对城市轨道工程建设防水质量通病的思考和商榷

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摘要：地铁工程工程建设中，防水作为工程的重点和难点，具有长期性、复杂性和特殊性，对国内已建运营地铁线路的调查表明，我国建成运营的地下轨道交通设施不同程度出现“站内和期间隧道渗漏水现场，地铁建设的”渗漏水站点”无疑将为地铁建设敲响警钟。为进一步总结经验，提高地铁建设中因建设质量通病而出现的“渗漏水现场”，论文就北京地铁建设中结构防水施工技术现状及技术发展进行分析和思考，以企能在今后的地铁工程建设中，通过工程技术人员通过工程实践，不断总结经验，加强现场的实验和施工管理，尽快形成一套符合北京地铁施工的行之有效的技术措施和操作办法，指导地铁施工，确保地铁运营安全。

关键词：地铁工程防排水施工技术 思考

中图分类号：S276文献标识码： A 文章编号：

随着我国经济的飞速发展，我国的基础建设进入了大发展时期，北京等大中城市将再次迎来新一轮地铁建设高峰。对北京地铁已建运营的线路的调查表明，自2011年7月初至9月15日期间，伴随多场持续强降雨，北京建成运营的地下轨道交通设施局部出现“站内和期间隧道渗漏水现场。地铁建设的”渗漏水站点”无疑将为地铁建设敲响警钟；而避免地铁建设、运营环节出现各类事故，需要在现有技术、制度背景下强化各环节监督、严格施工验收。为进一步总结经验吗，提高地铁建设中因建设质量通病而出现的“渗漏水现场”，论文就北京地铁建设中结构防水施工技术现状及技术发展进行分析和思考，以企能为地铁建设质量通病管理提供技术参考。

1. 国内地铁工程防水现状及出现渗漏原因分析

1.1 国内地铁工程防水现状

目前国内各城市地铁建设防水工程标准基本一致，以混凝土自防水为主，辅助以结构外包防水及“三缝”（即施工缝、诱导缝、变形缝）接缝防水。防水设计的原则为“堵排结合，以堵为主，多道防线，综合治理”。 地下车站及机电设备集中区段的防水等级为一级，即不允许渗水，结构表面无湿渍；区间隧道及连接通道等附属隧道结构防水等级为二级，即顶部不允许滴漏，其它不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000；任意100m2防水面积上湿渍不超过3处，单个湿渍最大面积不大于0.2m2。

目前地铁防水设计已比较完善，各城市地铁防水设计也都大同小异，特点体现在防水材料选择和接缝防水方面。地铁工程中明挖结构普遍采用附加柔性防水材料种类：结构顶板多采用涂料类防水层。侧墙和底板大多采用预铺式冷自粘防水卷材，北京地铁大多采用SBS改性沥青防水卷材、膨润土防水毯，广州地铁大量采用塑料防水板作为防水隔离层，沈阳1号线、天津1号线、南京1号线、深圳地铁也采用塑料防水板。国内目前地铁工程中矿山法结构普遍采用塑料防水板，也有采用预铺式自粘防水卷材，如西安地铁、重庆地铁、成都地铁。地铁防水工程中出现渗漏水问题，归根结底都是由于施工过程中质量控制不到位引起的。国内各地铁在建成后，都不同程度存在一定的渗漏现象。

注:1）注浆管：具有逆止功能的全断面注浆管；2）遇水膨胀止水胶：缓膨胀型产品，固化后的断面尺寸（8-10）mm，（18-20）mm；3）外贴式橡胶止水带：断面尺寸350mm x 80mm；4）中埋式钢边橡胶止水带：中孔型，断面尺寸350mm x 10mm；5）背水面密封胶嵌缝：聚氨酯密封胶嵌缝：断面尺寸15mm x 20mm；6）变形缝接水盒：1mm厚不锈钢板制品，嵌入预留凹槽内，预留凹槽尺寸为300mm x 50mm；7）止水法兰：100mm（环宽）x 5mm(厚)金属板

1.2 国内地铁工程防水渗漏原因分析

国内地铁出现渗漏水主要是施工质量问题，已有资料统计分析表明，城市地铁车站渗漏水主要集中在施工缝、诱导缝、车站主体与隧道及附属结合部位的变形缝处；暗挖区间的渗漏水主要集中在施工缝和变形缝处。因此总结城市地铁车站及暗挖区间出现渗漏主要表现在四个方面：（1）混凝土自防水质量问题，主要是混凝土施工冷缝、振捣不密实、温缩开裂等产生结构裂缝。（2）施工中外包防水问题，如防水卷材破裂、搭接不牢、同结构不密贴等形成窜水通道。（3）“三缝”防水质量问题，如止水带跑位、拉裂，注浆管堵塞等，导致接缝防水失效，未达到设计效果。 （4）特殊变形缝安装质量问题，如“U”型止水带安装后导致其变形、破裂、压板不密贴等。

对于盾构隧道，其渗漏主要原因，一是盾尾与管片之间间隙过大，盾尾密封失效引起漏浆，未将管片上的泥浆处理干净，致使管片、止水带间夹有泥沙；二是在盾构推进过程中，盾构与管片姿态不好时，造成管片拼装困难，影响到管片拼装质量，致使管片间发生错台，相邻管片不在同一圆弧面上，减少了止水橡胶的有效止水面积。三是盾构机与管片相对位置不好时，常常会使管片发生碎裂，发生止水带掉落情况，使得相邻止水带不能正常吻合咬紧；四是盾构管片拼装未顶紧，管片间的对拉螺栓在拼装后又未拧紧，使得管片间呈松弛状态，止水带未起到止水作用；同时同步注浆量不足，二次补浆不及时，导致隧道后期沉降量过大，降低了防水效果。其他原因如注浆孔螺栓未拧紧或封堵不严，导致螺栓孔漏水。洞门封堵不严导致漏水等。

从管理层面分析，施工单位质量意识不强，工序自检流于形式。施工管理人员技术力量薄弱，结构自防水施工多为负责结构施工的农民工，而非专业技术工；专业防水工人只精通某一种防水工艺，防水施工队伍为减少人员成本，往往临时客串施工多种防水。且防水为隐蔽工程，一旦施工完成，要待水位回升后才能发现问题，不能及时准确的进行处治。

2. 在建北京地铁防水施工技术

至2012年底，北京市轨道交通已运营线路达到16条，运营里程达到442Km；在建轨道交通线路8条，总长达到142 Km；已规划轨道交通线路4条，总长82 Km。以上地铁建设中，半数以上的明挖车站都大量采用了预铺厚聚酯胎改性沥青防水卷材的方法。

2.1 北京地铁地下明挖站防水设计

在地下车站中，预铺防水卷材主要用于采用“外防内贴”法铺设防水层的结构底板和侧墙。采用预铺防水卷材的地下车站防水设计方案见表1。其细部处理如下：

表1 采用预铺防水卷材的地下车站防水设计方案

1)明挖车站的侧墙和底板迎水面设置预铺防水卷材防水层，结构顶板迎水面设置单组分聚氨酯防水涂料防水层；图1给出了地下车站防水构造设计图。

2)平面预铺防水卷材采用空铺法，立面和斜面采用机械固定法，如图2所示。

3)阴阳角部位增设防水加强层，防水加强层在防水层之后铺贴，即将防水加强层满粘在已经铺设完毕的防水层表面。阴阳角部位增设防水加强层设计图见图3所示。

4）侧墙防水卷材层和顶板单组分聚氨酯防水涂料层采用自粘过渡的方式，如出现空鼓、翘边、满粘等较差效果时，可对卷材粘合面进行适当加热后再粘贴，然后增设自粘胶带进行封边处理。

5）施工缝设置柔性防水加强层，防水加强层与预铺防水卷材防水层材质和厚度相同，加强层宽度为500 mm，满粘在已经铺设完毕的防水层表面。

6）变形缝部位设置延伸率不低于300%的1.5mm 厚合成高分子防水卷材（优先选用高分子自粘胶膜防水卷材）作为防水加强层，合成高分子防水卷材满粘在预铺防水卷材表面。

2.2防水施工技术

2.2.1 底板防水层的保护层

底板预铺防水卷材防水层的表面是否应该浇筑细石混凝土保护层，目前存在二种观点：目前存在两种不同的观点，一是预铺防水卷材的优势在于能够与浇筑其表面的混凝土满粘，防水层与结构混凝土结合成为一个整体，解决了防水层与现浇混凝土之间的窜水问题。如果在底板防水层表面浇筑了细石混凝土保护层，由于防水层与结构层之间不密贴，容易导致窜水问题，无法发挥该类卷材的优势。二是目前国内地下工程土建施工人员的素质普遍不高，绑扎钢筋、振捣混凝土时对防水层的破坏较为严重，使防水层的整体防水性能下降。底板防水层表面积水、堆积泥沙等杂物，也会降低防水层的不窜水性能。另外，高温环境下卷材表面粘性较大，对后道工序的施工带来一些不利影响。但按文献1的观点在无保护层的状态下，防水层的破损程度与现场施工人员的素质、文明施工、工期等密切相关；同时，天气、环境对防水层的防水质量影响也较大。

2.2.2 卷材的自粘施工

北京地铁部分车站工程采用了双面自粘聚酯胎改性沥青防水卷材，卷材与卷材进行搭接以及加强层与防水层之间进行粘结时，卷材接触面的隔离膜均要求撕掉，使两层卷材的自粘面之间互相粘结，确保卷材之间的粘结强度和密贴性。但在现场实际操作过程中，即使采用了双面自粘卷材，其粘结质量也难以得到保证，出现大量翘边、空鼓现象，给现场施工带来很大的困难。为保证防水卷材的铺设质量，满足工期要求，历经多次现场调研和会议论证，并通过对材料供应企业的实地走访，认为5 mm 厚的自粘卷材，其胶粘层的持粘性无法满足卷材的粘结质量，难以彻底解决翘边和空鼓问题。通过现场试验，最终确定了局部采用热风枪或喷灯加热的方法，解决了翘边、空鼓的问题。

2.2.3 预铺防水卷材的甩槎和接槎

预铺防水卷材的甩槎主要位于施工缝、变形缝和预留洞口部位，其中施工缝和变形缝防水卷材的甩槎时间一般在7～15 d，而预留洞口防水层的甩槎可长达240～360d。因此对防水层甩槎采取合理的保护措施，不但关系到接槎能否顺利进行，还关系到卷材老化导致防水性能下降的问题。现浇混凝土结构施工过程中，根据设计和混凝土分段浇筑要求，通常需要设置施工缝和变形缝。在这些接缝部位的防水层需要预留出甩槎，甩槎长度应超过结构钢筋端部至少200 mm（甩槎长度）。立面防水卷材的甩槎保护一般不作特殊要求，仅要求甩槎范围的卷材隔离膜在接槎前不得提前撕掉，避免胶粘层长期暴露。底板卷材甩槎范围应注意采取临时覆盖保护措施，避免泥沙污染、重物堆积以及踩踏导致卷材破坏。

地铁地下车站需要设置多个出入口通道和通风道等附属结构，这些出入口通道和通风道等附属结构与车站主体结构之间存在大量的接口，防水层在这些通道洞口部位需进行甩槎和接槎操作，使车站主体和附属结构的柔性外包防水层能够形成整体封闭。

典型南方多雨城市地铁防水特点及对北京地铁防水的思考

3.1典型南方多雨城市地铁防水特点

3.1.1 上海地铁防水特点

上海地下水位较高，地铁防水以结构自防水为主，无矿山法施工的暗挖隧道，除明挖施工车站及联络线外，其余区间隧道全部使用盾构法施工，盾构管片宽1.2m；明挖法车站围护结构全部采用地下连续墙，连续墙与车站主体侧墙连接形成叠合墙，共同承受地下水侵袭，侧墙不设外包防水，顶板和底板设置防水层，防水材料为自粘防水卷材或膨润土防水毯。

申通地铁公司经过近20年的工程建设，非常重视防水工程经验总结和研究，不断培养相关专业技术人员。申通地铁公司在内部跨部门成立了技术中心，下设防水工作组、管片工作组、轨道工作组等，对相关问题进行专题研究和处理；上海隧道设计院作为其总体单位，也专门成立了防水设计室，针对上海水文地质情况，从材料选择、施工工艺等方面进行试验研究，将研究成果直接应用于防水设计和施工中；申通地铁委托上海隧道股份公司组织专业堵水队伍，对土建工程完成后的渗漏水专门进行一次事先注浆堵漏。

3.1.2 广州地铁防水特点

广州市地下水位较高，除个别联络线及联通道采用矿山法施工外，其余区间隧道均采用盾构法施工，在车站明挖主体结构及暗挖隧道二衬外侧采用PVC防水卷材进行辅助防水。广州由于水位较高，结构渗漏水点较多，非常重视堵排结合，对车站的排水系统要求较高，特别是对结合部位及接触网、屏蔽门等关键部位，要求设计院在防水设计的基础上，结合土建、安装、装修图纸增加排水系统图，对由于各种原因进入地铁车站及区间内的水，都能够通过其自身的排水系统，有组织地将水引入车站集水坑或区间排水泵房内。

3.1.3 成都地铁防水特点

成都地铁将防水卷材铺设前基面处理作为分项验收内容，邀请市质监站会同相关部门进行验收，合格后方可进行下一道工序施工。同时，对防水工程采取样板工程验收制，对每一单位工程第一段防水工程进行样板验收（含“三缝”防水，外包防水），验收合格后方可进行下道工序施工，其他各段防水施工必须按照样板段标准和设计要求严格施工，由监理按照隐蔽工程验收要求进行验收合格后方可进行下道工序施工，验收资料进入业主档案。

3.2 对北京地铁防水的思考及建议

地铁防水工程虽然在整个土建工程造价中所占比例不高，但关系到结构寿命和运营安全，做好地铁工程防水将是一项重要而长期艰巨的任务。结合北京地铁目前设计、施工、管理现状，建议如下：

3.2.1 不断完善和优化防水设计

设计方面应不断优化设计，合理选择方防水等级高且便施工的防水材料，提高防水效果。对北京地铁防水建议设计进行如下改进：

（1）建议施工缝处遇水膨胀止水条改为镀锌钢板止水带；

（2）建议增设各车站及区间排水系统图，形成完整的内部排水体系，如风亭、垂直电梯井、混合变电所等部位；

（3）建议对车站与附属、车站与隧道结合部位的防水卷材设计时考虑保护措施，以方便施工，确保卷材搭接质量；

（4）建议对防水卷材铺设基面处理,设计给出明确要求和标准；

（5）建议加大空调机房、离壁墙等排水沟断面和坡度，合理设置足够的地漏。

3.2.2施工中加强防水材料的选择和质量控制

加强对商品混凝土、防水卷材、橡胶止水带等重要材料的质量控制，坚持现有防水材料的采购模式，尽量选用资质高、规模大、信誉好的企业产品，从源头控制好材料质量。

（1）建议使用防水混凝土，并在以后的工程中进行工程实验；

（2）建议积极稳妥地采用防水新材料、新工艺，并进行工程对比实验。

3.2.3 加强防水施工质量过程控制

地铁工程施工过程中，需将防水施工纳入管理全过程，并做到如下几点：

（1）要坚持防水专业施工原则，施工要检查施工单位防水施工队伍的资质、人员、方案；

（2）在验收管理办法中，应完善防水工程验收的相关制度，增加防水基面处理进行专项验收；

（3）加强防水工程样板工程验收，对不符合设计及规范要求的防水工程坚决返工；

（4）严把分部分项工程验收关，并强化监理现场管理，加大奖罚力度。

结束语

地铁工程工程建设中，防水作为工程的重点和难点，具有长期性、复杂性和特殊性，但目前我国地下工程中的防水做的均不是很到位，导致运营地铁线路上出现不同程度的渗漏水现象；因此，在今后的地铁工程建设中，需要我们工程技术人员通过工程实践，不断总结经验，加强现场的实验和施工管理，尽快形成一套符合北京地铁施工的行之有效的技术措施和操作办法，指导地铁施工，确保地铁运营安全。

参考文献

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作者简介：1979.12生、男、汉族，北京市东城区、2002年北京工业大学供热通风与空调专业毕业，学士，工程师，毕业后从事房屋建筑工程暖通施工管理工作，2004起从事房屋建筑工程土建施工管理工作，2006年转入轨道交通施工管理工作。