摘要：介紹地鐵天津站交通樞紐地下防水工程的防水設計原則、要求和防水材料的選擇原則。詳細介紹工程所選用的濕鋪法改性瀝青橡膠防水卷材（聚酯胎）、濕鋪法及反應性丁基橡膠自粘型防水卷材、緩膨脹止水膠、鋼片丁基橡膠止水帶、注漿管、混凝土界面劑及高滲透改性環氧防水涂料等主要防水材料的產品特性和應用。
關鍵詞：地鐵工程；地下結構；防水材料；應用 地鐵天津站交通樞紐工程主要組成為地面和地下工程，地面工程為京津、京沈高速鐵路站，地下工程為城市公交系統站，地鐵 2、3、9 號線東站交匯和換乘，主副地下廣場及主副地下廣場連續線、地鐵地下連乘線等。地下工程防水面積約 50萬 m2、地面防水工程約 20 萬 m2，工程投資 70 億人民幣（不含高速鐵路的費用），是目前國內最大的地下交通樞紐工程。 地下工程為整體地下 1～4 層，地下最大開挖深度 31 m，圍護結構采用地下連續墻、鉆孔樁、噴射混凝土等，地下工程防水采用結構全包防水層和主體結構自防水相結合的模式。1 防水設計1.1 防水設計原則、防水等級和標準 地下結構防水遵循“以防為主、剛柔結合、多道防水、因地制宜、綜合治理”的原則。 （1）“以防為主”：主要以混凝土自防水為主，首先，應保證混凝土、鋼筋混凝土結構自防水能力，采取有效的技術措施，保證防水混凝土結構規定的密實性、抗滲性、抗裂性、防腐蝕性和耐久性；其次，應加強結構變形縫、施工縫、穿墻管、預埋件、預留通道、接頭、樁頭等細部構造的防水措施。 （2）“剛柔結合”：從材料性能出發，要求在地下工程中剛性防水材料和柔性防水材料結合使用。 （3）“多道防水”：除以混凝土自防水為主，提高其抗裂、抗滲性能外，應輔以柔性附加防水層，并在圍護結構的設計與施工過程中積極創造條件，滿足防水要求，達到互補作用，最終實現整體工程防水的不滲、不漏。 （4）“因地制宜”：根據天津站交通樞紐工程的環境和地層條件是氣候變化和溫差大、地下水位高、補給來源豐富、臨海、地層滲透系數大、地下水等對混凝土結構和鋼筋混凝土結構具有不同程度的腐蝕作用，確定采用全包防水的措施。在城市修建地下工程，根據環保、水資源保護的要求，防排水設計應采用“防”而不是“排”的原則，嚴禁將地下水引入地下建筑結構內。 （5）“綜合治理”：地下工程防水是一項技術性強、涉及面廣的綜合性工程，要求結構與防水相結合，并做好其它輔助措施。 防水等級為一級。 標準：不允許滲水，結構表面無濕漬。1.2 防水設計要求 （1）地下工程防水設計應著重于加強工程地質、水文地質和環境條件等資料的完整性、可靠性，使結構防水建立在可靠的技術數據基礎上。根據天津站交通樞紐工程水文地質條件、地區環境特點、周圍及地下建筑設施等確定結構型式、施工方法和結構防水體系，做到結構與防水相結合。 （2）該工程地下水位高，近臨海河，補給來源豐富，地下工程基本修建在含水地層中，地下水為第四系孔隙潛水及淺層微承壓水和深層承壓水。地下水對混凝土、鋼筋、鋼結構具有不同程度腐蝕性的地段，應采用相應的防水和防腐措施，保證混凝土、鋼筋和鋼結構的耐久性。 （3）在城市修建地鐵和地下工程，根據環保和水資源保護的要求，永久性的防水設防應采用“防”，而不是采用“排”，嚴禁將地層中的地下水引入天津站交通樞紐地下工程中，在施工期間，應做到無水作業，可以采用“防、排、截、堵”相結合。 （4）施工中嚴格控制圍護結構的變形，確保圍護結構基面的平整、不開裂，在施工期間圍護結構做到無明水。 （5）加強細部構造的防水，做到不滲不漏。 （6）結構自防水混凝土在設計和施工過程中，要求采取切實有效的防裂、抗滲措施，并保證混凝土良好的密實性、整體性，減少結構裂縫的產生，提高結構自防水能力。1.3 一般規定 （1）地下工程的防水設計應定級準確、技術先進、方案可靠、經濟合理、使用安全，確保質量要求。 （2）地下工程防水是一項系統工程，要求建筑結構與防水密切配合，防水與耐久性相結合，理順建設單位、勘測設計單位、施工單位、監理單位、材料供應單位等各方面的關系，依法對建設質量負責。 （3）工程防水設計：主體結構及其附屬結構采用以鋼筋混凝土自防水為主，附加柔性防水層為輔的防水方式。 （4）地下工程變形縫、施工縫、穿墻管、預埋件、預留通道、接頭、樁頭等細部構造必須加強防水措施。 （5）地下工程防水設計應根據工程特點、結構形式等搜集有關資料：地下水位、地下水類型、補給來源、水質、流量、流向、壓力、腐蝕性等；工程地質構造、含水層的特性、分布情況、滲透系數；地下建筑物、地下構筑物、管線資料等。 （6）防水設計內容 防水等級和設防要求；防水混凝土抗滲等級、技術指標和質量措施；附加防水層選用的材料及其技術指標、質量保證措施；圍護結構的防水要求；工程細部構造的防水措施，選用的材料及其技術指標、質量保證措施。2 防水材料選擇原則 （1）在工程中選用的防水材料，應經過國家指定的材料質檢部門檢測和國家有關部門鑒定，并符合國家標準和行業標準，且在實踐中檢驗行之有效的材料。 （2）適合天津地區地下工程的建筑特點。要求防水材料應有防水可靠性、可操作性和耐久性。 （3）具有良好的防滲效果、耐酸、耐堿、抗腐蝕性能，對環境無污染，保證施工人員的安全。 （4）防水材料對外力和結構變形的適應性：即材料具有良好的拉伸強度、斷裂伸長率，能承受溫度的變化以及各種外力與結構伸縮、開裂所引起的變形。 （5）在一個工點內，防水材料種類要少，確保防水質量的控制。 （6）防水材料接縫要可靠、牢固。保證防水材料與結構的密貼，與結構形成穩定可靠的不透水整體。4 防水材料的選擇及其要求 本文介紹的防水材料主要是外包柔性防水卷材、施工縫和變形縫采用的材料及特殊部位的防水材料。4.1 外包柔性防水層的選擇類別及其要求 天津交通樞紐工程外包柔性防水層原則上采用卷材，不采用涂料。柔性防水卷材選用目前國內外最新的新型防水卷材：濕鋪法（水泥漿作為基面粘接材料）改性瀝青橡膠防水卷材和反應性（水泥漿反應）丁基橡膠卷材，這 2 種材料克服了卷材與基面串水的通病，可保證粘貼牢固，防水可靠，施工方便。4.1.1 濕鋪法改性瀝青橡膠防水卷材（聚酯胎） （1）執行標準：JC898—2002； （2）設計厚度 4 mm； （3）粘結劑，不得采用有機材料粘結，應采用聚合物砂漿混凝土中的水泥漿粘結； （4）胎體應采用聚酯胎，不得采用玻纖胎，聚酯胎的厚度不得小于 0.6 mm，SBS 改性瀝青中的 SBS 高分子樹脂的成分不得少于 12%； （5）選擇該材料的原因： ①改進了自粘橡膠卷材的膠料配方，使其中特有的高分子膠料可在水中與混凝土及砂漿粘接，又能與后澆的混凝土粘結牢固，可有效防止粘接面竄水； ②該自粘卷材自粘層選用丁基橡膠改性優質瀝青生產，其內聚力小，能夠長期保證粘接密封效果，自粘卷材與混凝土粘接牢固，能夠適應混凝土結構收縮、溫度及沉降變形，有效防止卷材脫落； ③自粘卷材冷施工、操作簡便，并能保證工程施工質量受人為影響較小，施工現場無溶劑、無明火、無噪聲、安全，符合環保要求； ④SKT濕鋪法施工技術自粘卷材，只須在基面無明水的情況下使用水泥砂漿或防水砂漿來粘結 SKT自粘卷材。該施工方法完全解決了過去自粘卷材無法在潮濕基面上施工的問題。由于自粘卷材采用水泥砂漿或防水砂漿作為粘結劑，該材料與基面為同類材質，并且采用滿鋪的施工工藝，所以更有效地使防水系統與主體結構形成整體性，徹底避免“串水”滲漏的問題，被人形象地稱為“植膚式”防水施工法； ⑤可以采用濕鋪法施工，混凝土有強度就可以施工，縮短工期，節約資金，施工簡便、快捷、更安全、更環保。4.1.2 濕鋪法及反應性丁基橡膠自粘型防水卷材 （1）產品介紹 反應性自粘型防水卷材是及吉田匯聚（天津）科技發展有限公司引進日本旱川橡膠株式會社的合成高分子橡膠類防水卷材，該產品是以丁基橡膠為原料合成，由于卷材和現澆混凝土發生化學反應，使卷材與混凝土緊密結合成為一個整體，形成永久的防水層，能有效地解決地下工程外包防水的竄水問題，該產品已經通過天津市建委新技術、新產品的推廣使用認定，其性能指標符合GB18173.1 的要求。 （2）防水機理 卷材中的活性離子與混凝土中的離子發生化學反應使卷材與混凝土自行粘接成一個整體，形成永久性防水層。 （3）材料的特點 ①“皮膚式”防水：卷材與混凝土發生化學反應，形成永久性防水層，即使發生局部穿孔破損，也不會出現“竄水”的現象。 ②粘結力強：卷材與混凝土的粘結強度可達 0.9 MPa 以上，相當于 98 m高的水頭壓力，遠遠超過地下水壓力；抗撕裂性能好：常溫下可達 35 N以上；抗拉強度高：斷裂延伸強度在8 MPa 以上。 ③對混凝土裂縫追隨性好：當混凝土出現裂縫時，卷材隨裂縫延展，外包防水功能不會受到破壞。 ④特別適用于地鐵工程：由于卷材與混凝土結合成一體，當沉降引起的地下箱體位移時，外包防水層 隨箱體同時移動，絕不會出現外包防水層滲漏。 ⑤耐腐蝕性：抗酸、堿腐蝕性能好；材料著火點高，阻燃；耐菌防霉：與傳統的材料相比有良好的耐菌防霉效果。 ⑥抗穿刺能力強：施工中不用過多保護。 ⑦耐久性好：經測試和理論推算，在屋面使用年限可達80 年以上，在地下工程中使用年限可達 100 年以上。 ⑧環保無害：材料在生產和施工過程中不會影響自然環境。 （4）設計厚度 1.5 mm。 （5）技術標準：根據工程特點和耐久性的要求，某些指標與 GB18173.1 硫化橡膠類有所提高（見表 1）。
4.2 施工縫防水材料選擇及其要求4.2.1 緩膨脹止水膠 緩膨脹止水膠是一種單組分液體，是目前國內外應用在施工縫中防水效果最好的材料之一，本工程使用上海辰日公司的產品。其特點： ①遇水膨脹，體積膨脹率 250%，充填空隙，發揮良好的止水效果； ②遇水膨脹經硬化后成為良好的橡膠彈性體，其抗拉強度高（0.3 MPa），扯斷伸長率≥500%； ③有緩膨脹功能，遇水膨脹硬化成型約 200￣250 h； ④硬化后體積收縮率小，不會產生新的縫，耐久性強； ⑤對混凝土、金屬、玻璃等粘接性好； ⑥施工簡單。
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