论文部分内容阅读
摘要：在北京地铁施工过程中，由于隧道结构处于地下水位以下，防水、治水一直是地铁施工过程中重点整治的问题，即使在地铁交付运营之后，部分施工项目治水也未停止。本文结合北京地铁7号线03标菜市口站-虎坊桥站区间防水板施工，介绍新型防水材料—高分子自粘胶膜防水卷材（简称HDPE）在地铁施工中的应用。
关键词：新型 HDPE 地铁 防水
中图分类号： U231 文献标识码： A
Application of a new type waterproof material in the subway construction
Abstract: In the courses of executions of Beijing Subway, issues of waterproof and water control have been the primary problems to be resolved in the construction and even if the works have been taken over by the Employer to operate, parts of the project may not end up with water controlling. This article is to introduce the application of a new type waterproof material-polymer adhesive film waterproof coiled material in the subway construction with the combination of waterproof board procedures in areas between Cai Shikou Station and Hu Fangqiao Station in the 3rd Bid of Contract for Beijing Subway Line 7.
Key words：New Type, HDPE, Subway, Waterproof
0 引言
本区间开挖深度较大，水位埋深较浅，地下水丰富，且补给来源充足，结构防水施工至关重要。为保证主体结构安全及后期运营的方便，结构防水成为至关重要的一部分。目前，暗挖隧道一般采用EVA塑料防水板，该种材料防水效果一般，后期运营过程中经常会发生渗漏水事故，且堵水不方便，而HDPE防水卷材是将防水板与混凝土结合成整体，从而达到防水目的。
1 、工程概况
北京地铁7号线03标菜市口站～虎坊桥站区间在骡马市大街下穿行。本区间设计起点里程K5+446.685，终点里程 K6+098.700，双线全长652.015m。起点与采用矿山法施工的菜市口站相接，终点与矿山法施工的虎坊桥站相接。本区间设有一个临时施工竖井，区间断面形式均为标准横断面结构，在临近菜市口站端为避开热力管沟，设有一段长8m的特殊断面，隧道结构顶板下压200mm，以45°角与标准断面过渡，还设有区间联络通道、人防段等附属结构。平面示意图见图1。
本区间标准断面为马蹄形断面，衬砌厚度为300mm。区间内设置一处联络通道，联络通道为拱顶直墙型断面，净空截面尺寸为2.8m×2.8m（宽×高），中心里程为右K5+990.000。结构防水标准为二级，顶部不允许滴漏，其它不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，区间防水采用400g/㎡无纺布+1.2mm自粘自粘胶膜防水卷材。结构采用C40P10防水钢筋混凝土。
2 、材料简介及原理
HDPE自粘胶膜卷材是一种以特制的高密度热塑性聚乙烯（HDPE）膜为防水基材，HDPE膜的一个面上覆高分子自粘胶膜、合成粘合剂层外露面上涂抗环境变化保护层和隔离层构成，属于高分子自粘胶膜防水卷材，如图2。卷材长边一侧预留70mm宽合成胶粘剂搭接区。卷材自粘层和抗环境变化保护层具有自愈功能，与液态混凝土浆液反应固结后，形成防水层与混凝土结构的无间隙结合，杜绝层间窜水隐患。
图2HDPE防水卷材
HDPE防水卷材采用预铺反粘原理：预先铺设防水板，浇筑混凝土时的水泥浆与防水板自粘胶层湿固化反应粘结；粘结强度随混凝土抗压强度增加而增加，混凝土达到初凝期卷材的粘结层已与混凝土面层完全湿固化的反应溶合成一个新的防水层。
3 、防水材料施工工艺
3.1 防水结构简介
防水层为400g/㎡的无纺布缓冲层+1.2mm厚自粘胶膜防水卷材。
3.2防水层施工工艺流程
防水板施工工艺如图3。
图3防水层施工工艺流程图
3.3无纺布的施工
无纺布施工与普通防水板施工工艺相同。
无纺布采用水泥钉和与防水板相配套的塑料圆垫片固定于已达到要求的喷射砼基面上，固定点之间呈梅花形布设，固定点之间的间距为：侧墙800～1000mm、拱顶500～800mm、底板1500～2000mm。底板与侧墙连接部位的固定间距应适当加密至500mm。在基面凹处应加设圆垫片，避免凹处防水板吊空；钉子不得超出圆垫片平面，以免刺穿防水层。
无纺布之间采用搭接法进行连接，搭接宽度为50mm，搭接缝部位采用铁钉、垫片固定，缓冲层铺设时应与基面密贴，不得拉得过紧或出现大的褶皱，以免影响防水板的铺设。
3.4自粘胶膜防水卷材施工
铺设防水板时，底板处防水卷材沿隧道纵向铺设(5幅)，侧墙防水卷材沿隧道环向铺设，铺设时，侧墙防水卷材长边采用双焊缝搭接，短边应采用胶粘带搭接；卷材长边焊缝与底板卷材短边接缝应错开不小于1m，铺贴卷材时不得出现十字焊缝。
3.4.1 防水板长边接缝焊接
防水板焊缝采用双焊缝热合机将相邻两幅卷材进行热熔焊接，卷材之间的搭接宽度为100mm，接缝为双焊缝，焊缝上面粘贴自粘胶带，自粘胶带上面粘贴盖板条。
每次焊接前先进行试焊，在温度满足条件后，再在防水板上焊接。
3.4.2 防水板短边粘贴
防水板短边与短边、短边与长边采用专用搭接胶带（丁基橡胶）粘贴，接缝处采用盖板条补强，如图4。
图4防水板粘贴搭接
3.4.3防水板的固定
防水板采用无钉孔铺设，事先在防水板背面采用摩擦焊机将准备好的垫片（母片）连接在一起，在利用热风焊枪将裁剪好的卷材热熔粘贴在塑料圆垫片（子片）上。
3.5 防水板铺设注意事项
1.防水板焊缝宽度≮10mm，搭接宽度≮100mm，焊接应平顺、无波纹，无焊焦、烧糊或夹层。
2.防水板上面保护膜应在混凝土浇筑前方可拆除。
3.防水板损坏处理措施：在破损四周粘贴自粘胶带，上面覆盖防水板；在上层防水板四周边线采用盖板条加固。
4.使用自粘胶带、盖板条时，应采用滚轴，使其与防水板密贴，压实。
5.砼浇筑时若使用振动棒，振动棒不得离防水层太近。
6.防水層的接头处应擦拭干净，保持干燥。
7.防水层在下一阶段施工前的连接部分注意加以保护，不得弄脏和破损。分段铺设的卷材的边缘部位预留至少500mm的搭接余量。
4 、材料优点及应用效果
防水效果好：HDPE防水板自粘胶膜与混凝土反应形成整体，传统防水板防水板与混凝土分开，强度、抗渗性都没有新型防水板强。
修补方便：防水施工过程中由于人为原因难免会存在损坏现象，传统防水板修补必须采用热风焊机焊机；新型防水板对于小的破洞无须修补可依靠防水板自身自粘胶膜的自愈能力修补，对于大的破洞，可以采取特殊胶带（丁基胶带）修补，方法简便。
分区防水效果好：传统防水板利用背贴式止水带进行分区防水，分区防水区域是一个面；新型防水板由于防水板与混凝土是一个整体，区防水区域是个点。
对于渗漏水处理简单：根据以往施工经验，渗漏水一般发生在单个分区防水区域，由于新型防水板分区防水区域是一个点而传统防水板使一个面，对于一个点的治水比一个面的治水要简单的多。
事实证明，新型防水板HDPE在北京地铁7号线03标菜市口站-虎坊桥站区间应用很成功，现场未出现渗漏水现象。
5、 结论与讨论
高分子自粘胶膜防水卷材（HDPE）在地铁施工当中作为新型防水材料，将会依靠优异的防水性能及简单的施工工艺，在地铁施工当中占据较大的份额。但是其较高的成本也将会制约该材料的发展。总体来说，HDPE防水卷材还是具备较大的发展空间及前景。
参考文献（References）：
[1] 《预铺/湿铺防水卷材》（GB/T23457-2009）
[2] 《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
[3] 《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
关键词：新型 HDPE 地铁 防水
中图分类号： U231 文献标识码： A
Application of a new type waterproof material in the subway construction
Abstract: In the courses of executions of Beijing Subway, issues of waterproof and water control have been the primary problems to be resolved in the construction and even if the works have been taken over by the Employer to operate, parts of the project may not end up with water controlling. This article is to introduce the application of a new type waterproof material-polymer adhesive film waterproof coiled material in the subway construction with the combination of waterproof board procedures in areas between Cai Shikou Station and Hu Fangqiao Station in the 3rd Bid of Contract for Beijing Subway Line 7.
Key words：New Type, HDPE, Subway, Waterproof
0 引言
本区间开挖深度较大，水位埋深较浅，地下水丰富，且补给来源充足，结构防水施工至关重要。为保证主体结构安全及后期运营的方便，结构防水成为至关重要的一部分。目前，暗挖隧道一般采用EVA塑料防水板，该种材料防水效果一般，后期运营过程中经常会发生渗漏水事故，且堵水不方便，而HDPE防水卷材是将防水板与混凝土结合成整体，从而达到防水目的。
1 、工程概况
北京地铁7号线03标菜市口站～虎坊桥站区间在骡马市大街下穿行。本区间设计起点里程K5+446.685，终点里程 K6+098.700，双线全长652.015m。起点与采用矿山法施工的菜市口站相接，终点与矿山法施工的虎坊桥站相接。本区间设有一个临时施工竖井，区间断面形式均为标准横断面结构，在临近菜市口站端为避开热力管沟，设有一段长8m的特殊断面，隧道结构顶板下压200mm，以45°角与标准断面过渡，还设有区间联络通道、人防段等附属结构。平面示意图见图1。
本区间标准断面为马蹄形断面，衬砌厚度为300mm。区间内设置一处联络通道，联络通道为拱顶直墙型断面，净空截面尺寸为2.8m×2.8m（宽×高），中心里程为右K5+990.000。结构防水标准为二级，顶部不允许滴漏，其它不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，区间防水采用400g/㎡无纺布+1.2mm自粘自粘胶膜防水卷材。结构采用C40P10防水钢筋混凝土。
2 、材料简介及原理
HDPE自粘胶膜卷材是一种以特制的高密度热塑性聚乙烯（HDPE）膜为防水基材，HDPE膜的一个面上覆高分子自粘胶膜、合成粘合剂层外露面上涂抗环境变化保护层和隔离层构成，属于高分子自粘胶膜防水卷材，如图2。卷材长边一侧预留70mm宽合成胶粘剂搭接区。卷材自粘层和抗环境变化保护层具有自愈功能，与液态混凝土浆液反应固结后，形成防水层与混凝土结构的无间隙结合，杜绝层间窜水隐患。
图2HDPE防水卷材
HDPE防水卷材采用预铺反粘原理：预先铺设防水板，浇筑混凝土时的水泥浆与防水板自粘胶层湿固化反应粘结；粘结强度随混凝土抗压强度增加而增加，混凝土达到初凝期卷材的粘结层已与混凝土面层完全湿固化的反应溶合成一个新的防水层。
3 、防水材料施工工艺
3.1 防水结构简介
防水层为400g/㎡的无纺布缓冲层+1.2mm厚自粘胶膜防水卷材。
3.2防水层施工工艺流程
防水板施工工艺如图3。
图3防水层施工工艺流程图
3.3无纺布的施工
无纺布施工与普通防水板施工工艺相同。
无纺布采用水泥钉和与防水板相配套的塑料圆垫片固定于已达到要求的喷射砼基面上，固定点之间呈梅花形布设，固定点之间的间距为：侧墙800～1000mm、拱顶500～800mm、底板1500～2000mm。底板与侧墙连接部位的固定间距应适当加密至500mm。在基面凹处应加设圆垫片，避免凹处防水板吊空；钉子不得超出圆垫片平面，以免刺穿防水层。
无纺布之间采用搭接法进行连接，搭接宽度为50mm，搭接缝部位采用铁钉、垫片固定，缓冲层铺设时应与基面密贴，不得拉得过紧或出现大的褶皱，以免影响防水板的铺设。
3.4自粘胶膜防水卷材施工
铺设防水板时，底板处防水卷材沿隧道纵向铺设(5幅)，侧墙防水卷材沿隧道环向铺设，铺设时，侧墙防水卷材长边采用双焊缝搭接，短边应采用胶粘带搭接；卷材长边焊缝与底板卷材短边接缝应错开不小于1m，铺贴卷材时不得出现十字焊缝。
3.4.1 防水板长边接缝焊接
防水板焊缝采用双焊缝热合机将相邻两幅卷材进行热熔焊接，卷材之间的搭接宽度为100mm，接缝为双焊缝，焊缝上面粘贴自粘胶带，自粘胶带上面粘贴盖板条。
每次焊接前先进行试焊，在温度满足条件后，再在防水板上焊接。
3.4.2 防水板短边粘贴
防水板短边与短边、短边与长边采用专用搭接胶带（丁基橡胶）粘贴，接缝处采用盖板条补强，如图4。
图4防水板粘贴搭接
3.4.3防水板的固定
防水板采用无钉孔铺设，事先在防水板背面采用摩擦焊机将准备好的垫片（母片）连接在一起，在利用热风焊枪将裁剪好的卷材热熔粘贴在塑料圆垫片（子片）上。
3.5 防水板铺设注意事项
1.防水板焊缝宽度≮10mm，搭接宽度≮100mm，焊接应平顺、无波纹，无焊焦、烧糊或夹层。
2.防水板上面保护膜应在混凝土浇筑前方可拆除。
3.防水板损坏处理措施：在破损四周粘贴自粘胶带，上面覆盖防水板；在上层防水板四周边线采用盖板条加固。
4.使用自粘胶带、盖板条时，应采用滚轴，使其与防水板密贴，压实。
5.砼浇筑时若使用振动棒，振动棒不得离防水层太近。
6.防水層的接头处应擦拭干净，保持干燥。
7.防水层在下一阶段施工前的连接部分注意加以保护，不得弄脏和破损。分段铺设的卷材的边缘部位预留至少500mm的搭接余量。
4 、材料优点及应用效果
防水效果好：HDPE防水板自粘胶膜与混凝土反应形成整体，传统防水板防水板与混凝土分开，强度、抗渗性都没有新型防水板强。
修补方便：防水施工过程中由于人为原因难免会存在损坏现象，传统防水板修补必须采用热风焊机焊机；新型防水板对于小的破洞无须修补可依靠防水板自身自粘胶膜的自愈能力修补，对于大的破洞，可以采取特殊胶带（丁基胶带）修补，方法简便。
分区防水效果好：传统防水板利用背贴式止水带进行分区防水，分区防水区域是一个面；新型防水板由于防水板与混凝土是一个整体，区防水区域是个点。
对于渗漏水处理简单：根据以往施工经验，渗漏水一般发生在单个分区防水区域，由于新型防水板分区防水区域是一个点而传统防水板使一个面，对于一个点的治水比一个面的治水要简单的多。
事实证明，新型防水板HDPE在北京地铁7号线03标菜市口站-虎坊桥站区间应用很成功，现场未出现渗漏水现象。
5、 结论与讨论
高分子自粘胶膜防水卷材（HDPE）在地铁施工当中作为新型防水材料，将会依靠优异的防水性能及简单的施工工艺，在地铁施工当中占据较大的份额。但是其较高的成本也将会制约该材料的发展。总体来说，HDPE防水卷材还是具备较大的发展空间及前景。
参考文献（References）：
[1] 《预铺/湿铺防水卷材》（GB/T23457-2009）
[2] 《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
[3] 《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）