轨道交通车站改造工程中连接节点的防水研究

轨道交通车站改造工程中连接节点的防水研究

高家琦

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摘要：随着城市化进程的迅速发展，在已运营的轨道交通地下车站中，常因规划设计方案及功能性调整等原因需要进行后期结构改造。由于结构预留措施的缺失以及改造后结构受力状态的改变，对改造工程的节点防水必须予以重视。轨道交通车站作为现代城市重要的交通设施，其防水质量影响着轨道交通结构的耐久性、设施设备的可靠性、运营的成本与安全性以及乘客体验和城市形象等多方面。据不完全统计，当前我国地下结构渗漏水发生率高达80％，结构渗漏水不仅降低了外观质量、影响使用安全，还会侵蚀结构钢筋骨架，减少建筑物的使用寿命，是贯穿整个项目建设及运维周期的难题。

关键词：轨道交通；车站改造；连接节点；防水研究

引言

轨道交通具有载客量大、时间准、高效、绿色、环保等优点，已经成为大城市公共交通网络的主动脉，承担着日益繁忙的人员输送重任，推动着城市经济的快速发展。通常，为了尽可能减小对地面交通的影响，充分利用城市地下空间，轨道交通的规划与建设大部分都是以地下工程为主。因此，地下工程的防水设计，包括防水原则、防水标准、防水材料、防水施工工艺以及工程管理等显得尤为重要。优质的防水工程不仅可减少后期养护维修工作，也可降低养护维修成本，同时提高运营管理质量。

1结构防水标准及原则

1.1结构自防水

坚持混凝土结构自防水为防水之本的设计理念，防水混凝土结构的密实性、抗渗性和抗裂性必须符合相关标准的要求，进而达到防水、防腐蚀的目的，提高结构的耐久性。在施工措施方面，结构自防水的效果取决于混凝土自身的防渗、抗裂能力。混凝土结构自防水设计应依据所处的工程防水使用环境类别和工程防水类别、水文地质条件及其埋深等确定抗渗等级。以相适宜的胶凝材料配比、合理的外加剂，更好地控制结构裂缝，满足混凝土自身的抗渗性、耐久性等要求。在方案设计方面，结构受力体系及传力路径宜简单清晰，尽量避免构件应力集中从而产生开裂。通过合理的构造措施，减小结构的不均匀沉降，保证混凝土自防水能力。

1.2接缝防水

车站主体结构与附属结构的连接通常采用分开浇筑的方法，主体结构预留好门洞、钢筋连接器、过梁等，待附属结构施工时与主体结构连接。新老混凝土交界面需进行基层处理，施涂水泥基渗透结晶型防水涂料等防水材料，并设置遇水膨胀止水胶及全断面出浆的注浆管。

2变形缝渗漏水原因分析

2.1止水带本体

不论是迎水面背贴式止水带还是中埋式钢边止水带，均采用橡胶材质，以适应变形缝的变形需要。橡胶材质止水带使用寿命通常在30～50a。受外部环境及变形等影响，橡胶材质止水带寿命可能缩短，并出现开裂破损等情况，形成渗漏水通道。此外，除了止水带本身寿命以外，建设时期的施工质量也同样对防水效果产生较大影响。例如，在浇筑混凝土过程中使用振捣棒不当也易导致止水带错位，形成渗水通道。

2.2止水带装置的缺陷

止水带的安装有2种方式：一是利用止水带上预留的安装孔或在允许位置开孔进行安装；二是利用压板、螺栓等将止水带压紧至混凝土面上。对于在止水带本体上开孔安装的方式，孔位本身即破坏了止水带的完整性，虽提前做了预留，但仍有可能在钻孔时出现偏差，或在使用过程中因变形量大而导致孔洞本身扩大、开裂等情况出现，最终导致止水带本身密封失效出现渗水通道。对于压板式止水带，通过预埋螺栓及压板将止水带紧压在混凝土面上，倘若在施工时或经长期使用后螺栓紧固力不足，则可能导致止水带与混凝土面之间产生渗水通道。

3结构改造方案

3.1侧墙改造

侧墙连续大面积开洞后，原顶板边支座由连续箱型框架刚接变成铰接，经验算复核后，原配筋满足改造后设计要求。但为了尽量减少因受力状态变化而导致的新裂缝，考虑采用土体架空置换的方式减小顶板上方荷载。外侧附属结构从回筑阶段开始施作主体结构改造工程。侧墙凿除期间，改造区域顶板上方禁止车辆通行，以减小顶板上部荷载。侧墙凿除采用分小段凿除的模式，按区块顺序先凿除框架柱、过梁位置的墙体，并浇筑框架柱及过梁，待强度达到设计要求后，凿除下一段墙体、连接钢筋并浇筑混凝土，待全部梁柱达到设计强度后，凿除、浇筑下一区段结构。

3.2液位传感器布设后要求

水位监控点设备为液位传感器，设置在隧道防护区间纵向最低处的废水泵房内，工作时浮球随着液面变化，将信号反馈至控制系统，当水位超过警戒水位时，监控系统进行报警，由中央控制系统决定隧道内接触网是否断电，开启防淹门应急系统，落下防淹门闸断接触网，保护两端车站设备及人员。因此，本工程监控点布设及功能应满足以下要求：1）监控点位置需要与区间泵房联合布置。2）监控点布置在区间内最低点，方能第一时间监控到水位及其上升速度。3）泵坑内水位要能真实反映轨行区水位标高。4）液位传感器要始终处于工作状态且能时刻了解其工作状况及水位情况。5）监控点标高设置既能及时进行报警，为应急抢险救援预留充足时间，也不能设置太低，引起对水位上升的敏感性过高，并导致报警频繁，引起恐慌。

4连接节点防水构造

4.1顶板连接节点防水

顶板交界面采用水泥基渗透结晶型防水涂料。该材料是现代地下防水工程中较为常见的防水材料，以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂或硅砂为基材，掺入活性功能基团的化学物质，与水作用后，材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，填塞毛细孔道，从而使混凝土致密、防水。除水泥基渗透结晶型防水涂料外，连接面设置止水胶条。外侧主体结构与附属结构涂料防水层搭接后，再增设节点部位附加防水层。水平施工缝处设置注浆导管。主体结构及附属结构过梁整体浇筑，主体结构侧墙钢筋锚入新增框架中，附属结构顶板面筋通过植筋与主体结构侧墙原结构连接，通过多处钢筋的连接，增强了新、老结构的整体性能。

4.2底板连接节点防水

因围护结构受力需要，底板施工时设置下牛腿。地下连续墙范围内设底板梁并与中板面同高，整个连接面呈“L”形。“L”形后浇带与主体结构交界面采用水泥基渗透结晶型防水涂料，并设置止水条，施工缝处设置注浆导管；与附属结构的交界面采用水泥基渗透结晶型防水涂料，并设置钢边橡胶止水带和止水条并进行注浆。底板梁与主体结构侧墙通过植筋的方式连接，地下连续墙钢筋锚入底板梁中，以确保结构刚接，地下连续墙可继续兼做抗浮结构。

4.3更换或新设内装可卸式止水带

对于止水带本体出现损坏导致变形缝出现渗漏水的情况，通常采用整体更换表贴式止水带的方式。若原有变形缝处未设置内装可卸式止水带，则可以新安装止水带，以达到防水的效果。

结语

城市轨道交通工程是百年工程，其防水施工质量直接影响着结构耐久性和后期运营安全。针对河漫滩富水地区的轨道交通地下车站，通过采用新型反应粘柔性防水层，通过反应粘技术防水材料与混凝土基面优异的化学反应粘结牢固性，可以有效防窜水、抗撕裂、耐腐蚀，同时具备安全、绿色、环保等优势，对提高轨道交通建设质量，防止车站渗漏水，确保运营安全、降低运维成本起到良好作用，为富水地区轨道交通车站外包防水层的材料选择、设计、施工提供一定的参考。

参考文献

［1］彭金陵.超深富水地层地铁站明挖段关键防水技术研究[J].中国建筑防水，2022（5）：40-45.

［2］于宁.轨道交通地下车站特殊节点防水技术及施工工艺分析[J].隧道与轨道交通，2019（增刊1）：44-47.

［3］袁先明，张祖雪，田甜.地铁明挖地下车站主体结构防水技术分析[J].工程技术研究，2021，6（15）：100-101.