装配式地铁车站防水性能研究

装配式地铁车站防水性能研究

陈俊逸

深圳市市政工程质量安全监督总站   518000

摘要：装配式地铁车站的防水问题一直备受业内外的关注，若防水处理不好，不仅严重影响结构的耐久性及使用寿命，还将影响车站的正常使用。装配式地铁车站防水体系包含结构自防水、接缝防水以及现浇与预制接口处防水三大类，其中又以前两类作为车站结构防水根本。本文将针对装配式地铁车站防水性能控制要点进行深入探讨。

关键词：装配式地铁车站；防水性能；结构自防水；接缝防水

引言

装配式地铁车站的防水问题一直备受业内外的关注。由于大部分地铁车站位于地表下，长期经受地下水的渗透与侵蚀；加上装配式建筑在我国仍处于发展阶段，诸如预制构件连接处的防水施工等工艺技术还不够成熟，因此对于装配式地铁车站而言，若防水处理不好，不仅严重影响结构的耐久性及使用寿命，还将影响地铁车站的正常使用。本文结合实际工程案例--深圳市城市轨道交通12号线二期某装配式地铁车站防水施工过程，阐述装配式地铁站防水性能控制要点。

1装配式地铁车站防水体系

装配式地铁车站防水体系主要分为三大类，包含结构自防水、接缝防水以及现浇与预制接口处防水。

1.1结构自防水

结构自防水强调混凝土本身的防水性能，即在预制构件的生产过程中通过调整混凝土的配合比及添加外加剂，并对氯离子含量及氯离子扩散系数进行控制，以提高预制构件的抗渗性，延缓地下水的渗透能力，提升混凝土的自防水能力。

1.2接缝防水

装配式地铁车站一般设置“两垫一注一嵌”共计四道防线进行接缝防水，即设置两道密封垫防水、一道注浆防水和一道嵌缝防水。其中，密封垫防水指在构件迎水面和背水面密封垫沟槽内粘贴复合式三元乙丙橡胶弹性密封垫，通过其被压缩挤密和遇水膨胀来防水；注浆防水是指在拼装结构中设置注浆系统进行结构加强和防水；嵌缝防水是在衬砌背水侧采用聚氨酯密封胶+聚合物水泥砂浆嵌填，将接缝允许渗漏量的水引导至规定位置，起到引水效果。

1.3现浇与预制接口处防水

装配式地铁车站两端存在盾构工作井，因此存在现浇与预制段衔接接口，此外车站现浇出入口同样会与主体装配式结构相互衔接。对于现浇与预制衔接位置，一般预埋遇水膨胀止水条，并预留后注浆管，通过过注浆实现缝隙的防水。

2装配式地铁车站防水控制要点

装配式地铁车站衬砌结构取消外包防水层，“结构自防水+接头接缝防水”就成为车站结构防水的根本。结构自防水作为防水体系第一道防线，要求结构本身具备强大的抗渗、抗裂、抗腐蚀能力来抵御地下水，而与防水混凝土结构共同抵抗水压力作用的接头接缝防水，是装配式地铁车站整体防水体系中的另一道、也是最为关键的一道防线，成为装配式结构防水技术的重点，需要采取有针对性和可靠的解决方案，确保接缝防水万无一失。下文将重点从预制构件生产、接缝防水中的防水密封垫安装及榫槽注浆三个方面阐述防水控制要点。

2.1预制构件生产

装配式地铁车站预制构件采用高性能防水混凝土，由于预制构件制作的工厂化，使得防水混凝土结构在配合比控制、密实度、抗渗、抗裂、抗腐蚀等方面具有现浇混凝土结构不可比拟的显著优势，其混凝土性能和构件质量都能够很好地满足混凝土结构自防水的要求，一般情况下，预制构件混凝土要求抗渗等级≥P10。针对预制构件的生产，可从以下方面进行控制：首先需严格控制混凝土中氯离子含量，要求最大氯离子含量不得大于0.06%；其次在构件生产过程中采用高频振动台加强振捣，确保混凝土密实，以满足抗渗等级要求；最后需对预制构件混凝土的氯离子扩散系数进行检测，要求氯离子扩散系数≤3×10-8cm2/s；在中等腐蚀性介质地层中，还需在构件外涂刷外防水涂层，将氯离子扩散系数控制在≤1×10-8cm2/s。

2.2防水密封垫安装

防水密封垫是接缝防水最重要的防线，密封垫的防水性能除了与材质、断面形状及构造有关外，还与接缝的张开量和错台量直接相关。可从以下方面进行控制：首先需控制密封垫的压入质量，即当接缝张开量为2mm时，应保证密封垫可完全压入储于密封垫沟槽内；其次需确保接缝两侧密封垫接触宽度，即控制接缝错台量及错台率，要求构件环缝错台量不大于5mm，错台率不大于10%；最后加强密封垫转角位置细部处理，密封垫转角为易漏水部位，确保转角部位在挤压滑动时，在涂刷润滑剂的情况下能够挤压到凹槽内不被破坏。

2.3榫槽注浆

装配式地铁车站预制构件连接工艺与盾构隧道类似，均采用干式连接工艺，即通过各种型式的接头直接对接并锁紧，将预制混凝土构件连接在一起，因此接头要求除了需要具有一定的承载性能和抗变形能力外，还需要满足车站防水性能的要求。目前装配式地铁车站衬砌结构采用注浆式榫槽接头，即在预制混凝土构件拼接面设置凸凹榫槽，构件接头连接后，通过预留的注浆孔，向接缝处灌注浆液，使接头接触面充分弥合形成有效接触，凸凹榫槽之间充分咬合，起到传力作用。因此注浆质量直接影响防水质量，为控制注浆质量，首先要选用合适的注浆材料，一般

选用环氧砂浆进行填充，即改性环氧树脂、改性胺类与石英粉的混合注浆材料，并控制各组分的混合比例，确保浆液流动性；其次在施工中要把握“分区分段、环纵独立、缓速扩展、有注有排、由下至上”的原则，确保注浆质量。

3缺陷防范及应对措施

装配式地铁车站虽然在构件上实现了工厂化生产，但是在施工层面受制于场地和成本因素，导致产生不可避免的机械及人工操作误差，常出现拼装时构件破损、密封垫变形破损、拼装缝隙不均匀等问题，从而影响装配式地铁车站的防水效果。针对上述问题，下文从施工的角度出发，给出相应的防范及应对措施。

3.1预制构件破损

预制构件在运送、拼装过程中会出现磕破现象，应采取防磕碰措施并加强成品保护，若出现大麻点、大缺角等缺陷，可采用聚合物快凝水泥、环氧砂浆进行修补。此外在使用期间还应满足强度、抗裂要求，确保最大裂缝宽度不得大于0.20mm，否则应对裂缝进行修补，保证混凝土结构自防水效果。

3.2密封垫破损及变形

预制构件在拼装过程中易出现磕碰或过度挤压导致密封垫破损及变形，为预防此现象发生，可从以下方面入手：首先需在拼装过程中采用人工手持方木引导、预垫，避免刚性碰撞导致密封垫破损；其次在拼装角部位增设丁基橡胶腻子片，既起到保护构件角部作用又能增加防水密封效果；再者在灌浆时严格控制注浆压力，避免压力过大破坏密封垫止水效果，同时保证浆液饱和填充缝隙；最后在拼装完成后有肥槽回填、顶部覆土回填等外部力学影响时，需尽量减少外部力学影响，主要措施为控制肥槽单次回填高度，两侧对称回填，拱顶回填禁止使用大型碾压设备，控制每次回填厚度，分层碾压，避免集中荷载。

3.3拼装缝隙不均

装配式地铁车站在实际施工中，由于机械和人工操作的误差，使得构件拼装缝的实际尺寸不均匀，无法完全达到设计标准。针对拼装缝隙不均，在接缝防水注浆作业时应把握好“分区分段、环纵独立、缓速扩展、有注有排、由下至上”原则。具体而言，“分区分段”指施工时以一环构件作为一个注浆工作分区，环与环之间设置隔离，并以环内的各个构件作为单位进行注浆分段，分区分段之后即形成若干注浆舱，注浆舱即为注浆工作的最小单位，如果一舱的空间过大，不能保证在规定的时间内注满，还应将大舱分隔为小舱或设置多个注浆位置，环向榫槽注浆区域示意图详见图1。“环纵独立、有注有排”指环缝和纵缝的注浆作业独立进行，并独立设置注浆孔和排气孔，不贯通和交叉。“缓速扩展、由下至上”指从最低点注浆，缓慢匀速注入，到最高点泄气孔流出浆液为止。此外，注浆材料各成分配比需根据试验确定，以确保浆液的流动性满足要求，使其对狭小缝隙具有更好的填充能力。

图1 环向榫槽注浆区域示意图

结语

综上所述，“结构自防水+接头接缝防水”是装配式地铁车站结构防水的根本，而以“两垫+一注+一嵌”为代表的接缝防水更已成为装配式地铁车站结构防水技术重点。因此，参建单位应把好预制构件入场的第一道关，确保构件本身防水防渗性能满足要求，并重点控制防水密封垫安装、榫槽注浆等重点工序施工质量。多道防水防线共同发力，以提升装配式地铁车站防水性能，确保车站结构安全并满足其使用功能。

参考文献

［1］李兆平，王臣，苏会峰，等．装配式地铁车站结构接头混凝土裂缝及接缝变形规律试验研究［J］．土木工程学报，2015，48(S1):409－413．