日本横滨环线地铁某地下隧道段防水设计 2006年6月9日,由中国建筑业协会建筑防水分会组织的赴日防水施工企业考察团一行15人,在吉田公司的陪同下,参观了日本横滨环线地铁中山—日吉段青砥町工区施工现场。现将该段地铁中地下隧道部分的防水设计向读者作一介绍。1 工程概况 地铁青砥町工区施工段共长467.6m,由于地形复杂,此区间段有三种工程形式,第一段为123.6m长的高架桥,第二段为108m长的“U”型开口槽,第三段为236m长的地下双孔箱式混凝土结构隧道。地下隧道段采用SMW地下连续墙护壁、钢横梁水平支撑、明挖法施工。SMW地下连续墙不设钢筋笼,而用H型钢作为竖向主要受力构件,型钢间距1m左右,型钢之间采用水泥搅拌砂浆。2 地下隧道段的防水设计 本工程混凝土箱式结构隧道外侧采用防水卷材作防水层,即底板及顶板防水设计选用3.2mm厚聚酯胎改性沥青防水卷材,侧壁选用反应自粘型丁基橡胶防水卷材;施工缝防水采用了丁基橡胶钢板止水带,见图1所示。土方挖至设计标高后,浇捣混凝土垫层,垫层上用3mm聚合物水泥砂浆找平。改性沥青防水卷材采用热熔法施工,满铺在找平层上;卷材铺到连续墙根止,阴角收头用密封材料进行封口处理;防水卷材表面抹30mm聚合物水泥砂浆作保护层。 在绑扎底板钢筋前,先进行墙面防水层的铺贴。侧墙防水层采用反应自粘型丁基橡胶防水卷材,卷材厚2.0mm、宽1.07m,背衬无纺布。第一幅卷材从连续墙根(阴角)向上铺,高度约2.0m,在卷材上端,用带垫片的钉子临时固定在连续墙上,然后用固定件每间隔0.5m将卷材整体固定在围护墙上。固定件用丁基钢板止水片作衬垫,然后用带垫片的钉子逐一将卷材固定在连续墙上,再用丁基密封胶封闭钉孔。卷材与卷材长短边均采用平行对接法施工,上面粘贴250mm宽同类卷材盖缝条。第一幅卷材施工完毕后,绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土。在底板混凝土浇捣后、墙板钢筋绑扎前,进行墙面上部第二幅卷材的铺贴。 箱形隧道底板与墙板的施工缝,留在墙板根部八字角上,采用丁基钢板止水带防水。丁基钢板止水带宽约200mm,中间是0.6mm左右不锈钢板或铝板,四周复合2mm厚反应型丁基橡胶,反应型丁基橡胶上下表面覆隔离纸,根据需要在使用时分别撕去。施工时,可以将止水带预先固定后再浇捣混凝土,也可以在混凝土浇捣的同时将止水带插入。 箱式混凝土结构长向每25m设一道竖向施工缝,施工缝防水同样采用丁基钢板止水带;整个外圈环形封闭,止水带与止水带搭接宽度100mm,采用自粘搭接。 地下连续墙围护结构有少量的水渗出,雨水顺着墙壁流下。在混凝土浇捣前,卷材与围护结构间的水必须引出,具体措施是:每隔一定距离,在卷材与围护结构之间设置2～3根排水滤管,滤管与立墙根部的通长排水滤管相连通,将卷材与围护结构之间的水排出。3 反应自粘型丁基橡胶防水卷材介绍3.1 反应自粘型丁基橡胶防水卷材的性能 反应自粘型丁基橡胶防水卷材是一种用纯丁基橡胶添加特殊成分制成的非硫化型卷材,常用厚度2.0mm、宽1070mm,每卷长10m。该卷材的拉伸强度为8.0MPa,断裂延伸率为470%。外露状态下的卷材,会在自然条件下渐渐发生硫化,强度会逐渐增加,而延伸率下降,预计20年延伸率下降到初期值的65%,而剪切粘接强度随使用年限增加基本保持不变。经有关部门实测推算,卷材断裂延伸率下降100%的时间需要80年左右。 反应自粘型丁基橡胶防水卷材具有良好的化学稳定性和耐酸碱性。用浓度10%的硫酸、10%的盐酸、20%的碳酸钠、饱和氢氧化钙和10%的氯化钠作耐腐蚀试验,物理技术指标均未发生变化。3.2 反应自粘型丁基橡胶防水卷材的特点 反应自粘型丁基橡胶卷材最大的特点是与混凝土有良好的粘结性,工程应用中防止了卷材与混凝土间发生窜水现象。卷材与混凝土粘结后养护4d,测得的粘接强度为1.0MPa。防窜水试验中,在卷材开孔处加0.5MPa水压,混凝土与卷材之间没有发现窜水现象(卷材的这一特性被俗称为“皮肤式防水”)。该卷材还有一个特点是,由于卷材有很大的延伸率(最大可达600%),能抵抗混凝土的裂缝。非硫化卷材具有弹塑性延伸,因此在拉伸状态下,卷材以塑性延伸方式释放卷材的内应力,克服了橡胶卷材应力状态下加速老化问题。 由于卷材与混凝土之间粘结是反应粘结形式,所以卷材表面不受灰尘、水、潮湿影响,保证了卷材与混凝土的有效粘结。3.3 反应自粘型丁基橡胶简介 反应型丁基橡胶不仅用于防水卷材的生产,由于与混凝土有很好的粘结性,用反应型丁基橡胶生产的丁基橡胶止水胶带和丁基钢板复合止水带,也具有独特的防水、止水效果。将反应型丁基橡胶复合在铝板或钢板上,可生产出用于施工缝的止水带和抗震诱导缝防水构件等产品,具有良好的防水效果和实用价值(见图2和图3所示);也可以制成无胎止水胶带,缠绕在穿混凝土钢管、工字型钢的表面,起到柔性止水效果。4 防水卷材的施工 反应自粘型丁基橡胶防水卷材最适合于地下反自粘防水工程。用于侧墙反粘施工的卷材一面复合了土工布,有土工布的一面朝向围护结构,卷材采用专用固定件、全空铺机械法固定在围护墙上,搭接缝采用盖缝搭接法固定(见图4所示)。 当卷材用于平面施工时,卷材的两个面均可自粘。卷材与混凝土(或砂浆)基层采用丁基胶粘剂粘结,卷材与卷材搭接也采用丁基胶粘剂粘接。 在阴阳角与节点部位,加铺同种卷材作附加层。丁基橡胶卷材与改性沥青卷材搭接时,改性沥青卷材的搭接面需要制成特制粘接区域,以保证两种不同类型的卷材进行过渡和搭接。5 结语 日本地铁防水材料的运用,也根据造价要求进行选材和经济控制,在不同部位选用不同的防水材料。反应自粘型丁基橡胶防水卷材是一种高科技含量的高档卷材,合人民币150元/m2左右,在国内天津地铁的防水工程中已采用了这种材料。