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淺析地鐵防水工程明暗挖結合部位的施工工藝

來源:原創論文網 添加時間:2017-06-01
摘要

  地下結構的防水設計應遵循“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則,即以結構自防水為根本,采取相應措施控制結構混凝土裂縫的開展,增加混凝土的抗滲性能;以施工縫、變形縫等接縫防水為重點,設置結構柔性全外包防水層加強防水。

  地鐵明挖主體結構與暗挖附屬結構 (出入口通道、換乘通道、緊急疏散通道、風道以及區間隧道等)、車站明挖主體結構與區間暗挖隧道、區間明挖盾構井與暗挖橫通道等的接頭部位滲漏水現象較為普遍,這也是大多數地鐵工程的質量通病。 因此,如何處理好明暗挖結合部位包括施工縫和變形縫,是地鐵防水施工的關鍵, 筆者將重點對明暗挖結合部位的防水施工、預防措施和施工步驟進行論述。

  1、明暗挖結合部位接頭的主要形式

  地鐵車站的附屬結構由于受現場條件制約,多采用暗挖法施工。 通常情況下車站明挖主體結構先期施工,因此需提前為附屬結構留設好防水甩槎,明暗挖結合部位也因此存在施工縫、變形縫接頭(見圖 1)。

  由于在附屬結構開挖之后,作業面寬松,可以保證變形縫止水帶安裝定位質量,柔性外包防水層的鋪貼作業也能夠連續進行,確保了外包防水層的連續性,因此采用施工縫接頭做法能夠充分保證明暗挖結合部位的防水質量。

圖 1 明暗挖結合部位接頭形式
圖 1 明暗挖結合部位接頭形式 

  2、用施工縫作為接頭時應注意的問題

  2. 1、防水層甩茬的保護措施

  1)當車站結構施工到明暗挖結合部位時,要注意對防水層的甩槎采取有效的保護措施。目前,有些施工單位仍采用薄鐵皮板對防水層的甩槎部位進行保護,當破除圍護結構或割除圍護結構內的鋼筋時,工人使用的機具極易破壞防水層;另外在圍護結構破除完畢后,防水層的甩槎和鐵皮板都受到大面積的破壞,導致防水甩槎無法滿足明暗挖防水層有效搭接的要求,只能采取繼續破除明挖結構續接防水等方法進行補救。

  然而這些補救措施實際效果均不理想,仍可導致后期在該部位反復滲漏水。 而復合板則具有較大的彈性和硬度,不易破裂,又具有較好的隔熱性能,在圍護結構破除過程中,使用的機具不會直接破壞防水層,氣割圍護結構內鋼筋時,透過復合板的熱量也不會燙壞防水層,因此應采用厚度不小于 10 mm 的復合板對防水甩槎進行保護。

  2)有的明挖結構采用膨潤土防水毯作為外包防水,而保護板卻未采用雙層設置,僅在迎土一側設置,導致暗挖結構施工時,膨潤土防水毯遇水膨脹與明挖結構貼合緊密而無法取下,與暗挖結構防水材料無法形成搭接。因此,保護板必須采用雙層設置(見圖 2),以對明挖防水材料形成有效保護,確保明暗挖結合部位不同防水材料的有效搭接過渡。

圖 2 明暗挖結合部位防水層甩槎臨時保護
圖 2 明暗挖結合部位防水層甩槎臨時保護

  3)為了在破除圍護結構后能夠順利抽出保護板,保護板外邊緣應伸出破除洞口 100 mm。

  2. 2、防水層接槎施工方法

  在圍護結構破除完畢,并將破除部位基面處理平整后,明挖結構防水甩槎與暗挖結構防水層應進行搭接。 為確保明暗挖結合部位防水效果,在接槎部位一般采用內翻法。

  采用內翻法,明挖結構防水層在直線段的翻轉比較容易,且能夠保證防水層的連續性。 但暗挖結構接頭處陰角部位的防水層翻轉操作則比較困難,翻轉時不可避免地需要對角部進行裁剪,而裁開時不能過大或裁至角底,否則很難對角頂進行密封處理,又不能裁開過小使防水層無法完全翻至暗挖結構內。

  經現場多次實踐證明,即使在裁開部位施做防水加強層或采用密封膠密封等措施,也不易滿足防水層的整體防水要求,個別部位甚至在結構未澆筑前就開始出現滲漏水。 這也是明暗挖結合部位施工縫和變形縫容易出現滲漏的主要原因之一[1]。 如北京地鐵 8 號線二期安德里北街站主體結構與出入口通道防水搭接過程中,采取了暗挖防水層壓住明挖防水層,2 種不同材料防水層搭接長度為 500 mm,并在 2 種防水材料之間使用膨潤土密封膠粘接,最后用自粘聚合物改性瀝青防水卷材進行封口處理,使封口嚴密平整。采用該種做法后,明暗挖結合部位防水效果良好。

  2. 3、施工縫防水施工方案

  明挖結構與暗挖結構之間的環向施工縫是地鐵工程中容易出現滲漏水的部位,因此在該部位施工前,要制定詳細周密的施工縫防水施工方案。

  在確定明暗挖結合部位的施工縫防水方案時,應考慮以下幾個方面的不利因素:

  1)由于受圍護結構和明暗挖結構施工步驟的影響,環向施工縫部位無法安裝中埋式止水帶,明挖結構與暗挖結構的側墻水平施工縫止水帶也無法形成連續,兩者同時與環向施工縫存在接頭,故應充分考慮施工縫之間的互相影響[2]。

  2)遇水膨脹止水膠只能固定在鑿毛后的施工縫表面,因此止水膠與施工縫表面的密貼性和粘結強度對防水質量影響較大。

  3)明挖結構和暗挖結構的側墻水平施工縫均采用中埋式鋼邊橡膠止水帶進行防水處理,地下水一旦進入防水層與止水帶之間,會竄入環向施工縫而進入結構內[3]。

  4)施工縫兩側混凝土一旦澆筑不密實 ,滲漏水會繞過止水膠而出現滲漏水現象。

  通過對以上不利因素的綜合分析可知,在施工縫部位僅采用遇水膨脹止水膠是無法完全避免出現滲漏現象的;環向施工縫與水平施工縫交叉時,在“├”形部位屬于“面”形防水,而止水膠只對“線”形防水起作用。 如地鐵某站的施工縫設置了雙道止水膠, 效果也不理想。 為了確保施工縫的防水效果,地鐵 8 號線二期安德里北街站接口環向施工縫采取了雙道遇水膨脹止水膠+預埋注漿管的措施(見圖 3),并通過后期觀察發現防水效果良好[4]。

圖 3 遇水膨脹止水膠+注漿管施做示意圖
圖 3 遇水膨脹止水膠+注漿管施做示意圖

  3、變形縫滲漏水原因及施工應注意的問題

  3. 1、變形縫滲漏水原因

  1)中埋式鋼邊止水帶就位不準確或固定不牢靠,在澆筑混凝土時,邊止水帶就會跑偏(應位于結構中部)。

  2)中埋式鋼邊止水帶環向接頭過多,若施工控制不嚴格接頭熱硫化對接時就會封閉不嚴密。

  3)變形縫兩側混凝土振搗不密實導致止水帶與混凝土嚙合不嚴密。

  4)結構沉降伸縮變形超過止水帶和外包防水層承受的極限,造成防水層斷裂,止水帶變形。

  3. 2、施工應注意的問題

  1)止水帶用鐵絲固定在結構鋼筋上,固定間距為40 cm,要求固定牢固可靠,以避免澆筑和振搗混凝土時固定點脫落導致止水帶倒伏、扭曲而影響止水效果。

  2)水平設置的止水帶均采用盆式安裝 ,盆式開孔向上,以保證澆搗混凝土時止水帶下部的氣泡能夠順利排出。

  3)變形縫與水平施工縫處的止水帶采用定型十字接頭,不得在現場進行接頭處理。 環向對接應采用現場熱硫化接頭。

  4)止水帶居中埋設,其縱向中心線應與接縫對齊,兩者距離誤差不得大于 1 cm。 止水帶與接縫表面應垂直,誤差不得大于 15 °。

  5)澆筑和振搗止水帶部位的混凝土時 ,應注意邊澆筑和振搗邊用手將止水帶扶正,以避免出現止水帶扭曲或倒伏現象。

  4、明暗挖結合部位施工步驟

  多數情況下,都是在明暗挖結合部位的施工縫進行防水材料的搭接,但由于明暗挖結合部位防水施工存在一個施工周期,在此期間防水材料會產生相應變化,且鑿除圍護結構時,也容易對預留的防水甩槎造成破壞,所以為解決這一問題,可適當調整施工步驟,即:在明挖結構洞口處留設 1 段明挖后澆帶,明挖防水層甩槎設置在非破除位置,在破除暗挖結構范圍內的圍護結構之后,再施做暗挖段防水層,并預留好足夠的防水甩槎;將暗挖段二襯混凝土澆筑至明暗挖結合部位施工縫,然后施做施工縫部位的細部構造防水,在徹底清理基面之后,再將明挖結構防水層甩槎與暗挖結構防水層甩槎進行搭接,最后澆筑該后澆帶。 該方法已在地鐵 8 號線得到應用,能較好地解決明暗挖結合部位滲漏水問題。 明暗挖結合部位后澆帶施工示意圖見圖 4。

圖 4 明暗挖結合部位后澆帶施工示意圖
圖 4 明暗挖結合部位后澆帶施工示意圖

  5、結語

  地鐵明暗挖結合部位防水施工時,不但要提前充分考慮施工縫、變形縫防水的細部做法,還要對施工步驟進行調整,提前規劃,提前推演,做到有的放矢,正式施工時,對操作人員加強技術交底和現場旁站指導,將方案落到實處,才能提高地鐵明暗挖結合部位的防水施工質量。

  參考文獻
  [1] 郭德友. 地鐵地下工程細部構造防水技術探討[J]. 中國建筑防水,2006:117-122.
  [2] 單兆鐵. 地鐵車站結構的防水設計概要 [J]. 中國建筑防水 ,2005(2):24-27.
  [3] 章誼. 地鐵車站與周邊大型綜合體的結構連接及防水施工技術[J]. 建筑施工,2010(9):926-927.
  [4] 姚春禾,施龍. 明挖地鐵車站防水工程設計與施工[J]. 中國建材科技,2014(4):96-97.

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