地铁车站明挖隧道防水施工技术研究.pdf

49现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 2 期2024 年 1 月Vol.3 No.2Jan.2024地铁车站明挖隧道防水施工技术研究王梦晗中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，北京101300摘要：地铁明挖车站防水施工在整体工程质量和后续运营安全性中占据举足轻重的地位，深入探讨与分析明挖法在地铁车站建设中的防水技术应用和施工流程具有重要意义。通过专业的调研和实地考察，确定了防水施工的特殊要求和标准。在明确了明挖法施工防水的关键环节和要求后，针对性地提出了一系列细化的防水技术措施和建议，对明挖车站防水施工中的关键环节提供了具体的操作方法和技术路径，推动了地下工程防水技术的发展和进步。关键词：地铁明挖车站；防水施工；施工技术中图分类号：U231.3;U455.4 文献标识码：AAnalysis of Waterproofing Construction Technology for Open Cut Tunnels in Subway StationsWang MenghanChina Railway 19th Bureau Group Rail Transit Engineering Co.Ltd.,Beijing 101300Abstract:Given the crucial role of waterproofing construction in the overall engineering quality and subsequent operational safety of subway open cut stations,this article aims to explore and analyze in depth the application of waterproofing technology and construction processes of open cut methods in subway station construction.Through professional research and on-site investigation,special requirements and standards for waterproofing construction have been determined.After clarifying the key links and requirements for waterproofing in open cut construction,a series of targeted and refined waterproofing technical measures and suggestions have been proposed.Through analysis,these measures provide specific operational methods and technical paths for the key links in the waterproofing construction of open cut stations.In addition,through the exploration and research of the article,it provides certain theoretical support and practical reference for the subsequent related underground building waterproofing construction technology,further promoting the development and progress of underground engineering waterproofing technology.Keywords:subway open cut stations;waterproof construction;construction technique作者简介：王梦晗（1996），女，中铁十九局集团轨道交通工程有限公司助理工程师，研究方向为地铁施工技术。在城市轨道交通体系中，地铁扮演着不可或缺的角色，在缓解城市交通拥堵方面起到了重要作用，在现代城市交通网络中占据核心地位。地铁网络的不断拓展，不仅满足了城市的交通需求，还对地铁建设技术提出了更高的标准和要求。施工企业需要运用高效的防水技术，最大限度地减少外界环境因素对地铁施工的影响，保障地铁车站及其他相关设施的安全运营，从而在根本上确保地铁工程的安全和稳定1。下面以地铁榆树庄车站展开研究。1工程概述榆树庄站位于看丹路、规划榆树庄一号路与规划榆树庄东路相交路口南侧，康辛路与榆树庄东路相交路口北侧。车站东侧为榆树庄生态公园，车站西侧为榆树庄村。本站设计需考虑与周边地块开发一体化结合。车站中心里程为右K22+139.700车站总长为257.5m，外包宽度63.3m（中心里程处），两侧站台宽度分别为5.05m、4.29m。车站总建筑面积为24173m2，车站顶板覆土3.07m（中心里程处）。车站共设置4个出入口、1个安全出口、2个无障碍电梯、2组风亭、1座冷却塔。本站主体结构为地下单层多跨钢筋混凝土箱型框架结构（局部含设备夹层及板下过轨通道），采用明挖法施工；车站附属结构均于主体结构内顶出，与主体结构同期明挖实施。车站两端区间均为明挖法施工。井位布置图见图1。明挖基坑围护结构采用旋挖钻机钻取直径为800mm的孔，孔深分布在19.221.3m范围内，桩心间距定在1.21.5m。对于明挖基坑来说，围护桩的准确位502024 年 1 月第 3 卷第 2 期现 代 工 程 科 技50置至关重要，因此选用了配备自动校正钻杆的GZX12型旋挖钻机，以确保精确施工。在围护桩施工完成后，通过实施冠梁施工进一步加固围护结构。基坑开挖采取分步逐层向下的方式，并使用三根600mm的钢管进行结构支撑。详细的支撑结构请参见图2。图1井位布置图图2基坑钢支撑布置图2防水施工的具体要求在当前的各类工程项目建设中，配套的防水体系和标准已成为通行的做法。在地铁明挖车站的施工过程中，虽然要求内部各结构的防水等级保持一致，但同时确保车站内各结构表面不存在水渍和湿渍。项目施工完成后，管理人员需进行全面检查，以尽可能规避结构性渗漏的发生。在对车站主体结构执行防水设计时，必须严格按照“预防为主、刚柔结合、多道防线、根据地质情况制定策略、综合治理”原则，实施复合防水措施以规避风险。第一道防线采用全封闭式的新型膨润土防水毯；第二道防线采用的是自体防水技术，其墙体厚度为500mm，底板厚度为700mm，并配有两条底部纵梁，梁高为1800mm，使用的混凝土为C30级别。施工缝通过新型钢边橡胶止水带进行处理，而变形缝则采用橡胶止水带。在结构防水施工工艺方面，底板和侧墙采用膨润土防水毯施工工艺，顶板采用单组分聚氨酯涂膜防水施工，同时采用了独特的结构防水施工方法。3分析地铁明挖车站防水施工技术3.1施工前准备阶段3.1.1技术筹备在地铁车站施工之前的设计环节，勘察设计团队需完成必要的技术准备。包括对项目所在地进行深入的水文和地质勘查，根据勘查及调查数据的具体情况选择合适的防水设计方案，并就所用到的防水材料提出对应的规范和标准。确保防水工程设计经过充分的论证，与地铁防水标准保持一致。在整个工程项目的建设阶段，建设单位的相关管理团队要科学分配各成员的工作职责，明确各自的任务，严格监控和管理施工材料，以最大程度确保防水施工质量达到标准。3.1.2材料筹备由于地铁明挖车站工程对防水级别标准的要求较为严苛，实际选用的防水卷材自然需满足更高的标准。具体来说，聚氨酯防水材料因其卓越性能通常是首选，止水带通常选择背贴式钢板或镀锌钢板，而防水卷材则倾向于选用高分子预铺防水材料。在选定防水材料时，不仅要保证其数量和质量符合施工标准，在材料采购阶段也需根据设计部门提供的材料标准进行严格验收，确保所有材料达标后才能运至施工现场。在施工现场，除了要准备达标的防水材料，还需预备铁锹、扫帚、剪刀、弹线盒、挂板、毛刷和卷尺等施工工具。管理团队需要为施工人员分配明确的工作职责，比如材料搬运、固定碾压、基层处理以及防水层铺设等，以便从基础层面确保整个地铁施工现场的流程有序进行。3.2实施结构自防水技术在实施结构自防水技术过程中，通常优先采用混凝土结构，主要出于其直接增强地铁车站防水能力的优势。因此，在施工前，对混凝土结构的标准必须设定得尤为严格。车站内部混凝土结构也需要适度降低其内部收缩性，通过改变其性能以提高其抗渗和抗裂能力，从而达到提升整体防水性能的目的。具体来说，选择地铁车站的混凝土，宜广泛采用收51王梦晗：地铁车站明挖隧道防水施工技术研究建造科技缩补偿性混凝土。在搅拌阶段，可以适当增加膨胀水泥的用量，这样在最终凝固后能显著降低裂缝发生的概率，由此全面提升防水性能。同时，在混凝土的搅拌和浇筑过程中，为了进一步强化混凝土的防水特性，可考虑优先加入适量的添加剂。该类添加剂的性质和原理与收缩补偿混凝土大体一致，并且添加剂中包含防水成分。3.3施工工艺分析：膨润土防水毯3.3.1施工工具与设备施工过程中的首要步骤通常是选择合适的施工工具和设备，特别是在使用膨润土防水毯的情况下。这种选择主要基于膨润土防水毯使用和施工的相对简易性。关键工具和材料主要包括用于裁剪防水毯的刀具和用于固定防水毯的2740mm的水泥钉与垫块。此外，射钉枪或铁锤也是必需的工具，用于有效地将防水毯固定在预定位置。在这一阶段，所选择的防水毯是临时性的，其材料通常选择厚度为1mm的低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene，LDPE）塑料防水板或厚度为1mm的白铁皮。这些材料在实际施工中用于提供临时的防水层，确保工作区的干燥状态，并最大限度地减少水分入侵。除此之外，施工过程中还会使用抹子，这一工具用于涂抹膨润土防水浆料。涂抹过程确保膨润土材料均匀分布，形成一层稳固且连续的防水层，进一步提升施工区域的防水效果。3.3.2准备基面处理基面处理是确保膨润土防水毯正确施工的关键步骤。这一环节确保防水毯能够紧密贴合在基面上，为下一阶段的施工创建一个防水的、稳定的工作环境。在基坑的开挖过程中，遵循从上到下的原则来确保土体的稳定性。对于基坑冠梁的处理，在3m的间距内设置垂直吊线装置，以准确指示基坑的垂直度，并确保在整个挖掘过程中的均匀性和精确度。每当基坑挖掘深度达到1.52m时，使用垂线法来严格控制净空是至关重要的。净空是指基坑的实际开挖尺寸与设计尺寸之间的差值，垂线法能够准确测量并确定开挖的准确性。这种方法确保了基坑的尺寸和形状在整个挖掘过程中保持精确，并防止由于过度挖掘导致的不稳定。全方位的喷浆面检查是另一个关键步骤，在这一步中，要检查并确保喷浆面的均匀性和稳定性。通过使用一个长2m的靠尺进行，以帮助工作人员确保喷浆面的平整度和水平性。同时，通过不断检查，确保喷浆面没有任何裂缝或不规律的表面特征，避免影响防水毯的效能或未来出现问题。3.3.3基准与标准的膨润土防水毯铺设在执行朝向面的施工过程中，当高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）处于迎水面的位置，可能会遇到纺土工布朝向现浇钢筋混凝土的情况。搭接规范：防水毯的搭接尺寸应设定为150mm，并按“品”字形铺设以保证毯子间的紧密连接。钉子固定与间距：钉子固定间距，在搭接接缝位置，通常被控制在500mm范围，而在某些情况下则需要调整至300mm。使用射钉枪进行固定时，必须根据联合基面的硬度调整射钉枪的火力，以防止钉子穿透防水毯。若钉子确实穿透，需使用相同类型的膨润土防水浆进行密封和填补。临时防护与修补：在底板使用细石混凝土作为临时防护，特别是在进行后续结构施工时，以防损坏甩头部位（甩头需要大于甩筋的50cm，以便施工）。损坏的防水毯可以修补重用，通过重新裁剪一块防水毯覆盖在损坏部位，并用钢钉固定。新裁防水毯的边缘应比孔洞边大于30cm。铺设顺序及工艺：考虑到防水毯的规格较大（例如4.4m30m，重量800kg）和每平方米的重量（6kg），使用吊车或其他垂直运输机械进行搬运。在现场，防水毯可以任意裁剪，但需遵循确定的原则，使用机械或人力在方便施工的情况下减少搭接，并在阴阳角进行搭接。侧墙防水毯防护：为防止侧墙防水毯在完成铺设后由于雨水浸泡而提前水化，应使用塑料薄膜进行保护，直到浇筑混凝土之前2。3.4进行侧墙防水施工在进行侧墙防水施工之初，精选防水材料是首要任务，目前高分子材料及防水卷材由于其优异性能被广泛应用于这一环节，推荐的材料厚度约为1.5mm。初始阶段，围护结构表面须使用12.5砂浆（厚度20mm）执行找平工作，为后续卷材铺设创造平整基础，最大限度减少气泡及空气夹层的产生。待基面达到预期平整度后，将1.5mm厚的沥青基聚酯胎预铺防水卷材铺设于其上，选材时主要考虑到材料的防水性和耐久性。而在具体施工过程中，必须确保材料和工具的充分准备；进行侧墙结构检查，识别并处理潜在问题；检验砂浆层的干燥和522024 年 1 月第 3 卷第 2 期现 代 工 程 科 技52平整度；保证防水卷材的平整铺设和边缘的严密黏合；及时对铺设后的卷材进行检查和修复；在卷材上施加保护层，增加其耐用度；最后进行全面检查，确保施工质量符合标准。通过这一系列严密的施工和检查环节，侧墙的防水效果和建筑的整体稳定性得到有力保障3。在普遍的施工场景下，在应用水泥砂浆进行侧墙防水处理的环节中，施工人员需利用刷子、打磨机和钢丝刷等工具来彻底清理基面上的灰尘和杂物。这一阶段要特别关注水泥砂浆平整度和均匀度的必要性。不仅如此，也可以借助刷子和钢丝刷进一步协助清理工作，从根本上确保材料内部达到防水的标准，并且更关键的是有效防止侧墙防水层的损害。但在选用沥青基聚酯胎预铺防水卷材的过程中，施工人员必须严格按照之前的施工计划，保证卷材的尺寸与图纸设计数据的一致性4。在实际进行侧墙施工时，必须时刻注意到降水沉降的问题。特别是在地铁车站施工中，通常采用明挖法。施工团队要考虑到可能影响地铁周边环境的因素，以防因降水倾斜或沉降而对高层建筑和古建筑造成损害。在施工过程中，需要将这类沉降带来的影响最小化，进而加强周边建筑物的安全与可靠性5。4结语在地铁工程的建设进程中，深入探讨、分析，并积极实践提升明挖地铁车站防水施工技术的应用，显得至关重要。这不仅有助于实现地铁建设过程中渗水问题的合理控制，而且进一步提升了地铁工程的整体建设质量。这些努力共同为未来地铁的稳定运行和安全性提供了坚实的保障。因此，以上内容中，特地以明挖地铁车站的施工为背景，深入探讨了防水施工技术，整理了施工流程，并针对关键施工工序进行了详细描述，旨在为未来类似工程提供有价值的建议和参考。这些集中体现了在地铁建设中防水技术的关键地位及其在确保工程安全、提升建设质量方面不可或缺的角色。参考文献1 李海峰.暗挖地铁车站明挖增层施工力学行为及安全控制技术研究D.济南:山东建筑大学,2023.2 王二力.明挖异形地铁站接驳既有车站的施工技术研究D.成都:西南交通大学,2022.3 刘欣宇.地铁车站明挖隧道防水施工技术分析J.工程机械与维修,2022(6):39-41.4 唐垠斐.地铁车站暗挖隧道施工对既有桩基的影响分析J.建材与装饰,2019(3):259-260.5 杨秀仁.明挖地铁车站预制装配结构理论与实践D.北京:北京交通大学,2020.