朱伟强

摘要：针对长沙地铁特殊的工程地质和水文地质环境，结合长沙地铁二号线体育公园站的混凝土结构自防水和附加防水层相结合的设计方案，对使用HDPE防水卷材的防水设计进行探讨。

关键词：地铁车站 防水设计 混凝土结构自防水 附加防水层HDPE卷材

Abstract: according to the engineering geological special changsha subway and hydrological geological environment, combined with changsha metro line 2 at sports park station of concrete structure from waterproof and additional waterproof layer of combining the design plan to use the HDPE waterproofing materials waterproof design is discussed in this paper.

Key words: the subway station waterproof design concrete structure from waterproof additional waterproof layer HDPE coil

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1 前言：

在现代化城市中，地下轨道交通的发展日新月异，地铁车站埋深不断加深，车站结构在地铁通车运营阶段处于地下水的浸泡时，车站的防水设计和施工即成为地铁车站结构设计的重点之一。

2 工程概述

体育公园站属于长沙市轨道交通2号线与4号线的换乘车站。2号线体育公园站车站总长180.2米，有效站台宽度为12米，为地下两层岛式车站，采用明挖顺作法施工。

车站覆土厚度约3.5米，车站两端区间均为盾构区间。体育公园站场地地貌单元为浏阳河的II级阶地及剥蚀岗地残丘，总体上南高北低。受后期修筑劳动路影响，场地表现为明显的两级台地、现地面较为平整。车站范围内地层有：素填土、粉质粘土、粉细砂、残积砾砂、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩。车站范围内场地水文地质条件一般；地下水类型分为上层滞水、第四系砂砾层中的孔隙潜水及基岩裂隙水三大类。

1）上层滞水：赋存于填土及耕植土中，水量小，含水层分布,不连续。受大气降水和地表水补给。

2)孔隙潜水：赋存于第四系堆积形成粉细砂中，含水层厚度1.40-6.20m接受大气降水和地表水补给。稳定水位为地面以下0.3～2m，为潜水,透水性强,富水性差。

3)基岩裂隙水：在砾岩中普遍分布有粗砂层、中砂层，粘土胶结、手捏易散，给水钻进时呈松散状，不返水、易坍孔，未能测得稳定水位。

3 车站防水设计

3.1 车站防水设计原则

1）结构防水设计应遵循"以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理"的原则。

2）确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以附加防水层加强防水，并应根据长沙市当地气候条件、工程水文地质情况、结构特点、施工方法、结构型式、防水标准和使用要求、技术经济指标综合确定有效、可靠、易于施工的防水方案，以保证结构的安全、耐久性和使用要求。

3）防水的设计和施工必须符合环境保护的要求，并采取相应措施。

4）地下工程的防水，应采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量可靠的新材料，行之有效的新技术、新工艺。

3.2 车站防水等级

地下车站及机电设备集中区段均按一级防水等级要求设计，结构不允许出现渗水部位，结构表面无湿渍。

3.3 车站防水方案

根据长沙市水文地质条件，并参照国内建成地铁线的成功防水经验，长沙地铁2号线的地下结构采用"结构自防水＋柔性全包防水层"的防水方案。明挖车站底板及贴壁式边墙的外防水层采用外防内贴法施工；顶板及离壁式边墙的外防水层一般具备外防外贴（涂）的施工条件。结合2号线沿线地质水文特点、气候特点，车站防水材料选型方案为：

车站防水卷材选型分类表

具体防水构造设计见图所示：

图二

3.4 车站结构自防水体系—防水混凝土技术要求及结构耐久性措施

地铁车站结构防水体系以结构自防水为根本。车站顶、底板、边墙等与土壤或水直接接触的构件均采用防水抗裂混凝土，最低强度等级不小于C35并应满足对应环境类别及强度等级要求，设计抗渗等级为P8。结构构件迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm，裂缝宽度不得大于0.2mm，并不得贯通。

防水抗裂混凝土原材料及配合比的具体要求：

1）防水混凝土水泥品种宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，采用其他品种水泥时应经试验确定；混凝土拌和时，严禁使用温度大于60°C的水泥。不得使用过期或者受潮结块的水泥，并不得将不同品种或强度等级的水泥混合使用。

2）防水混凝土选用矿物掺合料时，粉煤灰的级别应为 I级，烧失量不应大于5%，用量宜为凝胶材料总量的20%～30%，当水胶比小于0.45时，粉煤灰用量可适当提高。

3）防水混凝土可根据工程需要掺入减水剂、防水剂、密实剂、引气剂、复合型外加剂及水泥基渗透结晶型材料，其品种和用量应经试验确定。

4）防水混凝土中各类材料的总碱量（Na2O当量）不得大于3kg/m3；氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.1％。

5）防水混凝土的配合比，凝胶材料用量总用量不宜小于320kg/m3，在满足混凝土抗渗等级、强度等级和耐久性条件下，水泥用量不宜小于260kg/m3，砂率宜为35%～40%，泵送时可增至45%。灰砂比宜为1：1.5～1：2.5。水胶比不得大于0.50，有侵蚀性介质时水胶比不宜大于0.45。

为保证混凝土结构自防水的效果，还须在施工过程中注意以下事项：

1）防水混凝土施工前应做好降排水工作，不得在有积水的环境中浇筑混凝土。应分层连续浇筑，分层厚度不得大于500mm。

2）宜优先采用钢模板，高温季节应尽量降低混凝土的入模温度（不宜超过30°C），入模混凝土的塌落度不宜超过160mm。

3）防水混凝土拌合物在运输后如出现离析，必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原水胶比的水泥浆或掺加同品种的减水剂进行搅拌，严禁直接加水。

4）厚度大于800mm的明挖法车站的底板（含底梁）、暗挖车站的底梁和顶梁；厚度大于500mm（含500mm）的车站的侧墙和顶板（或拱部衬砌），必须按照大体积混凝土考虑，采取混凝土缓凝措施。

5）大体积防水混凝土的施工，宜选用水化热低和凝结时间长的水泥。宜掺入减水剂、缓凝剂等外加剂和粉煤灰、磨细矿渣粉等掺和料。入模温度不应大于30°C。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25°C，表面温度与大气温度的差值不应大于20°C，温降梯度不得大于3°C/d。

6）明挖法车站底板、中楼板和顶板，混凝土浇筑完毕后，在混凝土終凝前应进行二次抹压并进行覆盖，边抹压边覆盖；最后一次抹压时，应采取“边掀开、边抹压、边覆盖”的措施，覆盖材料应与混凝土表面密贴。

7）混凝土强度未达到1.2MPa前，不得在其上安装模板及支架，严禁堆放重物。