南京地鐵一號(hào)線南京站站防水設(shè)計(jì)與施工

摘 要 結(jié)合南京地鐵一號(hào)線南京站站所處的工程環(huán)境及施工特點(diǎn)，介紹南京站站的防水設(shè)計(jì)原則，并詳細(xì)闡述了南京站站所采用的防水形式及其施工工藝，對(duì)類似地鐵車站防水具有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞 地鐵車站 防水 設(shè)計(jì) 施工

1 引言
近年來(lái)地鐵建設(shè)迅速發(fā)展，同時(shí)地下地鐵車站的防水形勢(shì)也越來(lái)越嚴(yán)峻。地下地鐵車站大都埋藏較深，結(jié)構(gòu)空間大，稍有不慎，極易發(fā)生滲漏。而地下車站的防水屬于隱蔽工程，事后處理起來(lái)相當(dāng)困難。因此要想結(jié)構(gòu)防水達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就必須在防水設(shè)計(jì)和施工上下工夫，力爭(zhēng)做到防患于未然，確保萬(wàn)無(wú)一失。南京地鐵一號(hào)線南京站站靠近玄武湖，地下水位較高，并且工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較復(fù)雜。該地下車站在防水上通過(guò)精心設(shè)計(jì)和施工，達(dá)到了所要求的防水標(biāo)準(zhǔn)，即結(jié)構(gòu)不滲不漏，表面無(wú)濕漬。本文就該地下車站明挖部分防水工程進(jìn)行論述。

2 工程概況
2．1 工程簡(jiǎn)介
南京地鐵一號(hào)線南京站站(K14+91．35～K14＋376．67)位于南京火車站地區(qū)，以80°的角度下穿既有鐵路站場(chǎng)。受鐵路站場(chǎng)分隔，地鐵車站主體結(jié)構(gòu)分南區(qū)、北區(qū)和過(guò)站區(qū)三部分。其中南區(qū)和北區(qū)為明挖區(qū)，分別在鐵路站場(chǎng)南面和北面；過(guò)站區(qū)為暗挖隧道，在鐵路站場(chǎng)下面。南京站南、北區(qū)為地下雙層島式車站，結(jié)構(gòu)主體采用三跨(南區(qū)站廳層四跨)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基坑圍護(hù)形式為人工挖孔灌注樁，基坑平均深度約16m。主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻和各層樓板與圍護(hù)樁脫離，內(nèi)襯墻與圍護(hù)樁形成重合墻，主體結(jié)構(gòu)施工均采用明挖順筑法。過(guò)站區(qū)采用雙隧道式車站隧道過(guò)站。
2．2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)
站址場(chǎng)地位于山前平面與古河道交接地帶，場(chǎng)地南端處于河漫灘之上，中、北部位于階地之上，基巖面落差大。各巖土層主要分布情況自上而下描述如下：①人工填土層厚0．9～5．6m；②粉質(zhì)粘土層厚3．2～4，8m；③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～粉質(zhì)粘土層厚4．4～7．5m；④粉質(zhì)粘土層厚2．3～20，4m；⑤粉土層厚0～3．6m；⑥混合土層厚1，0～4．5m；⑦強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)巖層厚2．6～11．3m。
該工程地下水類型為：①第四系孔隙潛水 主要賦存于表層填土及上覆土，受地下管道滲漏和大氣降水補(bǔ)給，含水性不均勻，一般為微透水～不透水；②基巖裂隙、巖溶裂隙水 場(chǎng)地內(nèi)基巖巖性為閃長(zhǎng)巖、角礫狀灰?guī)r，一般情況下閃長(zhǎng)巖中裂隙的透水性和富水性不大，角礫狀灰?guī)r中含相對(duì)較豐富的地下水。地下水位埋深0．6～3．0m，水位變化受大氣降水入滲影響，年變幅0．8～1．5m左右。

3 防水設(shè)計(jì)
3．1 防水設(shè)計(jì)原則及標(biāo)準(zhǔn)
地鐵南京站由南區(qū)、北區(qū)、過(guò)站區(qū)及四個(gè)出入口組成，南區(qū)和北區(qū)為地下二層三跨明挖箱型框架結(jié)構(gòu)，過(guò)站區(qū)為暗挖雙洞式車站隧道，因而車站結(jié)構(gòu)型式比較復(fù)雜，開(kāi)口多、接口多。由于本工程南臨玄武湖，地下水位高，水源補(bǔ)給足，同時(shí)基坑開(kāi)挖后，周邊孔隙潛水、裂隙水以及地表水會(huì)向基坑集中，形成積水，難免會(huì)透過(guò)圍護(hù)樁滲入。因此本車站采取“以防為主，防排結(jié)合，多道防線，因地制宜，綜合治理”的防水原則，以結(jié)構(gòu)自防水為主，附加外防水為輔。車站主體結(jié)構(gòu)和出人口通道防水標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)，即結(jié)構(gòu)不漏水，結(jié)構(gòu)表面不得有濕漬。
3．2 結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)
3．2．1 結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)自防水失效的一個(gè)主要原因就是大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，本工程主體結(jié)構(gòu)主要通過(guò)以下途徑來(lái)控制結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生：(1)控制車站縱向分段長(zhǎng)度(即縱向施工縫間距)，每段長(zhǎng)度盡可能縮小在15～17m左右，以減少混凝土由于收縮應(yīng)力而引起的收縮裂縫；(2)采用C30P8高性能防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)不低于0．8MPa，并且嚴(yán)格控制水泥用量，采用“雙摻”技術(shù)即摻粉煤灰和減水劑，改善混凝土品質(zhì)；(3)加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù)，減少混凝土溫差應(yīng)力，增加結(jié)構(gòu)抗裂強(qiáng)度。(4)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯側(cè)墻之間設(shè)柔性防水層，兩墻形成疊合墻，兩者之間傳遞壓力，不傳遞剪力、拉力和彎矩，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)襯墻不構(gòu)成約束，有利于防止內(nèi)襯墻收縮開(kāi)裂。以上途徑中混凝土的合理配比是結(jié)構(gòu)自防水的根本保證。在混凝土的配比設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意以下四個(gè)方面的問(wèn)題：
(1)控制水泥用量
過(guò)量的水泥用量，會(huì)造成大量的水化熱，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力過(guò)大而形成裂縫，降低混凝土的抗?jié)B能力。應(yīng)將混凝土的水泥用量控制在300kg／m3左右，但也不宜低于280kg／m3?；炷寥四囟瓤刂圃?～30℃為宜，最高不超過(guò)32℃。
(2)嚴(yán)格控制水灰比
混凝土理論水灰比在0．3左右，也就是說(shuō)，0．3的水灰比就能滿足水泥水化成水泥石。如果水灰比過(guò)大，勢(shì)必造成混凝土的拌合物內(nèi)含水量過(guò)多，多余的水分在蒸發(fā)過(guò)程中形成大量的貫穿通道，混凝土的抗?jié)B性能降低，同時(shí)也會(huì)造成混凝土的體積收縮、應(yīng)力集中而產(chǎn)生收縮裂縫。綜合考慮施工中的和易性指標(biāo)，水灰比應(yīng)控制在0．5以內(nèi)。
(3)采用適合的粉煤灰摻量
增加粉煤灰，一方面能增加混凝土的防水性能，但另一方面，又使混凝土的收縮量增大，增大了開(kāi)裂滲水的可能性。因此粉煤灰摻人量必須把握好適度的原則，最大摻量不超過(guò)水泥用量的25％，其中代替水泥質(zhì)量不超過(guò)20％。
(4)選用適合的外加劑
在較低水灰比的前提下，要確?；炷恋奶涠燃昂鸵仔?，加入減水劑是一個(gè)行之有效的方法。加入減水劑，混凝土的蠕動(dòng)性好，避免產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象，方便泵送、易于振搗。
3．2．2結(jié)構(gòu)外防水設(shè)計(jì)
本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼作車站結(jié)構(gòu)的一部分，因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下車站防水的第一關(guān)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ1200人工挖孔樁，剛性咬合形式，以形成有效防水屏障。主體結(jié)構(gòu)頂板采用聚氨脂防水涂料，側(cè)墻和底板均采用PVC塑料防水板，主體結(jié)構(gòu)典型橫剖面防水見(jiàn)圖1。變形縫和施工縫處均采用PVC外貼式防水帶和中置式鋼板膩?zhàn)又顾畮нM(jìn)行防水處理。

圖1 典型橫剖面防水示意圖

在內(nèi)襯墻和樁墻之間設(shè)置排水盲管，下部水平集水盲管盡量靠近下部水平施工縫部位，豎向排水盲管與內(nèi)襯墻上的豎向施工縫對(duì)齊，將樁墻表面和接縫部位的水量滲漏水有組織地引排到底板道床上的排水溝內(nèi)。

4 防水施工
4．1 地下圍護(hù)樁墻防水施工
地下圍護(hù)樁采用人工挖孑L樁剛性咬合形式。挖孔樁采用跳挖法施工，在相鄰新樁施工時(shí)需將前樁護(hù)壁鑿除，另外將樁芯鑿出新鮮面寬度不小于10cm，以有利于新老混凝土的密實(shí)結(jié)合，形成有效的防水屏障，見(jiàn)圖2。在地下水集中或地下水壓較高的地方，樁間縫易發(fā)生滲漏。遇滲水較大處通過(guò)鉆孔設(shè)置注漿管，采用水泥+水玻璃漿雙液壓力注漿封堵滲漏通道。

圖2 挖孔樁咬合處理示意圖

4．2底板防水施工
底板防水卷材施工前，首先要做好地下結(jié)構(gòu)的排水工作，在基坑內(nèi)采用集水井將地下水位降至防水層施工底部最低標(biāo)高以下30em，嚴(yán)禁帶水帶泥施工；底面墊層施工完成后，依次做防水砂漿找平，鋪土工布緩沖層，鋪貼塑料防水板，最后做細(xì)石混凝土保護(hù)層，細(xì)石混凝土保護(hù)層中放一層鋼絲網(wǎng)。
4．3側(cè)墻防水施工
側(cè)墻混凝土澆注前，圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)達(dá)到無(wú)明顯滲漏水，先鑿除圍護(hù)樁護(hù)壁，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行封堵補(bǔ)漏，再做防水砂漿找平層，鋪土工布緩沖層，鋪貼PVC塑料防水板，鋪土工布保護(hù)層。
(1)緩沖層的鋪設(shè)
①基面處理完畢并達(dá)到要求后，即可開(kāi)始鋪設(shè)防水層的土工布緩沖層，緩沖層采用水泥釘或膨脹螺栓和與防水板配套的圓墊片固定在基面上，固定點(diǎn)之間呈正梅花形布設(shè)，在側(cè)墻上的固定間距為lm。
②緩沖層之間采用搭接法進(jìn)行連接，搭接寬度為50mm，搭接縫部位可采用點(diǎn)粘法進(jìn)行焊接；土工布緩沖層鋪設(shè)時(shí)應(yīng)盡量與基面密貼，不得拉得過(guò)緊或起大包，以免影響防水板的鋪設(shè)。
(2)塑料防水板的鋪設(shè)
①在鋪設(shè)好的緩沖層的基面上鋪設(shè)防水板時(shí)，應(yīng)按車站的橫向(環(huán)向)順序進(jìn)行鋪設(shè)，采用熱熔法將防水板固定于圓墊片上。
②防水板之間采用雙焊縫進(jìn)行熱熔焊接，焊接完畢后采用充氣法對(duì)每條焊縫進(jìn)行檢測(cè)，充氣壓力為0．15MPa，保持該壓力不小于5分鐘，否則應(yīng)對(duì)漏氣的焊縫進(jìn)行全面的手工補(bǔ)焊。
③防水板鋪設(shè)完畢后應(yīng)對(duì)其表面進(jìn)行全面的檢查，發(fā)現(xiàn)破損部位及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)丁應(yīng)剪成圓角，不得有三角形或四邊形等尖角存在，補(bǔ)丁邊緣距破損邊緣的距離不得小于70mm。
(3)在鋪設(shè)的側(cè)墻防水層表面鋪設(shè)一層土工布保護(hù)層，保護(hù)層的搭接寬度為50mm。
4．4頂板防水施工
頂板防水材料采用《上隧牌》EPU彩色聚氨脂涂膜防水膠，防水層設(shè)計(jì)厚度2．5mm。
(1)基面處理
必須保證基面平整，含水率<9％，干凈、堅(jiān)固、不起砂、無(wú)浮漿、無(wú)浮灰，如遇油污，需用溶劑(二甲苯)清洗。
(2)防水涂料施工
《上隧牌》EPU彩色聚氨脂涂膜防水膠為非焦油型聚氨脂防水涂料。它是一種雙組份反應(yīng)型聚氨脂防水涂料，其主要特點(diǎn)：具有優(yōu)良的防水性，潮濕基面施工，冷施工，涂膜無(wú)縫，附著力強(qiáng)，耐老化等。該涂料由主劑A組和副劑B組組成，將A：B＝1∶2(重量比)混合攪拌均勻，涂刷在防水部位，數(shù)小時(shí)后固結(jié)成彈性、無(wú)縫、堅(jiān)韌、耐久的涂膜防水層。
(3)保護(hù)層施工和回填
涂膜防水層施工完后馬上進(jìn)行70cm厚細(xì)石混凝土保護(hù)層施工，隨后進(jìn)行素土分層回填夯實(shí)。
4．5 施工縫和變形縫防水施工
變形縫和施工縫處均采用PVC外貼式防水帶和中置式鋼板膩?zhàn)又顾畮нM(jìn)行防水處理。
(1)施工縫防水施工
①施工縫表面鑿毛處理時(shí)，不得損壞止水帶。水平施工縫澆注混凝土前，將其表面浮漿清除，先鋪一層凈漿，再鋪3～5cm厚的1∶1水泥漿，并及時(shí)澆注混凝土。
②澆注和振搗第一段混凝土?xí)r，應(yīng)觀察止水帶的位置是否發(fā)生移動(dòng)，必要時(shí)邊澆注和振搗混凝土邊用手將止水帶扶正，應(yīng)注意止水帶中線與結(jié)構(gòu)中心線之間的偏離誤差不得大于20mm。
③在澆注施工縫一側(cè)混凝土前，不得將同側(cè)的鋼板膩?zhàn)又顾畮ПＷo(hù)膜提前去掉。
④鋼板膩?zhàn)又顾畮Р捎么罹冉臃ㄟM(jìn)行連接，搭接寬度為20em，當(dāng)止水帶與膨脹橡膠條交叉連接時(shí)，先將遇水膨脹橡膠條從中間剖開(kāi)，從兩側(cè)將鋼板膩?zhàn)又顾畮О。匾獣r(shí)交接部位的兩側(cè)用水泥釘將遇水膨脹橡膠條固定在混凝土基面上，以保證兩種密封材料的連接性。
(2)變形縫防水處理
①采用鐵絲將止水帶拉展固定在結(jié)構(gòu)鋼筋上，利用擋頭板的支持作用將止水帶定位，固定在結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)位置上，并確保止水帶中間變形孔與變形縫重合，為避免止水帶在混凝土灌注時(shí)跑位，加強(qiáng)擋頭板支持系統(tǒng)，并具有一定的剛度。在澆注變形縫一側(cè)的混凝土?xí)r，為防止另一側(cè)橡膠止水帶受到破壞，擋頭板應(yīng)做成箱形。
②底板與頂板的止水帶采用盆式安裝方法，以利于振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的氣體順利排出，振搗時(shí)嚴(yán)禁振搗棒接觸橡膠止水帶。
③在進(jìn)行縫內(nèi)雙組分聚硫橡膠嵌縫前，要求對(duì)縫隙內(nèi)進(jìn)行清理，使縫內(nèi)混凝土表面保持干凈、干燥、無(wú)起皮、油污、掉砂現(xiàn)象，如有滲漏水部位，應(yīng)及時(shí)做好引排工作。
④止水帶的接頭部位不得留置在轉(zhuǎn)角部位，并且盡量采用現(xiàn)場(chǎng)硫化的方法進(jìn)行連接。橡膠止水帶在轉(zhuǎn)角部位的轉(zhuǎn)彎半徑不得小于100mm。
4．6 車站隧道與明挖接口處防水
由于隧道開(kāi)挖時(shí)，對(duì)站隧接口處圍巖有擾動(dòng)而使土體松散，易形成過(guò)水通道，因此，在圍護(hù)樁外側(cè)6m范圍內(nèi)隧道的周邊進(jìn)行雙液注漿，注漿范圍為開(kāi)挖輪廓線外3m，以隔離地下水的滲透。注漿采用似2小導(dǎo)管，長(zhǎng)3m，仰角60°，間距1．5m×l.5m，梅花形布置。區(qū)間隧道防水板伸到端墻圍護(hù)樁頂，并在防水板端頭處用專用壓板條將防水層固定在基面上，在壓板條上采用聚氨脂密封膏覆蓋密封，見(jiàn)圖3。

圖3 站隧接口防水示意圖

4．7 接地引出線的防水
在車站底部接地網(wǎng)引出線穿過(guò)底板防水層，使底板防水層出現(xiàn)客觀洞穿，此處外防水需進(jìn)行特殊處理，現(xiàn)采用法蘭盤式防水。法蘭盤為環(huán)狀，內(nèi)徑略大于鋼管外徑5cm。在地面將中間有孑L的防水板壓在兩法蘭盤之間，螺栓固定，防水板兩側(cè)加墊板。施工時(shí)將法蘭盤連同防水板套在鋼管外側(cè)，與周邊防水板焊接一起。待防水板鋪設(shè)完成后，進(jìn)行混凝土灌注。施工時(shí)法蘭盤兩面要進(jìn)行除銹、磨光，法蘭盤周圍及螺栓孔處、防水板上、下面均涂抹SBS瀝青防水密封，詳見(jiàn)圖4。

圖4 車站接地網(wǎng)防水剖面示意圖

5 結(jié)束語(yǔ)
南京站站從2002年元月開(kāi)始主體結(jié)構(gòu)施工，到2003年3月北區(qū)主體結(jié)構(gòu)全部結(jié)束。期間經(jīng)歷了雨季的考驗(yàn)，主體結(jié)構(gòu)不滲不漏，表面無(wú)濕漬，這說(shuō)明防水是成功的。通過(guò)本工程防水實(shí)踐，得出以下幾點(diǎn)體會(huì)：
(1)地下車站的防水工程屬于隱蔽工程，一經(jīng)滲漏，修復(fù)起來(lái)非常困難。因此必須在防水設(shè)計(jì)上考慮一定的安全儲(chǔ)備，在防水原則上宜采取“以防為主，防排結(jié)合，多道防線，因地制宜，綜合治理”的防水原則。
(2)地下工程防水屬于特殊工種，防水施工隊(duì)伍必須具備防水施工資質(zhì)，技術(shù)熟練并且富于經(jīng)驗(yàn)，只有這樣才能確保防水施工的質(zhì)量。
(3)結(jié)構(gòu)的各類縫，不同結(jié)構(gòu)形式的接口處都是防水的薄弱環(huán)節(jié)，也是防水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須采取加強(qiáng)措施，精心施工。

參 考 文 獻(xiàn)

1 地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GBJ l08—87)．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社．
2 單兆鐵．地鐵工程結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)．中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)隧道及地下工程學(xué)會(huì)防排水專業(yè)委員會(huì)第十屆學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2001．