CN103410175B - 一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基底富水地质的结构防水施工领域，具体为一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法，解决现有地下结构防水施工仅以结构自防水为主，存在防水效果差，基坑渗水的水压和水路始终存在而影响防水施工的问题，包括底板防水施工的渗水控制、底板与连续墙墙角的防水与排水、墙身防水施工的渗水控制、洞门防水施工的渗水控制、伸缩缝和后浇带防水施工的渗水控制，形成了底板、车站结构侧墙、伸缩缝、后浇带等部位的渗水控制技术，提高了结构防水性能，确保了防水施工在无明水的环境下施工，保证了岩溶富水地质情况下防水施工和混凝土施工的质量,工艺操作简便，适用范围广，技术可靠，具有很大的优越性，易推广使用。

Description

一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法

技术领域

本发明涉及基底富水地质的结构防水施工领域，具体为一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法。

背景技术

公知，在地下结构防水施工过程中的渗漏水来源有二，如图1所示，一是从墙底岩隙水、岩溶水或者砂层的水绕流而上，俗称管涌；二是连续墙漏水，连续墙渗漏易于封堵，在实际施工中影响并没有基底水来的严重。如图2所示，在连续墙与结构墙的缝隙间坑底水的水压力会取代连续墙渗水的水压力，使得设计防水体系失效，而此外坑底水的影响体现在底板施工、车站结构侧墙施工、和伸缩缝、后浇带施工中。

目前，车站围护结构往往是插入相对不透水层，切断渗水路径后，保证防水施工在一个相对干燥的环境下施工，然而目前有些地铁站基坑底为岩溶地质，基岩为中风化灰岩，溶蚀现象明显，溶洞发育，大小不一，并在车站右线中间存在较深的大型溶沟，泥质粉砂岩、砾岩软硬不均匀且遇水易软化、易崩解，岩隙水量大，基坑连续墙一部分位于一大型溶沟之上，坑内填充中砂，连续墙底距离溶沟尚有一段距离，使得基坑底管涌多、坑底水量丰富，且具有承压性，结构底板施工之前渗水无法被完全封堵，且即使在底板完成后渗水依然影响车站结构侧墙施工。因此如何确保地下结构在岩溶富水地质情况下防水施工和混凝土施工的质量，是此类工程迫切需要解决的难题。目前地铁工程仅以结构自防水为主，采用反粘防水卷材，防水施工过程中要求相对干燥的环境，以利于防水的混凝土凝固和防水卷材的焊接，但是基坑渗水的水压和水路始终存在并影响任意一处的结构防水施工。

发明内容

本发明为了解决现有地下结构防水施工仅以结构自防水为主，存在防水效果差，基坑渗水的水压和水路始终存在而影响防水施工的问题，提供一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法，包括以下步骤：

一、底板防水施工的渗水控制

1）设置集水井，位置选在墙侧管涌最大处，井中放置水泵抽水，水泵下设置滤网及块石；2）设置暗沟，暗沟设置采用连续墙破除下的片石，以下位置需要设置暗沟，                                                在基底有明水流动的地方顺势设排水沟引导排水，在排水沟中垫上10cm~20cm的片石，形成暗沟； 沿连续墙边设暗沟，深度为10cm~20cm； 底板施工缝下设置暗沟；3）通过集水井与暗沟控制住明水后，浇筑混凝土垫层，形成堵漏基面；砼浇筑时需要从单边之字型移动泵管，如果渗水冲出砼面，则在垫层砼表面划浅沟引水至集水井；4）浇筑完成后，对于冲破混凝土垫层的漏水点，待混凝土垫层凝固后开始对漏水点进行堵漏、埋管、引流至集水井；5）当渗水全部控制以后，对于低凹明水处采用铺设防滑垫，预留微型水路，防滑垫布满孔洞，允许明水在其中流淌，同时保证上部较干，适宜铺防水卷材，待结构封闭后，再注浆填缝；

二、车站结构侧墙防水施工的渗水控制

1） 底板与连续墙墙角的防水与排水：首先对混凝土垫层以上1.5m的连续墙范围用风镐凿平，露出新混凝土后用，用硅酸盐水泥抹面并做倒角；在连续墙上黏贴防水卷材加强层，并通过暗钉圈进行固定；防水卷材加强层上部竖直端反转形成兜型，并与车站结构侧墙防水卷材焊接在一起，防水卷材加强层下部水平端与底板防水卷材分离，车站结构侧墙防水卷材与底板防水卷材焊接相连，连续墙渗水流下至防水卷材加强层和车站结构侧墙防水卷材之间，并经防水卷材加强层和底板防水卷材之间的缝隙流出，连续墙渗水与基坑底绕流水压力相平衡；防水卷材下方设网孔防滑垫；2）墙身防水施工的渗水控制：在底板与车站结构侧墙的纵向施工缝位置间隔设置排水管；排水管后壁预先破除一块凹坑，预埋排水管，管体与钢筋绑扎固定，防水卷材与排水管通过粘合剂结合；

三、洞门防水施工的渗水控制

1）在洞口外1米的范围将连续墙凿毛，露出新混凝土后用硅酸盐水泥抹面；2）在未凝固前铺贴洞门防水加强层，洞门防水加强层铺到洞口边缘反转向下，反转后洞门防水加强层与车站结构侧墙防水卷材之间相贴并预留缝隙；

四、伸缩缝和后浇带防水施工的渗水控制

1）用砖与水不漏分别将伸缩缝和后浇带全范围封堵；2）预留若干排水管将水引流至集水井；3）水位增长不明显后，施工伸缩缝和后浇带；4）待砼凝固，从排水孔中注浆封闭。

本发明的渗水控制原理如下：

（1）底板防水施工渗水控制是对坑底渗水的直接防治。由于基坑坑底的粉砂岩、中砂大部分呈现软化状态，在结构底板施工以前并不存在坚固的基层用来封堵注浆，所以，底板垫层施工前需要以排水为主，在坑底设置集水井抽水、暗沟引流。当基底不存在大流水后，浇筑垫层砼；通过凝固后的混凝土垫层形成堵漏基面，对冲破混凝土垫层的漏水点进行封堵、埋管、引流；并在与围护结构交接处做防水构造，避免涌入结构墙与连续墙间。

（2）车站结构侧墙防水施工渗水控制包括墙角防水控制和墙身防水控制，底板车站结构侧墙墙角外侧防水施工的作用是隔绝底板下地下水向上渗入，通过底板下的渗水控制措施，已经把水流水压减至最低，为墙角防水提供了条件；墙角防水施工做好后，则墙身防水施工时所需要防御的水源就只有连续墙上流下的渗水和大气水（雨水和空气的水汽），这些水往往汇集在结构墙防水卷材与连续墙之间，但是由于间隙狭小，水面上升依旧很快，随水位上升就会从上部淌过防水卷材，流入结构墙，故这部分水必须泄流，故本发明对从墙体上流下的水利用防水卷材翻卷形成兜进行排流，需要浇筑砼时，则埋设排水管引流积水，避免浇筑过程中水位增高，水流入结构墙混凝土中。

（3）其他的渗水控制技术为了防止渗水侵入连续墙与结构墙之间的缝隙，在墙角、洞门、后浇带部位的防水要与连续墙形成整体，通过将连续墙凿毛，抹面，贴正粘卷材并与反粘卷材焊接的方式阻挡渗水进入。

与现有技术相比，本发明在防水卷材施工前，通过封堵、排流、注浆等各种方法将渗水量和水路控制住，使之不影响结构防水施工，形成了底板、车站结构侧墙、后浇带等部位的渗水控制技术，该技术减少了基坑内渗漏水对防水卷材和混凝土施工过程的影响，为了保证防水施工的质量，对不同渗水路径、不同部位、不同施工阶段的渗水采用封堵、引导、汇集等措施进行控制，间接地提高了结构防水性能，具有以下优点：

1、区分不同来源、路径的渗水，根据不同情况如位置、水压、流量等，以不同的渗水控制方法加以应对，在结构底板、车站结构侧墙、后浇带、施工缝的防水施工前，对其进行的控制约束，保证防水卷材在无水或少水环境下施工，保证安全及质量的情况下，不仅节约了施工成本，而且加快了施工进度，节约工期，取得了较好的效果；

2、设置集水井、泄水孔，结构及防水施工过程中充分利用围护结构的防水能力，主体结构全封闭后，将防水压力转移至主体结构，依靠结构自防水性能；

3、分设底板防水施工的渗水控制、车站结构侧墙防水施工渗水控制、洞门防水施工的渗水控制、伸缩缝和后浇带防水施工渗水控制，根据施工进度，对不同渗水影响进行分类控制；

4、对底板与连续墙交接部位、预留洞口防水构造、施工缝两侧等进行特殊处理；

5、在连续墙面未经喷射砼平整的情况下，通过防水措施防止渗水涌入连续墙与结构墙之间。

该方法施工质量、安全有保证，对环境污染小，无毒，文明施工程度高,对城市岩溶地质等富水地质结构及防水施工的作业实用性强，确保了防水施工在无明水的环境下施工，是结构防水施工前的渗水控制，保证了岩溶富水地质情况下防水施工和混凝土施工的质量,工艺操作简便，适用范围广，技术可靠，具有很大的优越性，易推广使用。该方法适用于围护结构不能将渗水路径完全被截断的基底富水地质的结构防水施工。

附图说明

图1为本发明背景技术中所述基坑内渗水来源示意图；

图2为本发明背景技术中所述连续墙与结构墙的缝隙间坑底水来源示意图；

图3为本发明底板防水施工的渗水控制施工工序图；

图4为本发明墙角防水施工的渗水防御施工图；

图5为本发明墙身防水施工的渗水排流施工图；

图6为图5的1-1剖视图；

图7为本发明洞门防水施工的渗水排流施工图；

图8为图7中A的局部放大图；

图9为本发明伸缩缝和后浇带防水施工的渗水排流施工图；

图10为图9中B的局部放大图；

图中：1-集水井；2-连续墙；3-混凝土垫层；4-漏水点；5-倒角；6-防水卷材加强层；7-暗钉圈；8-车站结构侧墙防水卷材；9-底板防水卷材；10-网孔防滑垫；11-纵向施工缝；12-排水管；13-洞门防水加强层；14-车站结构侧墙；15-底板；16-水不漏；17-砖；18-基坑底；19-车站结构；20-止水条；21-止水法兰。

具体实施方式

一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法，包括以下步骤：

一、底板15防水施工的渗水控制，开挖至基坑底后，坑底水量充沛，坑底风化岩层遇水崩解软化，失去了堵水基层基面，只能采用排水的方式，如图3所示施工工序图，

1）设置集水井1，位置选在墙侧管涌最大处，井中放置水泵抽水，水泵下设置滤网及块石；

2）设置暗沟，暗沟设置采用连续墙2破除下的片石，片石间的缝隙允许水流过，又能在泵车浇筑垫层的冲击力下不被打散并从垂直方向挡住水泥渗入。以下位置需要设置暗沟，

 在基底有明水流动的地方顺势设排水沟引导排水，在排水沟中垫上10cm~20cm的片石，片石可采用连续墙上破除下来的碎块，形成暗沟；

 沿连续墙边设暗沟，连续墙边是小型管涌密集区，必须设暗沟，深度为10cm~20cm；

 底板施工缝下设置暗沟，一段底板完成后，与下一段底板之间的施工缝冒水严重，需提前设置暗沟，否则施工缝处防水必受影响；

3）通过集水井与暗沟控制住明水后，浇筑混凝土垫层3，形成堵漏基面；砼浇筑时需要从单边之字型移动泵管，避免垫层夹泥，如果渗水冲出砼面，则在垫层砼表面划浅沟引水至集水井；

4）浇筑完成后，在浇筑垫层上依然会出现多个冒水点，在靠连续墙部位最为集中，对于冲破混凝土垫层的漏水点4，待混凝土垫层凝固后开始对漏水点进行堵漏、埋管、引流至集水井，保证不出现乱流水，影响防水卷材焊接；

5）当渗水全部控制以后，依旧存在有积水的地方，量多且不易封堵，若逐一封堵会耽误工期，对于这些低凹明水处采用铺设防滑垫，预留微型水路，防滑垫布满孔洞，允许明水在其中流淌，同时保证上部较干，适宜铺防水卷材，并且可以保证浇筑底板以后水路依然存在，不使积水受压冲破防水卷材，待结构封闭后，再注浆填缝；

二、车站结构侧墙14防水施工的渗水控制

1） 底板与连续墙墙角的防水与排水

底板车站结构侧墙墙角外侧防水施工的作用是隔绝底板下地下水向上渗入，通过底板下的渗水控制措施，已经把水流水压减至最低，为墙角防水提供了条件，墙角防水做法如图4所示，

首先对混凝土垫层3以上1.5m的连续墙范围用风镐凿平，露出新混凝土后用，用硅酸盐水泥抹面并做倒角5；

在连续墙上黏贴防水卷材加强层6，防水卷材加强层与水泥面间涂抹防水粘结剂，并通过暗钉圈7进行固定；

防水卷材加强层上部竖直端反转形成兜型，并与车站结构侧墙防水卷材8焊接在一起，防水卷材加强层下部水平端与底板防水卷材分离，车站结构侧墙防水卷材与底板防水卷材9焊接相连，连续墙渗水流下至防水卷材加强层和车站结构侧墙防水卷材之间，并经防水卷材加强层和底板防水卷材之间的缝隙流出，连续墙渗水与基坑底绕流水压力相平衡，避免底部水冲开防水；

防水卷材下方设网孔防滑垫10，在底板浇筑后依旧保有下部缝隙，保证排水水路畅通，避免冲开角部防水；

上述防水卷材加强层全部都是对外防水，贴在连续墙上位于结构防水卷材以外，与设计要求的贴在主体结构转角侧的加强层不是同一概念。

2） 墙身防水施工的渗水控制

如果所述墙角防水施工做好，则车站结构侧墙防水施工时所需要防御的水源就只有连续墙上流下的渗水和大气水（雨水和空气的水汽），这些水往往汇集在结构墙防水卷材与连续墙之间。但是由于间隙狭小，水面上升依旧很快。随水位上升就会从上部淌过防水卷材，流入结构墙，故这部分水必须泄流，做法如图5、6所示，

在底板与车站结构侧墙的纵向施工缝位置11间隔设置与车站结构侧墙垂直的排水管12，间距为20m一个；

排水管后壁预先破除一块凹坑，预埋排水管，管体与钢筋绑扎固定，防水卷材与排水管通过粘合剂结合，排水管管体外装有止水条20、止水法兰21，保证管体与墙体密封，不渗水；

排水管可采用球阀，也可以采用盖板阀；

排水口附近1米范围防水板后宜抹平整并做粗糙处理，增大渗水过流时的紊流区，增大减压面积。

三、洞门防水施工的渗水控制

通常车站结构分为若干个，基坑各自独立，在结构完成后，才进行连接，所以在合为一体之前是不封闭的。渗水会从洞门与连续墙之间的缝隙倒灌而入，水量充沛，压力大。所以绕洞门一周的防水施工与墙角处一样是防水的重点，施工方法如图7、8所示，

1）在洞口外1米的范围将连续墙凿毛，露出新混凝土后用硅酸盐水泥抹面；

2）在未凝固前铺贴洞门防水加强层13，防水加强层铺到洞口边缘反转向下，反转后洞门防水加强层13与车站结构侧墙防水卷材8之间相贴并预留微缝隙，转角处用钉圈压紧，这样，洞门防水加强层13与车站结构侧墙防水卷材8之间不粘合，水流入后，对防水加强层产生水压，形成自锁，可以保证车站结构侧墙墙体变形时不会将加强层扯下。

四、伸缩缝和后浇带防水施工的渗水控制

底板伸缩缝和后浇带位置需要连续墙破除到位后才能施工，原本墙角处的防水措施会被破坏，无任何提前预防水的措施，导致伸缩缝和后浇带位置涌水、渗水严重，该部位的渗水控制是采用封堵并引流，如图9、10所示，

1）用砖16与水不漏17分别将伸缩缝和后浇带全范围封堵；

2）预留若干排水管将水引流至集水井；

3）水位增长不明显后，施工伸缩缝和后浇带；

4）待砼凝固，从排水孔中注浆封闭，宜采用单液浆，封堵范围广。

工程实例：

五一广场站是长沙地铁2号线里地质最复杂，工程量最大，战略意义最重的站点。基岩为中风化灰岩，溶蚀现象明显，溶洞发育，大小不一，并在车站右线中间存在深度104m的大型溶沟，泥质粉砂岩、砾岩软硬不均匀且遇水易软化、易崩解。车站平均水位为37.76m，基坑底部溶洞（溶隙）间的连通性好，且岩溶水与上部的第四系松散岩类孔隙水有较大的水力联系，故基坑底水量丰富，且具有承压性，设计基坑涌水量为687.82m3/d。

地下车站按一级防水等级要求设计，不允许出现渗水部位，结构表面无湿渍。五一广场站的地下结构采用"结构自防水＋柔性全包防水层"的防水方案。底板及负三层、负二层车站结构侧墙混凝土采用抗渗P10，顶板及负一层车站结构侧墙采用抗渗P8混凝土。结构迎水面设全外包柔性防水层。底板及贴壁式边墙外侧采用预铺反粘性能的HDPE胶膜防水卷材，顶板优先采用单组分聚氨酯涂料，形成皮肤式防水。

采用本发明所述的施工方法，以较快的速度将岩溶富水地层对结构施工的影响消除，在业主单位赶工要求下，用6个月施工完成五一广场站2号线主体结构及防水工程。

一、经济效益

在主体结构封闭以前，要充分利用围护结构的防水性能，通过连续墙上破除下的片石做暗沟，泄压的同时保证垫层浇筑质量，节省了基底富水地质管涌封堵处理的时间，提前了浇筑垫层的工序，只对连续墙与结构底板之间的2m的高度范围进行连续墙与结构防水之间的贴合防水处理，防止基底水涌入从主体结构与围护结构之间导致防水负担加重。节省了对所有与结构墙接触的连续墙进行喷射砼的表面处理，节省成本为车站结构侧墙面积*喷射砼费用/m2，以五一广场为例可节省：16000 m2*81元/m2=129.6万元。

二、社会效益

利用岩溶地质地下结构施工渗水控制施工工法，在开工时间落后9个月的情况下顺利保证最后节点工期。该项技术确保了防水施工在无明水的环境下施工，是结构防水施工前的渗水控制，保证了岩溶富水地质情况下防水施工和混凝土施工的质量,受到建设、设计和监理单位的一致好评。

三、环保效益

采用岩溶地质地下结构施工渗水控制施工方法既节能又环保,符合当前低碳清洁施工的要求。和传统施方方法比较，它提出了防水施工前的“防水”概念，为作业人员创造了良好的施工条件，良好环保效益。

该方法施工速度快，经济、安全、环保，质量有保证，施工工序互不干扰。施工中成功应用了该工法，最大限度地解决了基坑内渗水问题，节约了成本。

Claims (1)

1.一种岩溶富水地质地下结构防水施工渗水控制施工方法，其特征是包括以下步骤：

一、底板（15）防水施工的渗水控制

1）设置集水井（1），位置选在墙侧管涌最大处，井中放置水泵抽水，水泵下设置滤网及块石；

2）设置暗沟，暗沟设置采用连续墙（2）破除下的片石，以下位置需要设置暗沟，

 在基底有明水流动的地方顺势设排水沟引导排水，在排水沟中垫上10cm~20cm的片石，形成暗沟；

 沿连续墙边设暗沟，深度为10cm~20cm；

 底板施工缝下设置暗沟；

3）通过集水井与暗沟控制住明水后，浇筑混凝土垫层（3），形成堵漏基面；砼浇筑时需要从单边之字型移动泵管，如果渗水冲出砼面，则在垫层砼表面划浅沟引水至集水井；

4）浇筑完成后，对于冲破混凝土垫层的漏水点（4），待混凝土垫层凝固后开始对漏水点进行堵漏、埋管、引流至集水井；

5）当渗水全部控制以后，对于低凹明水处采用铺设防滑垫，预留微型水路，防滑垫布满孔洞，允许明水在其中流淌，同时保证上部较干，适宜铺防水卷材，待整个地下结构封闭后，再注浆填缝；

二、车站结构侧墙（14）防水施工的渗水控制

1） 底板与连续墙墙角的防水与排水

首先对混凝土垫层（3）以上1.5m的连续墙范围用风镐凿平，露出新混凝土后，用硅酸盐水泥抹面并做倒角（5）；

在连续墙靠近坑底的墙角上黏贴防水卷材加强层（6），并通过暗钉圈（7）进行固定；

防水卷材加强层上部竖直端反转形成兜型，并与车站结构侧墙防水卷材（8）焊接在一起，防水卷材加强层下部水平端与底板防水卷材分离，车站结构侧墙防水卷材与底板防水卷材（9）焊接相连，连续墙渗水流下至防水卷材加强层和车站结构侧墙防水卷材之间，并经防水卷材加强层和底板防水卷材之间的缝隙流出，连续墙渗水与基坑底绕流水压力相平衡；

底板防水卷材下方设网孔防滑垫（10）；

2） 墙身防水施工的渗水控制

在底板与车站结构侧墙的纵向施工缝（11）位置间隔设置与车站结构侧墙垂直的排水管（12）；

排水管后壁的地下连续墙墙体上预先破除一块凹坑，预埋排水管，管体与钢筋绑扎固定，车站结构侧墙防水卷材与排水管通过粘合剂结合；

三、洞门防水施工的渗水控制

1）在洞口外1米的范围将连续墙凿毛，露出新混凝土后用硅酸盐水泥抹面；

2）在未凝固前铺贴洞门防水加强层（13），洞门防水加强层铺到洞口边缘反转向下形成兜形，反转后洞门防水加强层（13）与车站结构侧墙防水卷材（8）之间相贴并预留缝隙；

四、伸缩缝和后浇带防水施工的渗水控制

1）用砖（16）与水不漏（17）分别将伸缩缝和后浇带全范围封堵；

2）预留若干排水管将水引流至集水井；

3）水位增长不明显后，施工伸缩缝和后浇带；

4）待砼凝固，从排水孔中注浆封闭。