地下结构特殊防水施工工法中铁二局股份有限公司城通公司1.前言随道我国城市现代化、经济发展的进程，城市轨道交通呈现快速发展的趋势，建设规模不断扩大，新建地铁车站下穿河道的情况也越来越多，对于如何降低车站运营与河道运行的交叉影响尤为迫切，以避免造成广大人民群众的生命安全、经济损失和不良的社会影响。而对于如何降低车站运营与河道运行的交叉影响，如何保证交叉段车站防水施工质量是确保车站今后运营中不渗不漏的关键，长期以来是一项重大的技术难题，是时下上海建科委、质监站、地铁公司等的重点关注项目。 中铁二局股份有限公司在上海地铁施工中通过对醉白池站的施工，形成了地下结构特殊防水施工工法。该工法在下穿河道地铁车站顶板防水控制方面效果明显，技术先进，具有明显的环保效益、经济效益和社会效益，前景可观，可广泛应用于市政施工领域。2.工法特点2.1本工法采用多道防水体系相结合，最大限度地从源头上采取措施防水。2.2本工法将聚脲施工与喷涂技术进行了有机融合，提高了工程质量和进度，且在施工和使用中，均无毒、无污染，为“绿色材料、绿色技术”。2.3本工法一次性投入较大，但降低了后续防水处理、补强等处理的风险，节省了昂贵的维护费用，一次投资，终生受益。3.适用范围本工法适用于软土地质条件下，存在地质条件复杂、地下水位高的大型地下工程，特别是针对防水后续补救处理难、风险高、代价大的高难度防水（或防水等级高）地下工程，比如：人行通道、商场、城市轨道交通、铁路、人防工程等地下工程相互交叉穿越，或下穿既有河道、湖泊、港口等。4.工艺原理采用多道防水体系相结合，充分发挥各自优势防控渗漏源头及路径，具体如下：（1）加强结构自防水能力，为第一道防水：新建地下结构采用钢纤维防水砼（钢纤维掺量0.4%）一次浇筑成型，不设诱导缝、变形缝，杜绝施工缝，提高自身防水能力。（2）强化结构附加防水能力，为第二道防水：附加防水层采用天然钠基膨润土防水毯，单位重量不小于5.5kg/m2。（3）加强防水毯保护板，为第三道防水：防水毯保护板钢纤维掺量为0.6%。（4）增设防水层，为第四道防水：在膨润土防水毯保护罩面上再喷涂一道聚脲防水防腐，喷涂聚脲弹性体（Spray Polyurea Elastomer，简称SPUA）具有力学强度高、耐磨、耐腐蚀、耐油、耐水、耐老化、耐交变温度（压力）等突出性能，在施工方面具有施工速度快、整体性能优异、环保性好等特点。（5）回填土，加强对增设的防水层的保护：为了避免对新建地下结构防水层的破坏，在增设的聚脲防水层上回填土后，再施工被穿越结构，回填土厚度不得小于500mm。图4-1 地下结构工法原理示意图图4-2 详图5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备钢纤维砼结构施工铺设膨润土防水毯钢纤维砼保护罩面施工喷涂聚脲回填土。5.2操作要点5.2.1 施工准备1、熟悉技术要求，掌握主要施工方法及细部构造的施工工艺。2、组建施工班组，按施工方案和技术规程对操作者进行岗位培训、做好安全技术交底，并下达作业指导书。3、做好材料进场验收检验工作，并做好验收记录。4、施工前要进行防水材料的试验性施工，获得建设单位及监理的同意后方可施工。5.2.2钢纤维砼结构施工1、钢纤维砼配合比设计钢纤维砼配合比设计采用计算法，步骤如下： （1）根据强度设计值及施工配置强度提高系数确定试配抗压强度和抗折强度。 （2）按试配抗压强度计算水灰比，一般应控制在0.45-0.50之间。（3）根据试验抗折强度，按规定计算钢纤维体积率，一般体积率选1.01.5%。 （4）根据试验确定合理砂率(现场应据钢纤维纤维体积率，水灰比等适当调整),一般应控制在1.1-1.6%之间。2、钢纤维的投放和搅拌钢纤维在砼搅拌站采用人工添加，每次投料均需严格计量。 (1)必须采用滚动式砼拌和设备。当钢纤维体积率较高，拌和物稠度较大时，拌和量不宜超过设备拌和量的60%。 (2)注意拌和料的投放顺序，一般按水泥、钢纤维、细集料、粗集料、水的顺序进行，先干拌后再加水湿拌，钢纤维应分2-3次投放。 （3）钢纤维砼的坍落度要求取决于钢纤维的掺量：a)直接浇筑：掺量20-25kg/m3砼，坍落度：160mm；b)泵送砼到浇筑点： 掺量15-25kg/m3砼，坍落度：180mm 。3、钢纤维砼的浇筑及振捣（1）泵送砼至浇筑点，出料及铺筑时卸料高度必须控制在1.5m以内。（2）加强对钢纤维砼进行振捣，以保证砼密实，同时增强砼和钢纤维之间的锚固。（3）钢纤维砼表面提浆应及时，应在砼初凝前用浆头覆盖掉露头的钢纤维。（4）保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振；（5）应集中资源施工,确保浇筑砼连续，确保使钢纤维砼从拌和到精平完成的时间控制在4小时以内。4、钢纤维砼的抹光（1）抹光机表面提浆、搓毛、压实。（2）若遇局部表面有凹塘或不太平整，应立即进行人补浆抹平，再进行机械抹面。（3）待整个面层抹平压实，调出原浆后即视为粗抹完成，且粗抹应在砼初凝后不久完成。（4）平整度复核，机械抹光后用靠尺进行检查，在不平整的地方，还需用手工加工修补抹平。5、养护砼完成初期可喷洒养生剂，喷洒均匀，表面无色差，初凝后使用薄膜或草包覆盖，洒水养生养护，保持表面湿润14天，正常保养周期28天，严禁出现砼裸露现象。5.2.3铺设膨润土防水毯1、基层处理（1）铺设膨润土防水毯(GCL)前基层必须整平，也不能有明显的空洞、裂缝，表面应基本干燥，不能有明显的水渍和坑洼,必须确保基层工程验收合格后进行。（2）基层、立面部位的阴、阳角应做成圆弧形或钝角。2、铺设前的准备工作（1）画出膨润土防水毯（GCL）的铺设顺序和裁剪图。（2）检查膨润土防水毯（GCL）的外观质量，准确记录已发现的机械损伤、孔洞或其它缺陷，以便在铺设时进行修补。3、特殊部位处理（1）立柱部位的加强处理首先在立柱周围均匀撒布或涂抹膨润土密封粉，然后裁切立柱直径加500为边长的方形膨润土防水毯(GCL)，在其中心裁剪直径立柱外径等同的孔洞。在立柱周围与毯的接合处均匀撒布或涂抹膨润土密封粉。其它形状穿透防水层的构筑物的加强防水处理应按构筑物形状裁剪。（2）膨润土防水毯损坏部位的补强损坏部位用同质材料钉补，补钉周边涂膨润土防水浆。4、膨润土防水毯(GCL)的铺设在基层达到要求后，膨润土防水毯(GCL)应按照先立面，后底面的顺序进行铺设。（1）结构顶面大面积铺设膨润土防水毯（GCL）采用人工按规定顺序和方向，膨润土防水毯(GCL)应以品字分布，避免十字形叠口出现，铺设时无纺布应对着迎水面，即无纺布朝上。膨润土防水毯（GCL）平面搭接施工方法：搭接宽度不应小于200mm，在搭接底层膨润土防水毯(GCL)的边缘75mm处撒上膨润土密封粉，其宽度为50mm、重量为0.5kg/m。遇有大风天气时，应使用膨润土密封膏进行密封处理。膨润土防水毯（GCL）应自然松弛与基层贴实，不宜折褶、悬空。在结构顶面的各边界处铺设膨润土防水毯(GCL)时，应使膨润土防水毯(GCL)与坡面或立面预留的膨润土防水毯(GCL)搭接完好。铺设过程中应随时检查膨润土防水毯(GCL)的外观有无破损、孔洞等缺陷。发现有破损或孔洞等缺陷时，应及时用膨润土密封粉（膏）修补，并用破损部位周边放大200mm以上的膨润土防水毯(GCL)进行局部覆盖修补。（2)“U”形立面和坡岸的膨润土防水毯(GCL)铺设施工 膨润土防水毯(GCL)应尽量避免在立面和坡岸搭接。如果必须在立面和坡岸搭接，则应按照高处的膨润土防水毯(GCL)在外侧、低处的膨润土防水毯(GCL)在内侧（紧贴在墙面上）进行施工，以防止回填土时有异物进入搭接缝。膨润土防水毯(GCL)在立面施工搭接时，接缝处应用膨润土密封膏进行密封处理。图5.2.3-1 立面或坡面搭接示意图图5.2.3-2 平面搭接示意图图5.2.3-3 破损修补示意图5.2.4钢纤维砼保护罩面施工钢纤维砼保护罩面是保证膨润土防水毯（GCL）防水效果非常关键的环节，须符合以下要求：铺设完的GCL，必须于当日（保证不被水淋湿）完成保护层的施工，确保在后道工序（如保护层或砼浇筑）施工前膨润土防水毯(GCL)不能遇水提前膨胀。钢纤维砼保护罩面砼浇筑时，应严格控制砼捣固，确保砼捣固棒离防水毯不得少于10cm, 杜绝捣固棒接触防水毯。保护罩面施工其它控制要求参照“5.2.2钢纤维砼结构施工”进行。5.2.5喷涂聚脲1、清理基层：基层面应平整坚硬，杜绝开裂、起砂、脱皮等缺陷，不得有明水、油脂及其它异物。基层表面凸凹处误差不应超过2mm,对基层表面孔洞和局部不平整部位应进行修补。开裂部位应预先采用专用腻子填平封堵,并打磨至与周围平整度一致。2、现场防护用防护布对非喷涂区进行遮挡防护，对工作面所预留的埋件要进行封套处理，以免喷涂施工物料飞涨，影响其它工序作业。3、喷涂底漆在砼面上喷涂聚脲必须使用专制的封闭底漆，底漆为100%固含量的环氧类涂料。在干燥的砼表面，底漆的涂布量为8-10 m2/Kg，机械喷涂和人工涂刷均可，喷涂时应均匀、无漏点。底漆喷涂应间隔6-8小时后使其干燥后方可进行聚脲喷涂。4、喷涂聚脲（1）、施工前，底材上的渣子和杂物要清理干净，喷涂施工要分区域完成，施工时，下一道要覆盖上一道的50%，俗称“压枪”，同时下一道和上一道的喷涂方向要垂直。（2）、施工时设备参数的设定总压力：65Kg/ m2（650Pa）温度：(主加热器和管道加热器)65将B料桶用气动搅拌器搅拌半小时以上后再进行喷涂施工。喷涂前先将管道加热器打开，待管道加热器温度达到所设定的温度后，再设定其他主机参数，然后进行喷涂施工。（3）平面施工对于平面施工，除注意压枪和喷涂方向外，还应注意及时清理底材上未处理干净的渣子及喷涂过程中落到底材上的杂物。每道喷涂完毕后，应立即检查，找到缺陷并处理。对于针孔和大的缺陷，使用快速固化的堵缝料进行修补；对于表面因杂质而造成的凸起，可用裁纸刀割除。5.2.6土方回填土方回填料优先选择基坑挖出的原土。基必须清除淤泥、粉砂、杂土、有机质含量大8的腐植土、过湿土和大于15cm的石块。结构板上0.5m范围内应采用粘土分层压实回填施工，人工使用小型机具夯填,以防止破坏结构板防水层。回填土方每层压实后，应按规范规定测出干土的质量密度，达到要求后，再进行上一层的铺土。5.3劳动力组织本工法施工劳动力组织如下表所示：表5.3-1 劳动力组织统计表序号类别职务或工种人数备注1管理管理人员6现场安排调度、技术质检测量及试验、安全等控制2防水毯施工班组工班长2班内工作协调及交接工作协调3施工组6裁剪、吊装、铺设等4配合组4配合吊装及撒膨润土粉等5钢纤维砼施工班组工班长4班内工作协调及交接工作协调6木工8模板支拆、设置槽钢方木7架子工68钢筋工89钢钎维添加工210砼工6平仓、振捣11机械操作工4抹光操作12测量工2槽钢、地面平整度控制13电工1负责现场动力照明用电14普 工5砼养护及成品防护15喷涂聚脲施工班组工班长2班内工作协调及交接工作协调16设备操作工417喷涂手418底涂工人419