科技论文-地铁防水研究

地下铁道中的防水研究

摘 要：地下铁道若修建在含水地层或渗透地层中，则将受到地下水的有害作用，并受到地面水的影响。如果没有可靠的防水措施，地下水就会渗入乃至危害运营和影响结构使用寿命。因此，地下铁道结构物的防水措施应根据场地的水文地质情况、地形条件、施工方法、结构形式、防水标准、使用要求和技术经济指标等综合考虑确定。并应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。 关键词：地下铁道；防水；使用寿命；

近年来我国城市化步伐加快，百万人口以上的城市已达40座之多，50万至100万人口的城市也超过44座。按照国际标准，城市人口密度大于2万人/km2，属于拥挤情况。我国城市人口平均为4万人/km2。城市人口的高度集中导致人均道路面积和城市绿地的减少。我国许多大城市建设用地十分有限，不能无限制扩展道路。因此，应结合城市的总体规划，做好城市快速轨道交通——地铁和轻轨的规划。国内外的经验证明，发展快速轨道交通不但能有力地解决城市交通问题，并且能促进城市建设、繁荣城市经济和加速实现城市现代化。

地下铁道若修建在含水地层或渗透地层中，则将受到地下水的有害作用，并受到地面水的影响。如果没有可靠的防水措施，地下水就会渗入乃至危害运营和影响结构使用寿命。因此，地下铁道结构物的防水措施应根据场地的水文地质情况、地形条件、施工方法、结构形式、防水标准、使用要求和技术经济指标等综合考虑确定。并应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。主要是提高混凝土的密实性、抗裂性，加强变形缝、施工缝的防水性能等。同时要采用外贴防水卷材或涂抹防水涂料和抹防水砂浆等附加防水措施，以达到有效的防水目的。

为了保证地铁工程建设不渗也不漏,达到安全运营而且满足结构安全达到使用年限,我们不仅要从理论角度探讨地铁的防水施工技术,还要在实践中不断改进,用理论指导实践使其发挥积极的意义。各地区要根据地铁建设中防水施工的理论并结合该地区自身特点与条件做好地铁防水建设。

1 地铁防水施工的重要性与一般原则

1.1 地铁施工中防水的重要性

防水是地铁施工中非常重要的一环,它对车站构造的安全性、耐久性和运营过程有直接影响, 采用有效的防水手段可以降低施工的成本、保证质量和在工期内完成任务。

1.2 地铁主要的防水施工原则

地下铁道工程的防水原则要密切结合工程的地质和水文地质条件还要注意工程结构的特点、建设的方法、工程的用途和使用的要求。一般说来, 防水工程建设要遵循以下几点原则。

地铁兼有全封闭型与排水型的特点, 依据工程结构的特点和用途,确保做到稳定防水、不渗不漏, 总的原则是要以防为主, 多道设防,防排结合, 刚柔结合,适当选材, 经济实用,因地制宜, 综合治理。

当以钢筋混凝土和混凝土做围护结构的时后, 必须保证结构的自防水, 做到治标治本,永久防水, 不渗不漏。根据工程的具体情况与要求考虑是否使用防水混凝土抗压强度、抗渗标号等措施, 一旦使用两者要互相匹配。要采取高度有效的措施, 防止贯穿型裂缝在结构中产生,使结构自防水安全可靠。

对于变形缝必须要参照工程自身的特点和使用方式采取合理设置, 但是对于施工缝的设置就要依据施工的具体条件研究确定。为防治混凝土收缩大部分压力, 施工缝的布置可密不可疏。要加强变形缝、施工缝和穿墙管等特殊部位的防水措施。

要选用具有高强度防水性能、耐酸碱、物理力学性能和耐老化性能的防水材料, 防水施工工艺要保证防水层具有连接整体密封性的能力。

为保证防水施工的质量,地铁施工时一定要对地下水进行降、排、堵等有效整治方法, 尽力做到在没水的条件下采取整治防水层的渗漏水的措施。

2 现阶段的主要地铁防水施工技术

2.1 结构自防水技术

在“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则中，以防为主，是指结构自防水，即混凝土或者钢筋混凝土的自防水能力。为此，应根据所处的环境条件选用适当的材料以满足混凝土自身的抗渗性、耐久性要求。自防水能力体现为混凝土具有一定的抗渗能力。

混凝土结构自防水的关键之处是从选择材料和施工过程中提高混凝土自身的密实性, 尽可能地抑制或减少混凝土结构中空隙的形成,使整体空隙减少。因为普通的混凝土普遍存在收缩开裂的现象,所以要选用抗渗性好、泌水性好、低水化热、并且具有很强抗侵蚀性的水泥,还可以在搅拌水泥时加入膨胀剂或使用膨胀性水泥制作防水混凝土,这样可以补偿混凝土的收缩,防止混凝土所产生的收缩裂缝。为了保持混凝土本身的和易性,可以掺加一些减水剂和膨胀剂到混凝土中,可以使混凝土达到合适的强度与抗渗要求。为了使混凝土在初凝之前做好浇筑工作, 可以在混凝土中加入缓凝剂,缓凝剂可以让混凝土的初凝

时间变长,这就减少了混凝土在使用时出现的离析或冷缝现象。

2.2附加防水层

附加防水层在结构迎水面一侧用防水卷材、防水涂料等做成，用于需增强防水能力、免受侵蚀性介质作用的工程。附加防水层应设在迎水面或复合衬砌之间。防水能力应能抵抗地下水的实际水头，且不应小于30m的水头。

卷材防水层宜为1到2层。卷材及其胶黏剂应具有良好的耐水性、耐久性、耐刺透性、耐腐蚀性和耐菌性。卷材防水层主要物理性能除应满足设计要求外，还应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

涂料防水层应根据工程所在地区环境、气候条件、施工方法、结构构造形势、工程防水等级要求选择防水涂料品种。所选用的涂料应具有料号的耐水性、耐久性、耐腐蚀性，并且无毒、难燃、低污染；无机防水涂料应具有良好的湿干粘结性；有机防水涂料应具有较好的延伸性及适应基层变形的能力。

2.3接缝防水技术

2.3.1施工缝防水技术

施工缝的防水技术主要针对的是在地铁施工过程中采取的防水措施,采取该措施使用的材料主要是3m×380mm×3mm镀锌的钢板止水带, 该防水的施工技术措施主要有:

a.环向的施工缝间距最好在1/4~1/3 跨(有柱)或9m~12m(无柱)的范围。水平的施工缝不适合放在剪力和弯矩最大的地方或者板与侧墙的相接之处, 应该留有高出边墙和底板相交位置300mm~500mm 的墙,墙体内要有预留的孔洞,施工缝距离孔洞边缘不要小于300mm。

b.施工缝初凝之后, 要用钢丝刷清除它表面的浮浆与杂物, 水平方向的施工缝在浇捣之前, 首先要铺净浆, 然后再铺30mm~50mm 厚度的1∶1 的水泥砂浆,在垂直的和环向的施工缝浇捣之前, 首先要把混凝土界面剂涂刷掉,与此同时浇注准备好的混凝土。

c. 放在施工缝中部位置的钢板止水带要具有防止电化腐蚀的功能,需要采用部分钢筋将止水带和结构主体的主筋焊接起来,钢筋长度不要超过5m 。

d.钢板的止水带的接头部分要采用满焊连接的方式,焊接时紧紧相连的四周都要满焊。对于容易漏水的部位可以埋设足够长的注浆管。

e.在进行下一步骤的浇注混凝土时,可在采用弱振, 但要注意的是振捣棒不能碰到任何止水构件, 这样可以避免破坏材料的密封性。

f.顶板位置的预留洞在施工缝防水时经常采用以下两种方法: 一种是在企口砼凿毛面

使用注浆管、氯丁胶和缓膨型遇水就会膨胀的止水条; 另一种是在平口砼凿毛面使用注浆管、镀锌钢板止水带和缓膨型遇水膨胀止水条。

2.3.2变形缝防水技术

变形缝的防水构造形式和选材应根据工程特点、地基和主体结构变形情况以及水压、水质和防水等级等因素确定。缝宽一般为20到30mm。水压较大的变形缝通常均采用埋入式橡胶止水带。对防水等级较高的工程，根据施工条件，还可在变形缝外侧或内侧采用其他防水材料，如嵌缝材料或高分子卷材进行加强。

在中部采用橡胶的止水带, 并且将止水带事先固定在箱形挡板(箱型挡板可木材加工成型) 上或者结构的主筋上,使它中间部位的空心圆环和变形缝的中心叠合在一起。在模板安装的时候要先留出凹槽顶板和侧墙部分的变形缝, 作为安装不锈钢接水槽的地方。中置式止水带在变形缝中必须保证能密封成环,而橡胶的止水带的接缝要使用小型的硫化机在现场进行硫化, 缝隙间的衬垫等材料可以使用聚氨酯的发泡板。转角部位不要有止水带的接头设施,并且止水带在转角部位的转角半径一定不能小于20cm。

2.2.3 后浇带防水

后浇带防水经常使用镀锌钢板的止水带,大多安装在两侧接缝的中部位置;在背水面的一侧,靠近施工缝位置的平行钢板止水带的间距要控制在20mm 范围内,在此范围内可以埋置一些可重复的注浆管,此时注浆嘴的间距要在8m~13m之间; 接缝的表面要把凿毛等杂物清理干净然后涂刷界面剂。最后所浇的混凝土要选用补偿收缩的混凝土(按1.8kg/m3 的掺量掺加聚丙烯纤维网)。

后浇带应在其两侧结构混凝土的龄期达到6周以后再施工。施工前应将接缝处的混凝土凿毛，清洗干净，保持润湿并刷水泥浆，或凿毛清洗后等其干燥，在其结构断面中部附近安放遇水膨胀的腻子条。用补偿混凝土将后浇带注满，其强度等级和抗渗标号均不得低于两侧主体结构混凝土，养护时间不小于28d。

3 防水施工技术中还要注意排水措施的应用

在地铁的建设过程中排水也是为了更好的防止水灾影响。要保证地铁工程中所有的建筑都要具有良好的排水性能,这样,一旦遭遇暴雨或者洪水即使无法很好的防止水流进入, 也可以把伤害和损失降到最低,有利于地铁工程的安全。有时单独的防水措施并不能很好的起到防水功能,需要几项措施联合并用,再加上良好的排水措施,这样才能算是做好了防水工作。

4施工注意事项

基层质量直接影响到卷材防水层的施工质量。基面一定要坚实、干燥、平整、清洁，无疏松麻面、无浮杂污物；阴阳角做成顺直的圆弧形。施工防水层之前，须将预埋件安装固定好，以避免在防水层施工好后，打洞凿孔，破坏防水层，留下渗漏隐患。施工缝搭接宽度100mm 以上。接茬前将甩茬表面处理干净。局部因空间狭窄而无法拉铺施工的部位应将自粘防水卷材适当剪裁并仔细粘贴。

采用卷材包裹的管根处卷材收头时用铜丝或镀锌铁丝缠紧，管道密集而无法铺贴卷材的部位酌情采用专用密封膏、涂料或其它密封材料进行处理。其它相对薄弱的部位（即卷材收头部位、卷材剪裁较多的异形部位等）应采用专用密封膏密封。卷材在立面收头部位应先采用金属压条固定。防水层施工完毕应尽快进行保护层施工。若防水层不能及时隐蔽，应采取一定的遮盖措施。

参考文献

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