日本橫濱環線地鐵某地下隧道段防水設計 2006年6月9日,由中國建筑業協會建筑防水分會組織的赴日防水施工企業考察團一行15人,在吉田公司的陪同下,參觀了日本橫濱環線地鐵中山—日吉段青砥町工區施工現場。現將該段地鐵中地下隧道部分的防水設計向讀者作一介紹。1 工程概況 地鐵青砥町工區施工段共長467.6m,由于地形復雜,此區間段有三種工程形式,第一段為123.6m長的高架橋,第二段為108m長的“U”型開口槽,第三段為236m長的地下雙孔箱式混凝土結構隧道。地下隧道段采用SMW地下連續墻護壁、鋼橫梁水平支撐、明挖法施工。SMW地下連續墻不設鋼筋籠,而用H型鋼作為豎向主要受力構件,型鋼間距1m左右,型鋼之間采用水泥攪拌砂漿。2 地下隧道段的防水設計 本工程混凝土箱式結構隧道外側采用防水卷材作防水層,即底板及頂板防水設計選用3.2mm厚聚酯胎改性瀝青防水卷材,側壁選用反應自粘型丁基橡膠防水卷材;施工縫防水采用了丁基橡膠鋼板止水帶,見圖1所示。土方挖至設計標高后,澆搗混凝土墊層,墊層上用3mm聚合物水泥砂漿找平。改性瀝青防水卷材采用熱熔法施工,滿鋪在找平層上;卷材鋪到連續墻根止,陰角收頭用密封材料進行封口處理;防水卷材表面抹30mm聚合物水泥砂漿作保護層。 在綁扎底板鋼筋前,先進行墻面防水層的鋪貼。側墻防水層采用反應自粘型丁基橡膠防水卷材,卷材厚2.0mm、寬1.07m,背襯無紡布。第一幅卷材從連續墻根(陰角)向上鋪,高度約2.0m,在卷材上端,用帶墊片的釘子臨時固定在連續墻上,然后用固定件每間隔0.5m將卷材整體固定在圍護墻上。固定件用丁基鋼板止水片作襯墊,然后用帶墊片的釘子逐一將卷材固定在連續墻上,再用丁基密封膠封閉釘孔。卷材與卷材長短邊均采用平行對接法施工,上面粘貼250mm寬同類卷材蓋縫條。第一幅卷材施工完畢后,綁扎底板鋼筋、澆搗底板混凝土。在底板混凝土澆搗后、墻板鋼筋綁扎前,進行墻面上部第二幅卷材的鋪貼。 箱形隧道底板與墻板的施工縫,留在墻板根部八字角上,采用丁基鋼板止水帶防水。丁基鋼板止水帶寬約200mm,中間是0.6mm左右不銹鋼板或鋁板,四周復合2mm厚反應型丁基橡膠,反應型丁基橡膠上下表面覆隔離紙,根據需要在使用時分別撕去。施工時,可以將止水帶預先固定后再澆搗混凝土,也可以在混凝土澆搗的同時將止水帶插入。 箱式混凝土結構長向每25m設一道豎向施工縫,施工縫防水同樣采用丁基鋼板止水帶;整個外圈環形封閉,止水帶與止水帶搭接寬度100mm,采用自粘搭接。 地下連續墻圍護結構有少量的水滲出,雨水順著墻壁流下。在混凝土澆搗前,卷材與圍護結構間的水必須引出,具體措施是:每隔一定距離,在卷材與圍護結構之間設置2～3根排水濾管,濾管與立墻根部的通長排水濾管相連通,將卷材與圍護結構之間的水排出。3 反應自粘型丁基橡膠防水卷材介紹3.1 反應自粘型丁基橡膠防水卷材的性能 反應自粘型丁基橡膠防水卷材是一種用純丁基橡膠添加特殊成分制成的非硫化型卷材,常用厚度2.0mm、寬1070mm,每卷長10m。該卷材的拉伸強度為8.0MPa,斷裂延伸率為470%。外露狀態下的卷材,會在自然條件下漸漸發生硫化,強度會逐漸增加,而延伸率下降,預計20年延伸率下降到初期值的65%,而剪切粘接強度隨使用年限增加基本保持不變。經有關部門實測推算,卷材斷裂延伸率下降100%的時間需要80年左右。 反應自粘型丁基橡膠防水卷材具有良好的化學穩定性和耐酸堿性。用濃度10%的硫酸、10%的鹽酸、20%的碳酸鈉、飽和氫氧化鈣和10%的氯化鈉作耐腐蝕試驗,物理技術指標均未發生變化。3.2 反應自粘型丁基橡膠防水卷材的特點 反應自粘型丁基橡膠卷材最大的特點是與混凝土有良好的粘結性,工程應用中防止了卷材與混凝土間發生竄水現象。卷材與混凝土粘結后養護4d,測得的粘接強度為1.0MPa。防竄水試驗中,在卷材開孔處加0.5MPa水壓,混凝土與卷材之間沒有發現竄水現象(卷材的這一特性被俗稱為“皮膚式防水”)。該卷材還有一個特點是,由于卷材有很大的延伸率(最大可達600%),能抵抗混凝土的裂縫。非硫化卷材具有彈塑性延伸,因此在拉伸狀態下,卷材以塑性延伸方式釋放卷材的內應力,克服了橡膠卷材應力狀態下加速老化問題。 由于卷材與混凝土之間粘結是反應粘結形式,所以卷材表面不受灰塵、水、潮濕影響,保證了卷材與混凝土的有效粘結。3.3 反應自粘型丁基橡膠簡介 反應型丁基橡膠不僅用于防水卷材的生產,由于與混凝土有很好的粘結性,用反應型丁基橡膠生產的丁基橡膠止水膠帶和丁基鋼板復合止水帶,也具有獨特的防水、止水效果。將反應型丁基橡膠復合在鋁板或鋼板上,可生產出用于施工縫的止水帶和抗震誘導縫防水構件等產品,具有良好的防水效果和實用價值(見圖2和圖3所示);也可以制成無胎止水膠帶,纏繞在穿混凝土鋼管、工字型鋼的表面,起到柔性止水效果。4 防水卷材的施工 反應自粘型丁基橡膠防水卷材最適合于地下反自粘防水工程。用于側墻反粘施工的卷材一面復合了土工布,有土工布的一面朝向圍護結構,卷材采用專用固定件、全空鋪機械法固定在圍護墻上,搭接縫采用蓋縫搭接法固定(見圖4所示)。 當卷材用于平面施工時,卷材的兩個面均可自粘。卷材與混凝土(或砂漿)基層采用丁基膠粘劑粘結,卷材與卷材搭接也采用丁基膠粘劑粘接。 在陰陽角與節點部位,加鋪同種卷材作附加層。丁基橡膠卷材與改性瀝青卷材搭接時,改性瀝青卷材的搭接面需要制成特制粘接區域,以保證兩種不同類型的卷材進行過渡和搭接。5 結語 日本地鐵防水材料的運用,也根據造價要求進行選材和經濟控制,在不同部位選用不同的防水材料。反應自粘型丁基橡膠防水卷材是一種高科技含量的高檔卷材,合人民幣150元/m2左右,在國內天津地鐵的防水工程中已采用了這種材料。