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(huán)氧防水涂料等主要防水材料的產(chǎn)品特性和應用。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；地下結(jié)構(gòu)；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(tǒng)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(xù)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(nèi)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(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻、鉆孔樁、噴射混凝土等，地下工程防水采用結(jié)構(gòu)全包防水層和主體結(jié)構(gòu)自防水相結(jié)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(jié)構(gòu)防水遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)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(jié)構(gòu)自防水能力，采取有效的技術(shù)措施，保證防水混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定的密實性、抗?jié)B性、抗裂性、防腐蝕性和耐久性；其次，應加強結(jié)構(gòu)變形縫、施工縫、穿墻管、預埋件、預留通道、接頭、樁頭等細部構(gòu)造的防水措施。 （2）“剛?cè)峤Y(jié)合”：從材料性能出發(fā)，要求在地下工程中剛性防水材料和柔性防水材料結(jié)合使用。 （3）“多道防水”：除以混凝土自防水為主，提高其抗裂、抗?jié)B性能外，應輔以柔性附加防水層，并在圍護結(jié)構(gòu)的設計與施工過程中積極創(chuàng)造條件，滿足防水要求，達到互補作用，最終實現(xiàn)整體工程防水的不滲、不漏。 （4）“因地制宜”：根據(jù)天津站交通樞紐工程的環(huán)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(shù)大、地下水等對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(jù)環(huán)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(jié)構(gòu)內(nèi)。 （5）“綜合治理”：地下工程防水是一項技術(shù)性強、涉及面廣的綜合性工程，要求結(jié)構(gòu)與防水相結(jié)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(jié)構(gòu)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(zhì)、水文地質(zhì)和環(huán)境條件等資料的完整性、可靠性，使結(jié)構(gòu)防水建立在可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)基礎上。根據(jù)天津站交通樞紐工程水文地質(zhì)條件、地區(qū)環(huán)境特點、周圍及地下建筑設施等確定結(jié)構(gòu)型式、施工方法和結(jié)構(gòu)防水體系，做到結(jié)構(gòu)與防水相結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的耐久性。 （3）在城市修建地鐵和地下工程，根據(jù)環(huán)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(yè)，可以采用“防、排、截、堵”相結(jié)合。 （4）施工中嚴格控制圍護結(jié)構(gòu)的變形，確保圍護結(jié)構(gòu)基面的平整、不開裂，在施工期間圍護結(jié)構(gòu)做到無明水。 （5）加強細部構(gòu)造的防水，做到不滲不漏。 （6）結(jié)構(gòu)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?jié)B措施，并保證混凝土良好的密實性、整體性，減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，提高結(jié)構(gòu)自防水能力。 1.3 一般規(guī)定 （1）地下工程的防水設計應定級準確、技術(shù)先進、方案可靠、經(jīng)濟合理、使用安全，確保質(zhì)量要求。 （2）地下工程防水是一項系統(tǒng)工程，要求建筑結(jié)構(gòu)與防水密切配合，防水與耐久性相結(jié)合，理順建設單位、勘測設計單位、施工單位、監(jiān)理單位、材料供應單位等各方面的關(guān)系，依法對建設質(zhì)量負責。 （3）工程防水設計：主體結(jié)構(gòu)及其附屬結(jié)構(gòu)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(gòu)造必須加強防水措施。 （5）地下工程防水設計應根據(jù)工程特點、結(jié)構(gòu)形式等搜集有關(guān)資料：地下水位、地下水類型、補給來源、水質(zhì)、流量、流向、壓力、腐蝕性等；工程地質(zhì)構(gòu)造、含水層的特性、分布情況、滲透系數(shù)；地下建筑物、地下構(gòu)筑物、管線資料等。 （6）防水設計內(nèi)容 防水等級和設防要求；防水混凝土抗?jié)B等級、技術(shù)指標和質(zhì)量措施；附加防水層選用的材料及其技術(shù)指標、質(zhì)量保證措施；圍護結(jié)構(gòu)的防水要求；工程細部構(gòu)造的防水措施，選用的材料及其技術(shù)指標、質(zhì)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(jīng)過國家指定的材料質(zhì)檢部門檢測和國家有關(guān)部門鑒定，并符合國家標準和行業(yè)標準，且在實踐中檢驗行之有效的材料。 （2）適合天津地區(qū)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(huán)境無污染，保證施工人員的安全。 （4）防水材料對外力和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)伸縮、開裂所引起的變形。 （5）在一個工點內(nèi)，防水材料種類要少，確保防水質(zhì)量的控制。 （6）防水材料接縫要可靠、牢固。保證防水材料與結(jié)構(gòu)的密貼，與結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)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(nèi)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(zhí)行標準：JC898—2002； （2）設計厚度 4 mm； （3）粘結(jié)劑，不得采用有機材料粘結(jié)，應采用聚合物砂漿混凝土中的水泥漿粘結(jié)； （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(jié)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(yōu)質(zhì)瀝青生產(chǎn)，其內(nèi)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(jié)構(gòu)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(zhì)量受人為影響較小，施工現(xiàn)場無溶劑、無明火、無噪聲、安全，符合環(huán)保要求； ④SKT濕鋪法施工技術(shù)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(jié) 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(jié)劑，該材料與基面為同類材質(zhì)，并且采用滿鋪的施工工藝，所以更有效地使防水系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)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(jié)約資金，施工簡便、快捷、更安全、更環(huán)保。 4.1.2 濕鋪法及反應性丁基橡膠自粘型防水卷材 （1）產(chǎn)品介紹 反應性自粘型防水卷材是及吉田匯聚（天津）科技發(fā)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(chǎn)品是以丁基橡膠為原料合成，由于卷材和現(xiàn)澆混凝土發(fā)生化學反應，使卷材與混凝土緊密結(jié)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(chǎn)品已經(jīng)通過天津市建委新技術(shù)、新產(chǎn)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(fā)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(fā)生化學反應，形成永久性防水層，即使發(fā)生局部穿孔破損，也不會出現(xiàn)“竄水”的現(xiàn)象。 ②粘結(jié)力強：卷材與混凝土的粘結(jié)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(xiàn)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(jié)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(xiàn)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(tǒng)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(jīng)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(huán)保無害：材料在生產(chǎn)和施工過程中不會影響自然環(huán)境。 （4）設計厚度 1.5 mm。 （5）技術(shù)標準：根據(jù)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(nèi)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(chǎn)品。其特點： ①遇水膨脹，體積膨脹率 250%，充填空隙，發(fā)揮良好的止水效果； ②遇水膨脹經(jīng)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(chǎn)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。 4.2.2 反應性自粘型丁基橡膠鋼片式止水帶 鋼片丁基橡膠止水帶是利用鋼片的剛度，經(jīng)過特殊加工在鋼片上覆膜 1 道反應性丁基橡膠膩子，寬度 100￣300 mm，長度 5100 mm，厚度 4、6、10 mm。分中埋式和外貼式鋼片丁基橡膠止水帶。反應性丁基橡膠中的離子與水泥漿發(fā)生反應（離子結(jié)合），使其與混凝土成為一個整體，形成永久性防水層，能有效解決地下工程中施工縫竄水問題。本工程采用吉田匯聚（天津）科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。 （1）性能指標（見表 2）

（2）注意事項 在運輸與貯存時，應注意勿使包裝損壞，放置于通風、干燥處，并應避免陽光直射，禁止與酸、堿、油類及有機溶劑等接觸，且隔離熱源；應保存于室內(nèi)，并不得重壓。本產(chǎn)品保質(zhì)期 1年。 4.2.3 注漿管 注漿管管身以硫化硬質(zhì)橡膠管為骨架，底面設置注漿孔，出孔外側(cè)覆蓋硫化海綿橡膠閥，橡膠閥與骨架間采用粘膠固定。施工時，事先將注漿管預埋在施工縫表面，一旦出現(xiàn)滲漏時可立即注漿，使注漿液填滿和密封空隙或裂縫來進行防水。隨滲漏隨注漿，可以反復多次使用，達到混凝土施工縫在全壽命期間不滲不漏的目的。本工程使用上海辰日株式會社的產(chǎn)品。 （1）注漿管使用 注漿管上部的圓形結(jié)構(gòu)使其能有效抵抗混凝土澆筑時外界的沖擊力，底部的平面造型使其很容易和施工縫、變形縫等基面貼緊，管、閥之間的斜面加工防止注漿材倒流，橡膠閥外側(cè)的兩道凹槽可減小注漿液流出時阻力。硫化硬質(zhì)橡膠管具有彈性，在后澆混凝土重力作用下，不會沿壁產(chǎn)生縫隙。單根管長與管內(nèi)徑匹配，確保管端有足夠的壓力以使注漿液順利注入。 兩端的導管采用一定柔性的加筋塑料管，與注漿管連接、起到導漿和排氣的作用。 （2）注漿管的物理力學性能指標（見表 3）

4.2.4 混凝土界面劑 （1）執(zhí)行標準：JC/T907—2002《混凝土界面處理劑》； （2）厚度 3￣5 mm； （3）技術(shù)指標見表 4（應用Ⅰ型指標）。

4.3 變形縫防水材料的選擇 （1）變形縫采用“三防一注漿”的施工方法； （2）“三防”采用的材料 一防：變形縫位于結(jié)構(gòu)的迎水面，增加 1 道防水加強層，寬度 60 cm，采用與外包防水材料相同的材料； 二防：變形縫中要設不銹鋼邊橡膠止水帶，寬 350 mm，鋼片厚度 1 mm； 三防：變形縫內(nèi)側(cè)口部設置 30 mm（寬）×30 mm（深）雙組分聚硫密封膠； 一注漿：應預埋后注漿管。 4.4 特殊部位防水層的處理——高滲透改性環(huán)氧防水涂料的應用 特殊部位防水層是指底板下的工程樁與下翻梁、圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的底板和頂板相交處有鋼筋連接，不能鋪設柔性防水卷材，形不成外包延續(xù)防水層，在該位置采用噴涂高滲透改性環(huán)氧防水涂料。 4.4.1 高滲透改性環(huán)氧防水涂料簡介 混凝土構(gòu)筑物長期在偏堿性的水或海水的作用下會受到腐蝕破壞，其它酸性或堿性介質(zhì)也會造成混凝土的腐蝕破壞，而環(huán)氧樹脂是高分子材料中抗腐蝕性能的佼佼者。經(jīng)比選確定選用廣州科化防水防腐蝕補強有限公司的高滲透改性環(huán)氧防水涂料。該產(chǎn)品為高滲透改性環(huán)氧防水涂料，能滲入混凝土中，使其表面形成一定厚度（2￣5 mm）的不透水固結(jié)層，能長期抵御各種腐蝕介質(zhì)的滲入和腐蝕，是鋼筋混凝土、污水處理池、地鐵盾構(gòu)管片、橋面防腐蝕防水的專用理想材料。 4.4.2 材料的特點 ①噴、涂、刷后能自行滲入被處理混凝土構(gòu)件表面內(nèi)形成2￣5 mm的固結(jié)層，該固結(jié)層力學強度比原混凝土的強度提高30%以上，因而起到增強作用。防水涂層用量為0.5 kg/m2，在使用過程中嚴禁加溶劑。 ②具有優(yōu)異的耐腐蝕和耐老化性能。 ③該材料固結(jié)前有一定的親水性，施工方便，對潮濕的混凝土也具有滲透固結(jié)的特性。 ④粘合劑固結(jié)體無毒，不產(chǎn)生污染。 4.4.3 材料性能（見表 5）

5 結(jié) 語 天津交通樞紐工程是國家重點的綜合大型建設項目，建設項目有 6 大組成部分：軌道換乘中心工程、副廣場地下工程、海河東路地道及主廣場地下工程、五經(jīng)路地道工程、前后廣場聯(lián)系通道工程、李公樓立交改造地下工程等，結(jié)構(gòu)最深為地下 4 層，近鄰環(huán)勃海和海河，地下水位高且有腐蝕性，要求防水標準高。因此，設計采用了 3 道防水防線（圍護結(jié)構(gòu)防水、外包柔性防水卷材防水、混凝土結(jié)構(gòu)防水）和特殊部位防水，并采用國內(nèi)外先進的防水材料。