嵌縫膠應具有緩脹性能,屬不定型產品,擠出后固化成型,成型后的寬度為15mm～20mm,高度為8mm~10mm,采用專用注膠器均勻擠出粘結在施工縫表面,粘貼部位為結構中線兩側各10cm位置。 ②粘貼嵌縫膠的施工縫表面需要先鑿毛,將疏松、起皮、浮灰等鑿除并清理干凈,使施工縫表面堅實、基本平整、干燥、無污物。 ③嵌縫膠粘貼完畢后,應避免施工過程中遇水,否則提前膨脹后會導致嵌縫膠的止水能力下降。 ④注漿管每隔4m～5m間距引出一根注漿導管,利用注漿導管進行注漿,使漿液從注漿管孔隙內均勻滲出,填充兩道嵌縫膠范圍內的空隙,達到止水的目的。注漿導管的開孔部位應做好臨時封堵,避免澆筑混凝土時雜物進入堵塞導管。 ⑤注漿導管應在結構內的鋼筋內穿行一段距離后再引出結構表面,引出位置應距施工縫不小于20cm間距。不必將直接穿過背水面嵌縫膠直接引出。以免影響嵌縫膠的防水密封效果。2.3.2變形縫 呼家樓車站變形縫的處理方法如下:結構變形縫采用30cm～35cm寬中埋式注漿PVC止水帶、30cm～35cm寬的背貼式止水帶進行防水處理,同時在頂拱、側墻結構內表面預留凹槽,設置鍍鋅鋼板接水盒。 底板和側墻變形縫兩側的結構厚度不同時,此時需要將變形縫兩側的結構做等厚度處理,在距變形縫不小于30cm以外的部位再進行變斷面的處理,這樣不但利于柔性防水層的鋪設質量,而且可設置背貼式止水帶,確保了變形縫部位的防水效果。 (1)中埋式注漿止水帶施工要求。①中埋式注漿止水帶可采用合成樹脂類PVC止水帶,止水帶的寬度為30cm～35cm。②注漿止水帶采用熱熔對接法連接,同時應保證對接部位注漿管的暢通。對接部位的抗拉強度應不小于母材強度的80%,要求對接部位接縫嚴密、不透水。③注漿止水帶的注漿導管引出間距6m～8m,引出位置以便于后期注漿操作為主。注漿導管應進行臨時封堵,避免后期施工過程中異物進入堵塞注漿管。④注漿導管宜在結構內穿行一段距離后再引出,即注漿導管引出位置應距變形縫30cm～40cm。 (2)背貼式止水帶施工要求。 ①背貼式止水帶采用寬度為30cm～35cm寬的塑料止水帶。 ②塑料止水帶采用熱熔對接焊接接頭,接頭部位的拉伸強度不小于母材強度的80%。 ③為保證背貼式止水帶與混凝土咬合密實,在止水帶兩側齒條之間設置注漿花管。3 結束語 (1)通過車站防水施工證明,北京地鐵呼家樓車站采用的復合式襯砌防水技術能夠滿足車站一級防水的要求,400g/m2土工布緩沖層和2mm厚ECB塑料防水板材料性能良好,形成了全封閉防水系統。 (2)通過充氣試驗,ECB防水板使用熱合機焊接焊縫嚴密牢固,氣密性好,工藝先進、成熟。 (3)施工縫采用嵌縫膠結合注漿管加強防水,能夠很好地解決施工縫滲漏水問題。
2.1.1基面要求 ①鋪設防水板的基面表面應無明流水,否則應進行初支護背后注漿或表面剛性封堵處理,待基層表面無明水時,再施工做下道工序。 ②鋪設防水板的基面應平整;處理方法可采用噴射混凝土或砂漿抹面的方法,一般宜采用水泥砂漿抹面的處理方法,處理后的基面應滿足:D/L≤1/8;D為相鄰兩凸面間凹進去的最大深度,L為相鄰兩凹凸間的最小距離。 ③基面不得有尖銳的毛刺部位、不得有鐵管、鋼筋、鐵絲等凸出物存在,否則應從根部進行鑿除,然后在鑿除部位采用1:2.5的水泥砂漿進行覆蓋處理。 ④變形縫兩側各50cm范圍內的基面全部采用1:2.5的水泥砂漿找平,以便于背帖式止水帶的安裝,從而保證防水分區的效果。2.1.2土工布緩沖層鋪設及塑料墊片固定 400g/m2土工布具有一定的密實度和柔軟性,在鋪設緩沖層時,基層表面應平整無明水,用L≥32mm射釘將塑料墊片釘在土工布上固定緩沖層,緩沖層應分段鋪設長度根據施工現場安排而定。塑料墊片的排列從上而下,拱頂間距為50cm,兩側邊墻間距為80cm~100cm,底板間距為150cm~200cm,呈梅花狀布置。 ①土工布搭接5cm,搭接邊用熱風焊槍點粘焊接或射釘固定,間隔30cm~50cm。 ②緩沖層的鋪貼方向無一定要求,但一定要鋪貼平整,以便為ECB防水層創造平整的基面,從而獲得平整的防水層。 用的塑料圓墊片的布設位置須根據砼基面狀況而定。只要可能,就選擇基底面的低處來作固定點,以免防水層在此處繃緊吊空或澆筑二襯混凝土時弄破。釘子應被埋在墊圈的凹槽內,而不致與防水卷材接觸破壞防水層。2.1.3ECB卷材鋪設 頂、底縱梁背后的ECB防水板卷材宜采用縱向鋪設的方法,以減少T形接縫,盡量避免十字接縫。鋪設時,一般予留出大于400mm余量,當澆注二次混凝土時,卷材不致被拉破、拉裂。 ①當用特制電烙鐵或熱風槍將ECB焊在塑料園墊片上時,位置要對準,不得用力過大和時間過長,以免破壞防水層;焊接應牢固可靠,避免防水板脫落。 ②防水板之間接縫采用雙焊縫進行熱熔焊接,搭接寬度為10cm。焊接完畢后采用檢漏器進行充氣檢測,充氣壓力為0.25MPa,保持該壓力不少于5min,允許壓力下降20%。如壓力持續下降,應查出漏氣部位并對漏氣部位進行全面的手工補焊。 ③在卷材間用熱熔焊機自動焊接時,要隨時注意將接縫處的一側卷材定位,以免錯位后造成防水層被拉過緊,出現防水層鼓脹造成不平整,或形成單焊縫。 在施工過程中,盡量避免手工焊接,在部分接縫無條件用熱熔焊機焊接時再采用手工焊接,手工焊道上應在補加一道寬度不小于7cm的加強層。 ④所有防水板甩茬預留長度均應超過預留搭接鋼筋頂端不小于40cm,以便下一次防水板鋪設搭接。2.1.4施工注意事項 ①施工過程中不得穿帶釘子的鞋在防水板上走動。 ②鋼筋綁扎過程中防止鋼筋端頭刺破防水層,鋼筋焊接時應在防水板與鋼筋之間用石棉布進行隔離,防止焊接燒傷防水板。 ③混凝土澆注時嚴禁振搗棒接觸防水板。 ④施工過程必須加強對防水板的檢查,發現破損要做好標記,及時進行修補。2.2襯砌結構自防水 呼家樓車站二次襯砌采用C30、P10防水混凝土施工,迎水面鋼筋保護層厚度不小于50mm。在澆注過程中嚴格施工,鑒于結構拱頂不易澆注密實,每隔4m～5m埋設一道二襯背后注漿管,對二襯背后與防水板之間進行注漿填充。2.3施工縫、變形縫、穿墻管防水2.3.1施工縫 根據車站混凝土澆注順序,施工縫有環向和縱向兩種。在施工過程中采取嵌縫膠和預埋注漿管的方法進行防水。 ①遇水膨脹嵌縫膠應具有緩脹性能,屬不定型產品,擠出后固化成型,成型后的寬度為15mm～20mm,高度為8mm~10mm,采用專用注膠器均勻擠出粘結在施工縫表面,粘貼部位為結構中線兩側各10cm位置。 ②粘貼嵌縫膠的施工縫表面需要先鑿毛,將疏松、起皮、浮灰等鑿除并清理干凈,使施工縫表面堅實、基本平整、干燥、無污物。 ③嵌縫膠粘貼完畢后,應避免施工過程中遇水,否則提前膨脹后會導致嵌縫膠的止水能力下降。 ④注漿管每隔4m～5m間距引出一根注漿導管,利用注漿導管進行注漿,使漿液從注漿管孔隙內均勻滲出,填充兩道嵌縫膠范圍內的空隙,達到止水的目的。注漿導管的開孔部位應做好臨時封堵,避免澆筑混凝土時雜物進入堵塞導管。 ⑤注漿導管應在結構內的鋼筋內穿行一段距離后再引出結構表面,引出位置應距施工縫不小于20cm間距。不必將直接穿過背水面嵌縫膠直接引出。以免影響嵌縫膠的防水密封效果。2.3.2變形縫 呼家樓車站變形縫的處理方法如下:結構變形縫采用30cm～35cm寬中埋式注漿PVC止水帶、30cm～35cm寬的背貼式止水帶進行防水處理,同時在頂拱、側墻結構內表面預留凹槽,設置鍍鋅鋼板接水盒。 底板和側墻變形縫兩側的結構厚度不同時,此時需要將變形縫兩側的結構做等厚度處理,在距變形縫不小于30cm以外的部位再進行變斷面的處理,這樣不但利于柔性防水層的鋪設質量,而且可設置背貼式止水帶,確保了變形縫部位的防水效果。 (1)中埋式注漿止水帶施工要求。①中埋式注漿止水帶可采用合成樹脂類PVC止水帶,止水帶的寬度為30cm～35cm。②注漿止水帶采用熱熔對接法連接,同時應保證對接部位注漿管的暢通。對接部位的抗拉強度應不小于母材強度的80%,要求對接部位接縫嚴密、不透水。③注漿止水帶的注漿導管引出間距6m～8m,引出位置以便于后期注漿操作為主。注漿導管應進行臨時封堵,避免后期施工過程中異物進入堵塞注漿管。④注漿導管宜在結構內穿行一段距離后再引出,即注漿導管引出位置應距變形縫30cm～40cm。 (2)背貼式止水帶施工要求。 ①背貼式止水帶采用寬度為30cm～35cm寬的塑料止水帶。 ②塑料止水帶采用熱熔對接焊接接頭,接頭部位的拉伸強度不小于母材強度的80%。 ③為保證背貼式止水帶與混凝土咬合密實,在止水帶兩側齒條之間設置注漿花管。3 結束語 (1)通過車站防水施工證明,北京地鐵呼家樓車站采用的復合式襯砌防水技術能夠滿足車站一級防水的要求,400g/m2土工布緩沖層和2mm厚ECB塑料防水板材料性能良好,形成了全封閉防水系統。 (2)通過充氣試驗,ECB防水板使用熱合機焊接焊縫嚴密牢固,氣密性好,工藝先進、成熟。 (3)施工縫采用嵌縫膠結合注漿管加強防水,能夠很好地解決施工縫滲漏水問題。
