摘要：介紹西安地鐵一號線區間防水設計，對地鐵區間防水進行探討，對結構“自防水為主，柔性防水為輔”的設計原則進行作出論述。
　　關鍵詞：防水；地鐵區間；結構裂縫
　　
　　1、 概述
　　西安市地鐵一號線區間跨越多種地貌。在防水設計中遵循“以防為主，剛柔結合，多道設防，因地制宜，綜合治理”的原則。以混凝土結構自防水為主,柔性防水層為輔,采用了混凝土自防水、復合襯砌防水、排水設施設置等措施，強調結構自防水首先應保證混凝土、鋼筋混凝土結構的自防水能力。對變形縫、施工縫、預埋件、預留孔洞、各型接頭、各種結構斷面接口等特殊部位進行多道防水處理。
　　防水體系與標準斷面防水構造圖如表1與圖1所示。
　　                    
　　表1礦山法隧道防水設計體系表
　　
　                          　　
　　
　                                                                                         　圖1
　　
　　
　　
　　
　　2、設計要點
　　2.1防止裂縫是防水設計的前提
　　（1）在結構構造上，鋼筋保護層厚度襯砌外緣（迎水面）50mm，襯砌內緣（背水面）40mm。
　　（2）初期支護按主要承載結構設計滿足強度和剛度要求，不會因發生大的變形而將荷載施加在初襯和二襯之間的柔性防水層上。
　　（3）嚴格控制工程施工引起的地面沉降。對暗挖施工隧道，地面沉降量宜控制在30mm以內，隆起量在10mm以內，從而控制結構裂縫的發生。嚴格遵循“超前支護、短開挖、強支撐、勤測量、初期支護緊跟”的原則。
　　(4)因隧道施工受空間所限，在澆筑拱部混凝土和回填超挖空間時難以振搗密實，地基與圍巖一旦擾動，就會產生大量裂縫，形成滲漏水通道。因此注漿材料可采用超細水泥漿或水泥-水玻璃混合漿液，使隧道開挖后拱部基本無滲漏水、坍塌、地表沉降和隆起，圍巖位移在周圍環境允許的范圍內。必要時采用二次注漿加固，以確保加固土體具有足夠的強度和密實。在澆筑雙連拱隧道隔墻的混凝土前對襯砌背后的空洞采用低強度等級混凝土回填，并對隔墻上部雙拱所夾土體進行注漿，防止此處形成水廊。
　　（5）在結構設計上加強二襯，使初襯與二襯分離，確保防水層完整封閉。二襯混凝土采用在保證混凝土強度的前提下,利用“雙摻”技術,改善其工作性能和抑制堿-集料反應,適當摻加高效減水劑以減小水灰比,摻入足夠的礦物細摻料(優質粉煤灰)。
　　
　　2.2混凝土自防水
　　（1）使用UEA膨脹劑，且所用外加劑的摻量應準確，誤差不得超過±1%，并嚴格按說明書的規定進行攪拌、振搗。僅靠混凝土自身的剛性防水功能，不添加外加劑，只在外面做一道柔性防水的方式不可取。柔性防水只相當于一層膜，發生滲漏以后，難以確定滲漏點，維修極其困難。摻UEA的混凝土在有鋼筋約束的情況下，自由膨脹受限制，鋼筋產生自拉應力，使混凝土受壓，減少或避免了混凝土的開裂。
　　（2）把握澆筑時機。澆筑混凝土前應及時排走圍巖的裂隙水，以免混凝土水灰比改變而造成離析。
　　（3）混凝土一次澆注高度不宜大于2m，以免造成鋪漿及振搗困難。
　　
　　2.3多道設防
　　（1）初期支護為剛性防水，是第一道防線，起著減輕承壓水對防水層的壓力作用。初襯要有一定的密實度和抗壓強度。支護采用格柵掛網噴混凝土，開挖完成后應及時施作，厚度一般為20～30cm。初襯的防水效果取決于初襯的施作時間、噴射混凝土的密實度等。
　　(2)在初期支護與二次模筑襯砌間，采用夾層防水層作為第二道防線。防水板內外側各鋪設1道土工布用作緩沖層和保護層，防水板采用無釘和雙焊縫鋪設。防水板鋪設后，形成一個完整、密貼的整體結構。
　　（3）由于初次襯砌表面有濕漬，有些部位仍有滲水現象，故對噴錨支護后仍滲水的部位進行巖體注漿、封堵。
　　（4）第三道防線是混凝土自防水。
　　
　　2.4各型接縫的設置與防水措施
　　（1）區間變形縫間距一般宜為60m，同時在結構型式變化較大或地質條件變化較大的部位以及區間與車站接口處，根據具體情況考慮設置變形縫。變形縫寬度為20mm。變形縫處除輔助外防水層外設置三道各自成環的止水線：
　　a變形縫外側設置反應性丁基橡膠塑料止水帶。
　　b變形縫中部設置帶注漿管的中置式止水帶（中心帶氣孔型），形成一道封閉的防水線。
　　c變形縫處拱部及邊墻內側設置不銹鋼接水槽，將少量滲水有組織地引入區間排水溝并排入區間廢水泵房，變形縫內側嵌填密封膠。
　　（2）二襯設置施工縫、環向施工縫，間距8～12m，縱向縫在拱腳、邊墻腳設置，水平施工縫設置兩道緩膨型遇水膨脹止水條和預埋一道注漿管；環向施工縫中部設置鋼邊橡膠止水帶和預埋一道注漿管；注漿管6～8m為一個單元。
　　（3）特殊變形縫（設在地裂縫段）
　　a特殊變形縫間距宜為10～15m，在地裂縫處及兩側共設置四處特殊變形縫，特殊變形縫寬度為50mm。
　　b特殊變形縫處除輔助外防水層外設置三道各自成環的止水線：
　　①特殊變形縫外側設置且型止水帶。
　　②特殊變形縫中部設置GINA止水帶。
　　③特殊變形縫處內側設置Ω型止水帶。
　　
　　2.5排水與防水相結合
　　采用適當排水的方法可有效降低作用于結構底板水壓力,減小底板結構厚度及配筋量,同時通過限量排放,可人為控制地下水水位在一定范圍內,防止地表沉降。
　　本次設計中采用中心水溝排水，區間內不再設置排水泵站。在防水層和二次模筑混凝土間設環向和縱向軟式滲水盲管以引排少量滲水，在襯砌斷面發生變化處加設環向軟式透水管盲溝。
　　
　　2.6土工布的使用
　　土工布具有過濾（又稱反濾）、排水、隔離、加強（又稱加筋）、防護等功能。復合土工布還具有防滲功能，在西安地鐵區間隧道結構的防水中，為保護防水卷材，在排水板內外兩側鋪設土工布。土工布接縫處應密封、壓平。使用土工布雖使造價略有提高，卻可保證工程質量，延長使用壽命，還可減少后期大量的維護費用。綜合考慮，在同等設計標準下，使用土工布可使工程造價降低20～40%。
　　
　　3、幾種錯誤的設計思想
　　3.1過分依賴混凝土自防水，輕視剛柔結合方案和外加劑的作用
　　剛性防水層遇外力易開裂和損壞，而柔性防水層具有良好的抗沖擊性和延伸率，所以剛性防水后再增加一道柔性防水是必要的。剛性防水可為柔性防水創造施工條件，柔性防水可滿足進一步的變形要求。混凝土結構作為防水的最后的一道防線，其抗裂性、抗滲性是結構整體性得到保證的關鍵。而且抗裂比抗滲更重要，抗滲的前提是抗裂。普通防水混凝土不具備抗裂功能，會導致整體防水結構破壞，因而具有抗滲防裂雙重功能的UEA補償收縮混凝土是結構自防水的新發展。
　　3.2片面追求混凝土的強度等級和抗滲等級
　　混凝土強度等級和抗滲等級并非越高越好。混凝土強度等級越高，單位體積混凝土水泥用量越多，水化熱越高，混凝土收縮量越大，越容易產生收縮裂縫。防水混凝土的抗滲等級由最大設計水頭與相應混凝土最小壁厚之比來確定，可摻入粉煤灰或UEA膨脹劑，以抵消混凝土的收縮。
　　
　　4、結束語
　　4.1地鐵結構設計與防水并重,結合工程實際情況,因地制宜地選擇防水方案,才能作到經濟合理。
　　4.2用排水法可有效降低作用于結構底板水壓力,減小結構厚度及配筋量,但能否保證排水系統長期通暢,水位能降多少不易量化,應根據工程所在地域水文地質特征來加以控制,以策安全。