王春華

摘 要：隨著中國(guó)城市的發(fā)展，許多大中型城幣都建設(shè)了或者正在建設(shè)地鐵工程。地鐵在現(xiàn)代城市發(fā)展的過程中占據(jù)著重要地位，地鐵施工的安全性也隨著城市地鐵建設(shè)的擴(kuò)展而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本文首先分析地鐵防水施工的目的與意義，然后討論施工要求與原則，最后著重對(duì)現(xiàn)階段的主要地鐵防水施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；防水技術(shù)；排水措施

1 地鐵工程的防水目的及意義

地鐵防水是地鐵建造質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，防水的好壞關(guān)系到地鐵的使用性、耐久性、安全性，這就要求地鐵需具有良好的防水性能，主要表現(xiàn)為以下幾方面：

1.1 地鐵安全、常規(guī)運(yùn)營(yíng)需要防水

地鐵是人流擁擠、密集的地方，同時(shí)也是電力設(shè)備集中設(shè)置的地方。因此保證人員的舒適和設(shè)備的防潮是非常重要的事情。

1.2 地鐵工程本身的安全和持久性需要良好防水

當(dāng)侵蝕性地下水侵入鋼筋混凝土中時(shí)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕墻體，降低混凝土的硬度和強(qiáng)度，同時(shí)在混凝土內(nèi)部的鋼筋也會(huì)被侵蝕，使得鋼筋混凝土的承重力被削弱，造成坍塌的隱害。

1.3 環(huán)境保護(hù)需要地鐵防水

我國(guó)一直都面臨著水資源短缺的問題，尤其是城市。當(dāng)?shù)罔F工程滲水排至地面時(shí)，不僅僅寶貴的地下水被浪費(fèi)掉了，地面植被遭到淹埋，地下水水位的下降也將使地面下沉，地表不平均，地上建筑物會(huì)沉降或塌陷。

1.4 地鐵運(yùn)營(yíng)階段減少維修成本需要良好的防水

地下水的滲漏將帶來(lái)地鐵內(nèi)部裝潢的霉變，潮濕的空氣會(huì)腐蝕鐵軌，使鐵軌生銹。地鐵內(nèi)部的線路一旦遭到侵蝕，不但會(huì)發(fā)生觸電、漏電等隱患，將會(huì)給線路運(yùn)營(yíng)帶來(lái)極大的安全事故和不可控性。

2 地鐵防水施工的要求與一般原則

2.1 地鐵防水施工要求

按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，地鐵車站和機(jī)電設(shè)備集中地段防水等級(jí)為一級(jí)，即不允許滲水，結(jié)構(gòu)內(nèi)表面無(wú)濕漬。結(jié)合地鐵結(jié)構(gòu)的防水原則，可將設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)定為：多道設(shè)防，其中必有一道結(jié)構(gòu)自防水，并根據(jù)需要可設(shè)附加防水措施。地鐵區(qū)間隧道及連通道等附屬工程，防水等級(jí)為二級(jí)，結(jié)合地鐵結(jié)構(gòu)的防水原則，可將設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)定為：一道或二道設(shè)防，其中必有一道是結(jié)構(gòu)自防水，并根據(jù)需要可采取其他的附加防水措施。結(jié)構(gòu)自防水是區(qū)間隧道防水的根本，任何輔助性防水措施都不是萬(wàn)能的，必須重視結(jié)構(gòu)自防水。

2.2 地鐵主要的防水施工原則

（1）依據(jù)工程實(shí)體的結(jié)構(gòu)和用途等具體特點(diǎn)，兼顧全封閉性和排水性，秉著以防為主、防排結(jié)合，因地制宜，多道設(shè)防，剛?cè)峤Y(jié)合，經(jīng)濟(jì)效益，綜合治理的原則，確保工程能夠不滲不漏，安全穩(wěn)定。

（2）必須在充分考慮結(jié)構(gòu)自防水的情況下，做圍護(hù)結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)要能夠達(dá)到不滲不漏，嚴(yán)絲合縫，治標(biāo)治本，壽命長(zhǎng)久的要求，考慮具體工程是否需要抗?jié)B標(biāo)號(hào)和防水混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的措施，確保防止變形縫、穿墻管道和施工縫等接縫在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生。

3 地鐵工程中的主要防水技術(shù)

3.1 主動(dòng)防水技術(shù)

3.1.1 降 水

在地下水位下開鑿隧洞或深挖基坑時(shí)，為了能夠滿足施工需要，營(yíng)造適宜的施工環(huán)境，必須阻止基底、基坑或隧道側(cè)面的滲水；為了不致使邊坡發(fā)生小面積滑坡的現(xiàn)象，危害工作人員人身安全，必須防止側(cè)壁或基層土壤流失；為了減少隧道內(nèi)的空氣壓力，應(yīng)在隧道初期，盡量降低側(cè)柱支擴(kuò)的壓力；為了不使基底在施工過程中隆起并且破壞；為了更好地改善基坑和填土的砂土特性，這一切都需要降低地下水才能完成。

一般來(lái)說(shuō)，可以用井點(diǎn)降水法和集水明排法來(lái)降低地下水的水位。井點(diǎn)降水法即為了達(dá)到降水目的，對(duì)地下水施壓，通過力的作用，擠壓使地下水能夠排出。

集水明排法目的在于疏干地下水，即先在坑中挖出集水井，經(jīng)由開挖的集水溝疏導(dǎo)，用泵將地下水從井中抽出。

不過，對(duì)當(dāng)今社會(huì)而言，水資源十分寶貴，而且地鐵線一般處于人口稠密、建筑物林立的繁華地區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間、大量抽排地下水，將對(duì)建筑物的穩(wěn)定性造成影響，甚至產(chǎn)生區(qū)域性地而沉降。同時(shí)，考慮到對(duì)地下水資源的保護(hù)，在降水的同時(shí)，增加回灌措施，采用降水與回灌相結(jié)合的方法，既達(dá)到了無(wú)水施工的目的，又保護(hù)了地面建筑物的穩(wěn)定和地下水資源。

3.1.2 引 流

引流是指在地鐵工程隧道開挖支護(hù)施工過程中，通過設(shè)置排水管、排水溝方式，使地下水從勢(shì)能高地方向勢(shì)能低的地方流動(dòng)，最后通過水泵將水流抽出。

3.1.3 區(qū)域性水份轉(zhuǎn)移

區(qū)域性水份轉(zhuǎn)移是指利用大自然的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)在枯水期修建地鐵工程。如武漢長(zhǎng)江隧道修建過程中，其入口段地處長(zhǎng)江三級(jí)階地，與長(zhǎng)江水、漢江水有密切的水力聯(lián)系，當(dāng)長(zhǎng)江水處于枯水期時(shí)地下水補(bǔ)給長(zhǎng)江水，從而地下水壓力、流量減小，有利于地鐵施工。

3.2 被動(dòng)防水技術(shù)

被動(dòng)防水技術(shù)可以分為結(jié)構(gòu)防水和材料防水。地鐵工程自身結(jié)構(gòu)在起到承受圍巖荷載的同時(shí)又是防水結(jié)構(gòu)，所以稱之為結(jié)構(gòu)防水。不參與承受圍巖荷載而只依靠自身的防水性能產(chǎn)生防水作用的，稱為材料防水。因此結(jié)構(gòu)防水和材料防水的區(qū)別就在于是否參與了承受荷載。

3.2.1 結(jié)構(gòu)防水（堵水）

當(dāng)采用鋼筋混凝土和混凝土做圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，強(qiáng)調(diào)做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防水，把其視為治本的項(xiàng)目和永久防水線，做到不滲不漏，稱之為結(jié)構(gòu)防水。在地鐵車站施工中常用的方法有：

（1）連續(xù)墻堵水。在施工前構(gòu)筑的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，利用其自身具有的整體性和混凝土的抗?jié)B性，能達(dá)到堵水的效果；

（2）旋噴樁堵水。即在基坑支護(hù)坡樁完成后，再在支護(hù)樁之間的不連續(xù)部分補(bǔ)插旋噴樁，以封堵住地下水。但其對(duì)于滲透系數(shù)大的含水層，往往達(dá)不到堵水的目的。

（3）深層攪拌水泥土墻擋土止水技術(shù)。通過水泥與土層的攪拌混和，提高了土層的承載能力和止水能力，起到堵水的功能。

（4）淺埋暗挖法。淺埋暗挖法又能分成正臺(tái)階法、眼鏡法、中洞法、CRD工法、平頂直墻暗挖法、半斷面插刀盾構(gòu)法、柱洞法等等，淺埋暗挖法是一種涉及到的地面拆遷相對(duì)較少，不影響地面交通的方法，所以經(jīng)常被應(yīng)用在實(shí)際工程作業(yè)中。

3.2.2 材料防水（堵水）

在地鐵防水工程中，只采用結(jié)構(gòu)防水并不能滿足防水要求，必須增加附加防水層。這附加防水層并不能承受圍巖荷載，因此稱之為材料防水。附加防水層作為隔離層是一道重要的防水線，起隔水作用，目的是補(bǔ)償增強(qiáng)結(jié)構(gòu)總體防水效果。

例如武漢地鐵二號(hào)線的施工縫防水問題，在該工程中，就使用了雙道遇水膨脹嵌縫膠材料，這種材料具有較好的緩脹性能，搭配注漿管，使?jié){液填充到嵌縫膠范圍內(nèi)的空隙，這樣就達(dá)到了止水的目的。同時(shí)，二號(hào)線也使用了PZ制品型遇水膨脹止水條，這種材料由于具有遇水膨脹的性能，在防滲作業(yè)中起到了重要作用。

在淺埋暗挖法施作的地鐵工程中，材料防水主要是采用柔性外包防水層，作為地下車站結(jié)構(gòu)的“輔助防水層”，其設(shè)置在初期支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、包裹在二次襯砌結(jié)構(gòu)的外表面。例如，在初期支護(hù)噴射混凝土和二次襯砌模筑防水混凝土之間采用高分子樹脂板材（如ECB、EVA板材等）作防水隔離層，就能起到較好的防水效果；而且對(duì)二次襯砌模筑防水混凝土來(lái)說(shuō)，亦非常有利。

而在盾構(gòu)隧道中，一方面，材料防水主要是通過管片外防水來(lái)實(shí)現(xiàn)。管片外防水包括設(shè)置管片外防水防腐層及管片外注漿兩方面內(nèi)容；另一方面，特殊部位的防水措施也屬于材料防水措施。

4 結(jié) 語(yǔ)

由于地質(zhì)成因的復(fù)雜性、支護(hù)條件多變性、地下水賦存多樣性等，使得地下水問題是一個(gè)涉及多學(xué)科交叉的復(fù)雜巖土工程問題。因此，要從理論、實(shí)踐中一勞永逸解決地下水問題是相對(duì)困難的。目前地鐵工程地下水影響研究尚處于初步階段，如地鐵地下水分類標(biāo)準(zhǔn)、地鐵地下水防水標(biāo)準(zhǔn)等一系列問題有待展開進(jìn)一步研究。地鐵改善地面交通、減緩城市擁擠具有重要意義，地鐵工程按照百年工程的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這比一般工程的標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，倘若防水未做好，工程的百年壽命將難以保證。因此，重視地鐵防水，精心設(shè)計(jì)、精細(xì)施工應(yīng)充分落實(shí)。

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