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浅析地铁防水工程明暗挖结合部位的施工工艺

作者:原创论文网 时间:2017-06-01 14:35 加入收藏
摘要

  地下结构的防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则,即以结构自防水为根本,采取相应措施控制结构混凝土裂缝的开展,增加混凝土的抗渗性能;以施工缝、变形缝等接缝防水为重点,设置结构柔性全外包防水层加强防水。

  地铁明挖主体结构与暗挖附属结构 (出入口通道、换乘通道、紧急疏散通道、风道以及区间隧道等)、车站明挖主体结构与区间暗挖隧道、区间明挖盾构井与暗挖横通道等的接头部位渗漏水现象较为普遍,这也是大多数地铁工程的质量通病。 因此,如何处理好明暗挖结合部位包括施工缝和变形缝,是地铁防水施工的关键, 笔者将重点对明暗挖结合部位的防水施工、预防措施和施工步骤进行论述。

  1、明暗挖结合部位接头的主要形式

  地铁车站的附属结构由于受现场条件制约,多采用暗挖法施工。 通常情况下车站明挖主体结构先期施工,因此需提前为附属结构留设好防水甩槎,明暗挖结合部位也因此存在施工缝、变形缝接头(见图 1)。

  由于在附属结构开挖之后,作业面宽松,可以保证变形缝止水带安装定位质量,柔性外包防水层的铺贴作业也能够连续进行,确保了外包防水层的连续性,因此采用施工缝接头做法能够充分保证明暗挖结合部位的防水质量。

图 1 明暗挖结合部位接头形式
图 1 明暗挖结合部位接头形式 

  2、用施工缝作为接头时应注意的问题

  2. 1、防水层甩茬的保护措施

  1)当车站结构施工到明暗挖结合部位时,要注意对防水层的甩槎采取有效的保护措施。目前,有些施工单位仍采用薄铁皮板对防水层的甩槎部位进行保护,当破除围护结构或割除围护结构内的钢筋时,工人使用的机具极易破坏防水层;另外在围护结构破除完毕后,防水层的甩槎和铁皮板都受到大面积的破坏,导致防水甩槎无法满足明暗挖防水层有效搭接的要求,只能采取继续破除明挖结构续接防水等方法进行补救。

  然而这些补救措施实际效果均不理想,仍可导致后期在该部位反复渗漏水。 而复合板则具有较大的弹性和硬度,不易破裂,又具有较好的隔热性能,在围护结构破除过程中,使用的机具不会直接破坏防水层,气割围护结构内钢筋时,透过复合板的热量也不会烫坏防水层,因此应采用厚度不小于 10 mm 的复合板对防水甩槎进行保护。

  2)有的明挖结构采用膨润土防水毯作为外包防水,而保护板却未采用双层设置,仅在迎土一侧设置,导致暗挖结构施工时,膨润土防水毯遇水膨胀与明挖结构贴合紧密而无法取下,与暗挖结构防水材料无法形成搭接。因此,保护板必须采用双层设置(见图 2),以对明挖防水材料形成有效保护,确保明暗挖结合部位不同防水材料的有效搭接过渡。

图 2 明暗挖结合部位防水层甩槎临时保护
图 2 明暗挖结合部位防水层甩槎临时保护

  3)为了在破除围护结构后能够顺利抽出保护板,保护板外边缘应伸出破除洞口 100 mm。

  2. 2、防水层接槎施工方法

  在围护结构破除完毕,并将破除部位基面处理平整后,明挖结构防水甩槎与暗挖结构防水层应进行搭接。 为确保明暗挖结合部位防水效果,在接槎部位一般采用内翻法。

  采用内翻法,明挖结构防水层在直线段的翻转比较容易,且能够保证防水层的连续性。 但暗挖结构接头处阴角部位的防水层翻转操作则比较困难,翻转时不可避免地需要对角部进行裁剪,而裁开时不能过大或裁至角底,否则很难对角顶进行密封处理,又不能裁开过小使防水层无法完全翻至暗挖结构内。

  经现场多次实践证明,即使在裁开部位施做防水加强层或采用密封胶密封等措施,也不易满足防水层的整体防水要求,个别部位甚至在结构未浇筑前就开始出现渗漏水。 这也是明暗挖结合部位施工缝和变形缝容易出现渗漏的主要原因之一[1]。 如北京地铁 8 号线二期安德里北街站主体结构与出入口通道防水搭接过程中,采取了暗挖防水层压住明挖防水层,2 种不同材料防水层搭接长度为 500 mm,并在 2 种防水材料之间使用膨润土密封胶粘接,最后用自粘聚合物改性沥青防水卷材进行封口处理,使封口严密平整。采用该种做法后,明暗挖结合部位防水效果良好。

  2. 3、施工缝防水施工方案

  明挖结构与暗挖结构之间的环向施工缝是地铁工程中容易出现渗漏水的部位,因此在该部位施工前,要制定详细周密的施工缝防水施工方案。

  在确定明暗挖结合部位的施工缝防水方案时,应考虑以下几个方面的不利因素:

  1)由于受围护结构和明暗挖结构施工步骤的影响,环向施工缝部位无法安装中埋式止水带,明挖结构与暗挖结构的侧墙水平施工缝止水带也无法形成连续,两者同时与环向施工缝存在接头,故应充分考虑施工缝之间的互相影响[2]。

  2)遇水膨胀止水胶只能固定在凿毛后的施工缝表面,因此止水胶与施工缝表面的密贴性和粘结强度对防水质量影响较大。

  3)明挖结构和暗挖结构的侧墙水平施工缝均采用中埋式钢边橡胶止水带进行防水处理,地下水一旦进入防水层与止水带之间,会窜入环向施工缝而进入结构内[3]。

  4)施工缝两侧混凝土一旦浇筑不密实 ,渗漏水会绕过止水胶而出现渗漏水现象。

  通过对以上不利因素的综合分析可知,在施工缝部位仅采用遇水膨胀止水胶是无法完全避免出现渗漏现象的;环向施工缝与水平施工缝交叉时,在“├”形部位属于“面”形防水,而止水胶只对“线”形防水起作用。 如地铁某站的施工缝设置了双道止水胶, 效果也不理想。 为了确保施工缝的防水效果,地铁 8 号线二期安德里北街站接口环向施工缝采取了双道遇水膨胀止水胶+预埋注浆管的措施(见图 3),并通过后期观察发现防水效果良好[4]。

图 3 遇水膨胀止水胶+注浆管施做示意图
图 3 遇水膨胀止水胶+注浆管施做示意图

  3、变形缝渗漏水原因及施工应注意的问题

  3. 1、变形缝渗漏水原因

  1)中埋式钢边止水带就位不准确或固定不牢靠,在浇筑混凝土时,边止水带就会跑偏(应位于结构中部)。

  2)中埋式钢边止水带环向接头过多,若施工控制不严格接头热硫化对接时就会封闭不严密。

  3)变形缝两侧混凝土振捣不密实导致止水带与混凝土啮合不严密。

  4)结构沉降伸缩变形超过止水带和外包防水层承受的极限,造成防水层断裂,止水带变形。

  3. 2、施工应注意的问题

  1)止水带用铁丝固定在结构钢筋上,固定间距为40 cm,要求固定牢固可靠,以避免浇筑和振捣混凝土时固定点脱落导致止水带倒伏、扭曲而影响止水效果。

  2)水平设置的止水带均采用盆式安装 ,盆式开孔向上,以保证浇捣混凝土时止水带下部的气泡能够顺利排出。

  3)变形缝与水平施工缝处的止水带采用定型十字接头,不得在现场进行接头处理。 环向对接应采用现场热硫化接头。

  4)止水带居中埋设,其纵向中心线应与接缝对齐,两者距离误差不得大于 1 cm。 止水带与接缝表面应垂直,误差不得大于 15 °。

  5)浇筑和振捣止水带部位的混凝土时 ,应注意边浇筑和振捣边用手将止水带扶正,以避免出现止水带扭曲或倒伏现象。

  4、明暗挖结合部位施工步骤

  多数情况下,都是在明暗挖结合部位的施工缝进行防水材料的搭接,但由于明暗挖结合部位防水施工存在一个施工周期,在此期间防水材料会产生相应变化,且凿除围护结构时,也容易对预留的防水甩槎造成破坏,所以为解决这一问题,可适当调整施工步骤,即:在明挖结构洞口处留设 1 段明挖后浇带,明挖防水层甩槎设置在非破除位置,在破除暗挖结构范围内的围护结构之后,再施做暗挖段防水层,并预留好足够的防水甩槎;将暗挖段二衬混凝土浇筑至明暗挖结合部位施工缝,然后施做施工缝部位的细部构造防水,在彻底清理基面之后,再将明挖结构防水层甩槎与暗挖结构防水层甩槎进行搭接,最后浇筑该后浇带。 该方法已在地铁 8 号线得到应用,能较好地解决明暗挖结合部位渗漏水问题。 明暗挖结合部位后浇带施工示意图见图 4。

图 4 明暗挖结合部位后浇带施工示意图
图 4 明暗挖结合部位后浇带施工示意图

  5、结语

  地铁明暗挖结合部位防水施工时,不但要提前充分考虑施工缝、变形缝防水的细部做法,还要对施工步骤进行调整,提前规划,提前推演,做到有的放矢,正式施工时,对操作人员加强技术交底和现场旁站指导,将方案落到实处,才能提高地铁明暗挖结合部位的防水施工质量。

  参考文献
  [1] 郭德友. 地铁地下工程细部构造防水技术探讨[J]. 中国建筑防水,2006:117-122.
  [2] 单兆铁. 地铁车站结构的防水设计概要 [J]. 中国建筑防水 ,2005(2):24-27.
  [3] 章谊. 地铁车站与周边大型综合体的结构连接及防水施工技术[J]. 建筑施工,2010(9):926-927.
  [4] 姚春禾,施龙. 明挖地铁车站防水工程设计与施工[J]. 中国建材科技,2014(4):96-97.


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