摘要：介紹西安地鐵一號(hào)線區(qū)間防水設(shè)計(jì)，對地鐵區(qū)間防水進(jìn)行探討，對結(jié)構(gòu)“自防水為主，柔性防水為輔”的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行作出論述。
　　關(guān)鍵詞：防水；地鐵區(qū)間；結(jié)構(gòu)裂縫
　　
　　1、 概述
　　西安市地鐵一號(hào)線區(qū)間跨越多種地貌。在防水設(shè)計(jì)中遵循“以防為主，剛?cè)峤Y(jié)合，多道設(shè)防，因地制宜，綜合治理”的原則。以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主,柔性防水層為輔,采用了混凝土自防水、復(fù)合襯砌防水、排水設(shè)施設(shè)置等措施，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)自防水首先應(yīng)保證混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自防水能力。對變形縫、施工縫、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞、各型接頭、各種結(jié)構(gòu)斷面接口等特殊部位進(jìn)行多道防水處理。
　　防水體系與標(biāo)準(zhǔn)斷面防水構(gòu)造圖如表1與圖1所示。
　　                    
　　表1礦山法隧道防水設(shè)計(jì)體系表
　　
　                          　　
　　
　                                                                                         　圖1
　　
　　
　　
　　
　　2、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
　　2.1防止裂縫是防水設(shè)計(jì)的前提
　　（1）在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上，鋼筋保護(hù)層厚度襯砌外緣（迎水面）50mm，襯砌內(nèi)緣（背水面）40mm。
　　（2）初期支護(hù)按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度和剛度要求，不會(huì)因發(fā)生大的變形而將荷載施加在初襯和二襯之間的柔性防水層上。
　　（3）嚴(yán)格控制工程施工引起的地面沉降。對暗挖施工隧道，地面沉降量宜控制在30mm以內(nèi)，隆起量在10mm以內(nèi)，從而控制結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生。嚴(yán)格遵循“超前支護(hù)、短開挖、強(qiáng)支撐、勤測量、初期支護(hù)緊跟”的原則。
　　(4)因隧道施工受空間所限，在澆筑拱部混凝土和回填超挖空間時(shí)難以振搗密實(shí)，地基與圍巖一旦擾動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生大量裂縫，形成滲漏水通道。因此注漿材料可采用超細(xì)水泥漿或水泥-水玻璃混合漿液，使隧道開挖后拱部基本無滲漏水、坍塌、地表沉降和隆起，圍巖位移在周圍環(huán)境允許的范圍內(nèi)。必要時(shí)采用二次注漿加固，以確保加固土體具有足夠的強(qiáng)度和密實(shí)。在澆筑雙連拱隧道隔墻的混凝土前對襯砌背后的空洞采用低強(qiáng)度等級(jí)混凝土回填，并對隔墻上部雙拱所夾土體進(jìn)行注漿，防止此處形成水廊。
　　（5）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上加強(qiáng)二襯，使初襯與二襯分離，確保防水層完整封閉。二襯混凝土采用在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,利用“雙摻”技術(shù),改善其工作性能和抑制堿-集料反應(yīng),適當(dāng)摻加高效減水劑以減小水灰比,摻入足夠的礦物細(xì)摻料(優(yōu)質(zhì)粉煤灰)。
　　
　　2.2混凝土自防水
　　（1）使用UEA膨脹劑，且所用外加劑的摻量應(yīng)準(zhǔn)確，誤差不得超過±1%，并嚴(yán)格按說明書的規(guī)定進(jìn)行攪拌、振搗。僅靠混凝土自身的剛性防水功能，不添加外加劑，只在外面做一道柔性防水的方式不可取。柔性防水只相當(dāng)于一層膜，發(fā)生滲漏以后，難以確定滲漏點(diǎn)，維修極其困難。摻UEA的混凝土在有鋼筋約束的情況下，自由膨脹受限制，鋼筋產(chǎn)生自拉應(yīng)力，使混凝土受壓，減少或避免了混凝土的開裂。
　　（2）把握澆筑時(shí)機(jī)。澆筑混凝土前應(yīng)及時(shí)排走圍巖的裂隙水，以免混凝土水灰比改變而造成離析。
　　（3）混凝土一次澆注高度不宜大于2m，以免造成鋪漿及振搗困難。
　　
　　2.3多道設(shè)防
　　（1）初期支護(hù)為剛性防水，是第一道防線，起著減輕承壓水對防水層的壓力作用。初襯要有一定的密實(shí)度和抗壓強(qiáng)度。支護(hù)采用格柵掛網(wǎng)噴混凝土，開挖完成后應(yīng)及時(shí)施作，厚度一般為20～30cm。初襯的防水效果取決于初襯的施作時(shí)間、噴射混凝土的密實(shí)度等。
　　(2)在初期支護(hù)與二次模筑襯砌間，采用夾層防水層作為第二道防線。防水板內(nèi)外側(cè)各鋪設(shè)1道土工布用作緩沖層和保護(hù)層，防水板采用無釘和雙焊縫鋪設(shè)。防水板鋪設(shè)后，形成一個(gè)完整、密貼的整體結(jié)構(gòu)。
　　（3）由于初次襯砌表面有濕漬，有些部位仍有滲水現(xiàn)象，故對噴錨支護(hù)后仍滲水的部位進(jìn)行巖體注漿、封堵。
　　（4）第三道防線是混凝土自防水。
　　
　　2.4各型接縫的設(shè)置與防水措施
　　（1）區(qū)間變形縫間距一般宜為60m，同時(shí)在結(jié)構(gòu)型式變化較大或地質(zhì)條件變化較大的部位以及區(qū)間與車站接口處，根據(jù)具體情況考慮設(shè)置變形縫。變形縫寬度為20mm。變形縫處除輔助外防水層外設(shè)置三道各自成環(huán)的止水線：
　　a變形縫外側(cè)設(shè)置反應(yīng)性丁基橡膠塑料止水帶。
　　b變形縫中部設(shè)置帶注漿管的中置式止水帶（中心帶氣孔型），形成一道封閉的防水線。
　　c變形縫處拱部及邊墻內(nèi)側(cè)設(shè)置不銹鋼接水槽，將少量滲水有組織地引入?yún)^(qū)間排水溝并排入?yún)^(qū)間廢水泵房，變形縫內(nèi)側(cè)嵌填密封膠。
　　（2）二襯設(shè)置施工縫、環(huán)向施工縫，間距8～12m，縱向縫在拱腳、邊墻腳設(shè)置，水平施工縫設(shè)置兩道緩膨型遇水膨脹止水條和預(yù)埋一道注漿管；環(huán)向施工縫中部設(shè)置鋼邊橡膠止水帶和預(yù)埋一道注漿管；注漿管6～8m為一個(gè)單元。
　　（3）特殊變形縫（設(shè)在地裂縫段）
　　a特殊變形縫間距宜為10～15m，在地裂縫處及兩側(cè)共設(shè)置四處特殊變形縫，特殊變形縫寬度為50mm。
　　b特殊變形縫處除輔助外防水層外設(shè)置三道各自成環(huán)的止水線：
　　①特殊變形縫外側(cè)設(shè)置且型止水帶。
　　②特殊變形縫中部設(shè)置GINA止水帶。
　　③特殊變形縫處內(nèi)側(cè)設(shè)置Ω型止水帶。
　　
　　2.5排水與防水相結(jié)合
　　采用適當(dāng)排水的方法可有效降低作用于結(jié)構(gòu)底板水壓力,減小底板結(jié)構(gòu)厚度及配筋量,同時(shí)通過限量排放,可人為控制地下水水位在一定范圍內(nèi),防止地表沉降。
　　本次設(shè)計(jì)中采用中心水溝排水，區(qū)間內(nèi)不再設(shè)置排水泵站。在防水層和二次模筑混凝土間設(shè)環(huán)向和縱向軟式滲水盲管以引排少量滲水，在襯砌斷面發(fā)生變化處加設(shè)環(huán)向軟式透水管盲溝。
　　
　　2.6土工布的使用
　　土工布具有過濾（又稱反濾）、排水、隔離、加強(qiáng)（又稱加筋）、防護(hù)等功能。復(fù)合土工布還具有防滲功能，在西安地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的防水中，為保護(hù)防水卷材，在排水板內(nèi)外兩側(cè)鋪設(shè)土工布。土工布接縫處應(yīng)密封、壓平。使用土工布雖使造價(jià)略有提高，卻可保證工程質(zhì)量，延長使用壽命，還可減少后期大量的維護(hù)費(fèi)用。綜合考慮，在同等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，使用土工布可使工程造價(jià)降低20～40%。
　　
　　3、幾種錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)思想
　　3.1過分依賴混凝土自防水，輕視剛?cè)峤Y(jié)合方案和外加劑的作用
　　剛性防水層遇外力易開裂和損壞，而柔性防水層具有良好的抗沖擊性和延伸率，所以剛性防水后再增加一道柔性防水是必要的。剛性防水可為柔性防水創(chuàng)造施工條件，柔性防水可滿足進(jìn)一步的變形要求。混凝土結(jié)構(gòu)作為防水的最后的一道防線，其抗裂性、抗?jié)B性是結(jié)構(gòu)整體性得到保證的關(guān)鍵。而且抗裂比抗?jié)B更重要，抗?jié)B的前提是抗裂。普通防水混凝土不具備抗裂功能，會(huì)導(dǎo)致整體防水結(jié)構(gòu)破壞，因而具有抗?jié)B防裂雙重功能的UEA補(bǔ)償收縮混凝土是結(jié)構(gòu)自防水的新發(fā)展。
　　3.2片面追求混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和抗?jié)B等級(jí)
　　混凝土強(qiáng)度等級(jí)和抗?jié)B等級(jí)并非越高越好。混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，單位體積混凝土水泥用量越多，水化熱越高，混凝土收縮量越大，越容易產(chǎn)生收縮裂縫。防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)由最大設(shè)計(jì)水頭與相應(yīng)混凝土最小壁厚之比來確定，可摻入粉煤灰或UEA膨脹劑，以抵消混凝土的收縮。
　　
　　4、結(jié)束語
　　4.1地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與防水并重,結(jié)合工程實(shí)際情況,因地制宜地選擇防水方案,才能作到經(jīng)濟(jì)合理。
　　4.2用排水法可有效降低作用于結(jié)構(gòu)底板水壓力,減小結(jié)構(gòu)厚度及配筋量,但能否保證排水系統(tǒng)長期通暢,水位能降多少不易量化,應(yīng)根據(jù)工程所在地域水文地質(zhì)特征來加以控制,以策安全。