地鐵施工縫防水

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摘要:針對現正施工使用的地鐵結構施工縫防水進行詳細描述及比較,并從施工層面及結果層面分析了各種施工縫防水處理方法的利弊。具體介紹了施工縫的三種處理方法:雙道遇水膨脹嵌縫膠與注漿管配合防水、鋼邊橡膠止水帶、緩膨脹型膨潤土橡膠遇水膨脹止水條,及三種處理方法的材料材質的性能、安裝方法和防水原理,以及三種方法的適用范圍。

關鍵詞:地鐵;施工縫;防水;施工

0引言

正在興建的北京地鐵新線工程(含5號線、4號線、10號線及奧運支線等)多為地下線,均在市中心區第四系北京沖洪積平原下的多層黏性土、砂礫及卵石互層的地層中修建,受上層滯水、潛水及承壓水的影響甚大。為確保地鐵結構不滲不漏,滿足運營安全和結構使用年限要求,做好地鐵結構永久防水至關重要。而地鐵施工人員都很清楚的“十縫九漏”的道理,特別是施工縫漏水。地鐵工程中現有施工縫的處理方法有很多種,其要求也各有差別,這就容易造成很多工程中因施工操作人員不很熟悉各種施工縫處理方法而影響施工質量的情況,這里詳細介紹了現行地鐵施工縫處理方法,希望能在以后的施工中起到作用。

1工程概況

北京地鐵十號線第一標段萬柳—蘇州街站區間正線起終點里程分別為K0+497~K1+406.9,長

度909.9m,線間距5m。自萬柳站出站后以曲線R-2000m穿過巴溝村北路北側的平房、加油站、公交車站及萬柳垂釣世界的魚塘而后繼續東行,以“S”型反向曲線(R-400m)從萬泉河路高架橋北側樁基間通過,轉行于海淀南路南側路幅下布設至蘇州街站。其中K0+730~K1+406.9區段為暗挖雙連拱隧道結構,礦山法施工。

2水文地質

根據設計圖紙所揭示的地質資料,隧道主要穿過粉質黏土④、③1,粉土④2,粉細砂④3,黏土③2、⑥1,屬Ⅵ級圍巖,隧道可挖性以Ⅰ~Ⅱ級為主。隧道沿線地基持力層較均勻。隧道結構所穿地層地下水主要為上層滯水及潛水,結構未進入承壓水。

施工范圍內的地下水狀況見表1。

3北京地鐵施工縫的防水施工方法

3.1雙道遇水膨脹嵌縫膠與預埋注漿管

3.1.1材質要求及材料性能

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;注漿管的內徑一般為8~15mm。注漿管分為彈簧骨架和樹脂骨架兩種,均能夠滿足注漿要求。目測骨架與外層編織布之間應完整,不得有松開和脫離現象。具體性能指標見表2。

①采用海綿橡膠+塑料骨架成型的注漿管材料應滿足表中第1、2、5、6項要求。

②采用濾布與彈簧管成型的注漿管材料應滿足1~4項要求。

③注漿管必須進行實驗室試驗,有可靠的試驗數據能夠證明埋入混凝土中的注漿管在材料供應商推薦的注漿壓力下漿液能夠充分填充混凝土裂縫(大于0.2mm的裂縫)的情況下才能夠正式應用。漿液種類應在試驗前確定,避免后期漿液種類的變化影響注漿效果。

3.1.2防水原理

這兩種注漿管的特點:管壁上設有多道注漿孔,用網和發泡橡膠條將其蓋住防止砂漿堵孔,具有逆止閥功能。其優點:1)現場安裝簡便易行;2)可注漿修補,注漿時發泡橡膠條被壓縮,漿液易壓入施工縫的間隙,防水效果好。

注漿管每隔4~5m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。

3.1.3施工方法及要求

①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。

②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15~20mm,高度為8~10mm,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。

③嵌縫膠粘貼完畢后,應盡量避免雨天和施工過程中遇水,否則提前膨脹后會導致嵌縫膠的止水能力下降。

④注漿管采用專用扣件固定在施工縫表面結構中線上,固定間距一般控制在40~50cm,沿施工縫通長設置。注漿管采用搭接法進行連接,有效搭接長度不小于2cm(即出漿段的有效搭接長度)。

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。注漿材料一般為聚氨酯漿液或丙烯酸樹脂漿液,采用高固含量的聚氨酯漿液(廠家提供)。注漿壓力應根據注漿管材料供應商推薦壓力以及現場滲漏水量、裂縫大小確定,但應注意注漿壓力不得對二次襯砌混凝土造成破壞。一般注漿壓力控制在0.3~2.0MPa。預埋注漿管的注漿時間一般應控制在結構全部完工,停止降水后。當施工縫出現滲漏水時再進行注漿修補,不在工程進行當中進行注漿。

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。

3.1.4適用范圍

暗挖車站主體結構施工縫、車站與出入口通道接口部位施工縫、車站與區間接口部位施工縫、車站與通風道接口部位施工縫、盾構洞口后澆環梁兩側施工縫、區間隧道斷面變化部位的施工縫、所有與既有結構接口部位的施工縫(相當于后澆帶)、車站和區間迎水面結構無法安裝鋼邊橡膠止水帶的施工縫。此類施工縫均采用雙道遇水膨脹嵌縫膠與預埋注漿管的方法進行防水處理。

此種施工縫處理方法見圖1。

3.1.5優點

這種施工縫處理方法簡單易行,無論是隧道縱向及環向施工縫安裝都容易。同時具有不可逆止性能的注漿管保證了施工縫能多次、長期注漿處理。同時,注漿設備基本為便攜設備,注漿工作簡單快捷。

3.2鋼邊止水帶

3.2.1材質要求與材料性能

HJGB型橡膠止水帶,寬度350mm,材料為天然橡膠。適用于淡水防滲工程,適用溫度-40~60℃。

3.2.2防水原理

鋼邊橡膠止水帶兩翼帶有薄板,它在與混凝土粘接時,兩邊鋼板與周圍的混凝土結構以及鋼板與橡膠之間具有牢固的粘接力。當結構變形時只存在橡膠部分形變而被拉長、變薄,而鋼板與混凝土、鋼板與橡膠之間不會產生新的滲漏。因此,鋼邊橡膠止水帶增強了結構形變的防滲性能。鋼邊止水帶防水原理首先靠中間的橡膠段在混凝土變形縫之間被壓縮或拉伸,而起到密封止水作用。另一方面,鋼帶和混凝土有著良好的粘附性,使止水構件能承受較大的拉力和扭力,從而保證止水構件在混凝土的有效變形范圍內不會產生松動和脫落現象,提高止水效果。

3.2.3鋼邊止水帶安裝方法及要求

①鋼邊橡膠止水帶采用鐵絲固定在結構鋼筋上,固定間距40cm。要求固定牢固可靠,避免澆筑和振搗混凝土時止水帶倒伏影響埋入兩側混凝土中的高度。

②水平設置的止水帶在結構平面部位均采用盆式安裝(仰拱部位除外),盆式開孔向上,保證澆搗混凝土時混凝土內產生的氣泡順利排出。鋼邊止水帶盆式安裝方法見圖3。

③鋼邊橡膠止水帶除對接外,其它接頭部位(T字型、十字型等)接頭均采用工廠接頭,不得在現場進行接頭處理,對接可采用冷接法。對接過程為:1)先用廠家提供的U型箍件將兩條鋼邊止水帶夾住,然后用鉚釘槍將鋼邊止水帶的鋼邊與U型箍件鉚緊;2)用14cm寬2mm厚的丁基雙面膠帶將對接處的鋼邊止水帶纏繞一圈粘住;3)用20cm寬3mm厚的橡膠片與丁基雙面膠帶的外側膠粘住,然后橡膠片外側用U型箍件夾住;4)結構厚度不大于50cm時,止水帶設置在結構中線位置,結構兩側厚度差均不得大于5cm。鋼邊橡膠止水帶的縱向中線與施工縫表面的距離差不得大于3cm。結構厚度大于50cm時,止水帶靠近施工人員一側的混凝土厚度控制在25~30cm即可,便于后期對止水帶的維修處理;5)澆筑和振搗施工縫部位(尤其是側墻水平施工縫)的混凝土時,應注意邊澆筑和振搗邊用手將止水帶扶正。避免止水帶出現過大的蛇型和倒伏;6)水平施工縫由于止水帶的阻擋,止水帶與圍護結構之間的雜物清理比較困難。需要對施工縫表面進行認真的鑿毛并清理干凈;7)止水帶部位的混凝土必須振搗充分,保證止水帶與混凝土咬合密實,這是止水帶發揮治水作用的關鍵,應確實做好。振搗時嚴禁振搗棒觸及止水帶。

3.2.4適用范圍

明挖車站迎水面結構施工縫、礦山法區間迎水面結構施工縫、明挖區間迎水面結構施工縫等所有有條件安裝止水帶的部位,均采用寬度為35cm的鋼邊橡膠止水帶進行防水處理。

3.2.5鋼邊止水帶的優缺點

鋼邊止水帶安裝方便,但其作用只是加長了施工縫處的水流通道。基本不具備后期處理的機會。對于底板鋼邊止水帶的下部混凝土振搗困難很難保證鋼邊止水帶與混凝土密貼、拱墻鋼邊止水帶外側只能靠混凝土流動更不具備振搗的可能性,更造成鋼邊止水帶外側混凝土的不密貼。這就已經違背了鋼邊止水帶設置的初衷。同時對于鋼邊止水帶對街接頭更是難以保證,因為丁基雙面膠帶不可能和鋼邊止水帶完全密貼,使得鋼邊止水帶對接接頭處也是一個缺陷。并且,因為隧道混凝土的每組施工長度一般不長,鋼邊止水帶的對接接頭就更多,更容易漏水。

3.3制品型(PZ)遇水膨脹橡膠止水條

3.3.1材質要求與材料性能

制品型遇水膨脹橡膠止水條又稱PZ制品型遇水膨脹止水條。制品型遇水膨脹橡膠止水條是由橡膠加入水溶性高分子遇水材料經混煉加工而成的產品。制品型止水條是一種即有一般橡膠制品特性,又有遇水自行膨脹進而止水的功能。膨脹體具有橡膠性質,更耐水?耐酸?耐堿。制品型止水條有優良的彈性,延伸性和膨脹止水性能,在水中的膨脹率能在40%~250%調節,膨脹體保持橡膠的彈性和延伸性,膨脹率不受水質的影響。

3.3.2防水原理

該材料具有彈性接縫止水材料的密封防水作用,由于該材料具有遇水膨脹的特性,在材料膨脹范圍以內起止水作用,在橡膠遇水后會產生至少2~5倍的膨脹變形,并充滿接觸的所有不規則表面,空穴及間隙,同時產生巨大的接觸壓力,徹底防止滲漏。

3.3.3具體施工方法和要求

制品型遇水膨脹橡膠止水條可以利用自身的粘性,直接粘貼在混凝土施工縫表面,遇水后體積能膨脹堵塞施工縫及周圍的毛細孔,達到可靠的防滲漏要求。存入備用或運輸時,切忌重壓以防材料變形。

①將所需密封的施工縫清理干凈、無浮灰、表面干燥。施工縫表面宜盡量預留凹槽,槽的尺寸為下口寬20mm,上口寬30mm,深10mm的梯形凹槽。槽中心線距結構表面(面向施工人員一側)20~25cm。

②將自粘性止水條順縫捕開、捺平。隔離紙取下,在膠面上做裝飾或保護層即可。

③施工縫表面預留凹槽困難時,可將止水條直接固定在經過處理的施工縫表面。止水條一般采用專用膠粘劑粘貼在凹槽或施工縫表面。基面潮濕無法粘貼時,可采用水泥釘固定在基面上,固定間距不得小于20cm。

④澆筑施工縫部位的混凝土時,應進行充分的振搗,保證施工縫兩側的混凝土密實。振搗時振搗棒不得觸及止水條。

3.3.4適用范圍

結構永久豎井施工縫、通風井施工縫、車站樓板施工縫等非迎水面結構施工縫均采用制品型遇水膨脹橡膠止水條進行防水處理,止水條的斷面尺寸為10mm×20mm。止水條的安裝方法見圖4。

3.3.5制品型遇水膨脹橡膠止水條優缺點

制品型遇水膨脹橡膠止水條安裝不復雜,但是其要求先澆注的混凝土在施工縫處要預留凹槽。同時遇水膨脹止橡膠水條由于太粗并不是十分柔軟,這就造成即使固定點再密也會出現橡膠遇水膨脹止水條與施工縫表面不密貼的情況,這樣,后澆注混凝土過程中遇水膨脹橡膠止水條就有可能進入后澆注的混凝土中,使其失去了意義。同時這種施工縫處理方法也基本不具備后期維修的可能。

4結語

以上就是現正建設的地鐵中施工的施工縫處理方法,必須根據地鐵結構各部位的不同作用及不同的防水要求,因地制宜,在保證防水質量的同時,考慮成本的投入,選擇合理的方法。

參考文獻:

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