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地铁明挖法车站重要部位防水工程探究

时间:2018-05-10 16:31作者:学位论文网
本文导读:这是一篇关于地铁明挖法车站重要部位防水工程探究的文章,由中铁九局六公司承建的青岛地铁3号线错埠岭站为地下双层岛式车站, 错埠岭站为地下双层岛式车站, 站台宽度为12m, 有效站台长120m, 主体结构采用双层三跨框架结构。
    摘要:本文以青岛地铁3号线错埠岭站工程为实例, 详尽的论述了地铁车站明挖法关键部位防水施工技术的工艺特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程及操作要点、材料与机具设备的配置与应用、主要控制技术标准等方面的内容, 可为类似工程的施工提供一定的借鉴作用。
  
  关键词:地铁; 明挖法; 防水; 施工技术;
  
  0 引言
  

  近年来, 我国经济取得了飞速发展, 基础工程建设项目越来越多, 为缓解交通压力, 很多城市都在进行地铁工程建设, 在人群多的地点都修建了地铁车站, 方便大家出行。地铁车站的防水性能尤为重要, 直接影响结构安全及使用。由中铁九局集团有限公司承建的青岛地铁错埠岭车站工程, 车站地势低洼, 造成水量丰富, 车站明挖法的施工过程中发现, 墙体施工缝渗漏水、底板、顶板渗漏水会导致钢筋混凝土内部存在的氢氧化钙溶失, p H值变小, 容易使混凝土结构中的钢筋发生锈蚀, 并会加快结构混凝土的碱骨料反应, 从而影响到结构安全, 缩短工程的使用年限。运营的地铁车站站台层墙体施工缝漏水严重的, 会溅到高电压接触轨, 对地铁运营产生影响, 甚至造成安全事故。经多次研究, 调整车站防水施工方案, 总结出一套地铁明挖法车站防水施工技术, 成功解决了地铁车站防水施工困难, 渗漏水的技术难题。
  
  1 工艺特点
  
  (1) 传统的外包防水卷材本身无法和结构层形成为一个整体, 即使是在施工完成后, 其和混凝土结构层间依然会有一道界面接缝, 一旦防水层出现异常情况, 水就会在界面接缝中“窜流”, 并且这类故障的渗漏点十分难找, 维修起来困难重重。本工法侧墙及底板外包防水卷材采用1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材, 代替原有1.5mm高分子自粘防水卷材。通过使用该卷材, 与后浇混凝土实现完全附着结合, 共同形成多道设防复合防水体系。当防水层受到外界力作用时, 防水卷材可以在塑性凝胶层内发生相对位移变形, 从而发挥出卷材的高强度、耐撕裂性能, 可以有效控制渗漏水情况。
  (2) 传统的地铁车站顶板防水多采用聚氨酯涂膜和350#纸胎油毡, 但施工中350#油毡纸的厚度很难保证, 在浇筑混凝土防水保护层过程中, 损坏率较高, 车站顶板的防水质量得不到保证, 本工法顶板采用流动性复合卷材的代替聚氨酯涂膜+350#纸胎油毡, 该卷材为韩国进口流动性复合卷材, 具有自粘持续性, 特有流动性可常时维持自粘性, 自愈性强, 发生受损、起鼓, 通过卷材的常时流动性自愈并切断漏水。有效地提高了车站的顶板防水效果。
  (3) 车站施工缝原设计采用钢边橡胶止水带, 考虑止水带接头热融或冷融都存在接头不牢固情况, 止水带钢边和橡胶部分与混凝土很难密贴严实, 容易造成渗水隐患, 本工法通过使用内置式钢片丁基自粘止水带+丁基胶带, 接头处理采用冷粘, 可以有效解决接头处理不当现象, 并且自粘丁基胶能与现浇混凝土发生化学反应, 与混凝土形成一体, 会更有效地改善防水效果, 提高防水质量。
  
  2 适用范围
  
  本技术适用于地铁明挖法车站关键部位防水施工。
  
  3 工艺原理
  
  地铁车站防水混凝土结构遵循了“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。防水施工中的细部一直以来都是防水的薄弱环节, 一旦处理不当后果不堪设想。为此, 应谨慎采取外包防水和细部结构施工缝防水处理措施, 坚持刚柔结合, 多道设防。既有刚性抗渗混凝土的自防水, 又有柔性流动性复合卷材。
  错埠岭站明挖法车站底板及侧墙采用1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜复合防水卷材, 该卷材具有耐磨、耐穿刺特性, 表面涂覆一层高分子压敏胶自粘层;胶层上覆盖反粘结合涂层;高分子自粘胶膜层将反粘结合涂层与高密度聚乙烯 (HDPE) 片材牢固的粘接在一起, 表面覆盖涂硅隔离膜。表面保护涂层与现浇混凝土发生多种物理及化学反应形成永久结合, 剥离开后涂层与部分胶层附着在混凝土侧。测得剥离强度一般均在3.0N/mm以上。形成牢固的紧密结合, 能防止水分渗入防水卷材和结构之间的空隙。顶板防水采用的流动性复合卷材自粘性, 自粘持续性, 低温粘贴性-1℃以上确保自粘性, 可以适用青岛冬季气温, 白天施工需求。卷材发生受损、起鼓, 通过卷材的常时流动性自愈并切断漏水。卷材内部凝力和弹性顺应, 可以有效防止车站回填土的沉降不均, 导致防水卷材受力发生变化撕裂情况。车站施工缝采用内置式钢片丁基自粘止水带+丁基胶带, 自粘丁基胶能与现浇混凝土发生化学反应, 与混凝土形成一体, 达到止水效果;刚柔结合的止水带结构, 能随混凝土结构的收缩变形而产生蠕变, 彻底消除原有钢板止水带与混凝土变形产生的滑移微裂纹, 具有优异的依随性;优越的耐老化、耐化学腐蚀, 能满足地铁等地下工程长期使用要求。优异的耐高低温性能, 100℃不流淌, -40℃不脆裂, 良好的施工性。
  
  4 施工工艺流程及操作要点
  
  4.1 明挖法防水流程
  图1 车站明挖法防水流程图
  
  4.2 施工技术操作要点
  
  4.2.1 施工准备
  
  (1) 图纸审核, 技术人员会同监理、勘察、设计、业主代表对图纸进行会审, 若发现问题及时采取修正措施, 确保图纸合理、准确。
  (2) 原材料试验及进场:对要进场的防水板、止水带、止水胶等材料报监理工程师进行取样检测, 待第三方检测中心取样检测合格后方能投入使用。
  (3) 设备进场报验:对进场的热风焊枪、爬焊机、吹灰器等设备向监理工程师报验, 报验合格后方可投入施工。
  (4) 做好防水工人配置及安全技术交底。
  (5) 认真编写施工组织设计, 制定施工计划。
  
  4.2.2 外包防水卷材1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜复合防水卷材施工
  
  (1) 防水卷材进场后及时送检报验, 经检验合格的材料方可用于施工。防水卷材要妥善保管, 平放在干燥、通风、平整的场地上, 远离明火, 避免日晒雨淋。
  (2) 侧墙防水卷材施工前桩间挂网喷射C20细石砼找平, 喷砼后对其表面进行刮平处理。
  (3) 阴、阳角部位铺设防水卷材加强层。加强层卷材采用单层预铺式卷材, 宽度为50cm, 厚度同作为防水层的单层卷材厚度。转角两侧各25cm, 加强层卷材采用点粘或条粘法固定在基面上。大面防水层应满粘固定在加强层表面。
  (4) 当有管、件等穿过防水层时, 应先铺设此部位的加强层卷材, 加强层卷材采用满粘法固定在基面上, 大面防水层也应满粘固定在加强层表面。
  (5) 防水层与现浇混凝土结构外表面密贴面的隔离膜应在浇筑混凝土前撕掉。
  (6) 防水层采用机械固定法固定于桩或垫层上, 固定点距卷材边缘2cm处, 钉距不大于50cm, 钉长不得小于27mm, 避免浇筑混凝土时脱落。
  (7) 相邻两幅卷材的有效搭接宽度为10cm (不包括钉孔) 。要求上幅压下幅进行搭接。搭接时, 搭接缝范围内的隔离膜必须撕掉。短边搭接缝应错开1m以上。
  (8) 防水层铺设完毕后, 在所有施工缝、变形缝部位骑缝铺设加强层, 施工缝加强层宽度50cm, 变形缝加强层宽度1m。其中施工缝加强层与防水层自粘满粘, 变形缝两侧各10cm范围内防水层表面的隔离膜不应撕掉 (即此范围防水层与加强层不粘贴) , 其它部位满粘粘结。
  (9) 防水层破损部位应采用同材质材料进行修补, 补丁满粘在破损部位, 补丁四周距破损边缘的最小距离不小于10cm。补丁胶粘层应面向现浇混凝土。
  (10) 地下结构通常采用桩支护, 需要对开挖完成的桩表面进行找平处理, 而找平层往往采用挂网喷射混凝土的方法, 即使设计要求采用水泥砂浆, 但由于工程量较大, 现场往往会出现由于水泥砂浆找平层厚度不足, 导致基层表面凹凸不平、突出物较多的现象。所有阴阳角应平直, 否则会导致接缝张开、接缝皱褶等缺陷。但高分子自粘胶膜防水卷材通过四种功能材料协同复合设计, 与后浇混凝土实现完全附着结合, 共同形成多道设防复合防水体系。片材表面涂覆一层高分子压敏胶自粘层;胶层上覆盖反粘结合涂层;高分子自粘胶膜层将反粘结合涂层与高密度聚乙烯 (HDPE) 片材牢固的粘接在一起, 表面覆盖涂硅隔离膜。表面保护涂层与现浇混凝土发生多种物理及化学反应形成永久结合, 剥离开后涂层与部分胶层附着在混凝土侧。测得剥离强度一般均在3.0N/mm以上。形成牢固的紧密结合, 能防止水分渗入防水卷材和结构之间的空隙。
  1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材提供多种搭接工法:双焊缝焊接环向搭接带 (焊接型) 、自粘环向搭接带 (自粘型卷材) 、胶带搭接 (短边搭接) 、对拼搭接等。
  卷材使用方法见图2。
  图2 外包防水焊接型卷材的长边搭接方法
  
  4.2.3 顶板流动性复合卷材施工
  
  卷材与卷材之间冷施工自粘法搭接;卷材与基层之间冷施工自粘法粘结。
  (1) 基层处理:基层必须牢固, 无松动、起砂等缺陷;表面应平整光滑、均匀一致;必须将突出基层表面的异物、砂浆疙瘩等铲除, 并将尘土杂物清除干净, 最好用高压空气进行清理;基层应干燥、含水率宜小于9%, 无明水;基层若高低不平或凹坑较大时, 应用聚合物水泥粘结剂抹平;裂缝应用聚合物水泥粘结剂涂刷一遍。聚合物水泥粘结剂是由胶粉, 水泥, 水调制而成。
  (2) 采用满粘铺贴防水卷材:水平面铺贴:展开卷材同时, 揭开隔离纸, 卷材搭接宽度≥100mm (满贴) , 铺贴后应及时用橡胶压棍压实卷材。垂直面铺贴:垂直面由低向高铺贴, 边展开边揭去隔离纸。搭接宽度同上, 铺贴后用压棍压实。
  (3) 施工检查验收:检查全部自粘卷材有无撕裂、破损、气泡、卷边、开口。遇有缺陷, 应在缺陷处切开, 排放气泡, 之后修补切开处并压实。
  (4) 卷材主要成份:Na B凝胶
  橡胶系列树脂+橡胶沥青+过程油
  丙烯酰胺特殊添加剂 (增强内部抗摩擦力抑制流淌)
  (5) 卷材Na B凝胶特性
  特有流动性可常时维持自粘性, 施工时有未充分粘贴部分会自粘, 无需打底漆无需使用粘结剂不需要加热熔融等工序。低温粘贴性, -1℃以上确保自粘性。自粘自愈性, 发生受损、起鼓, 通过卷材的常时流动性, 自愈并切断漏水。应对构筑物沉降活动, 内部凝力和弹性顺应构筑物的沉降活动。
  4.2.4 施工缝部位防水施工
  环向施工缝浇灌混凝土前, 应将其表面凿毛并清理干净, 涂刷界面剂, 并及时浇灌混凝土。本车站环向施工缝、纵施工缝采用内置式钢片丁基自粘止水带。
  内置式钢片丁基自粘止水带, 在丁基自粘胶的配方技术上, 通过加入多种活性基的功能助剂, 功能助剂中活性二氧化硅能与碱起反应。当丁基胶层上浇筑混凝土时, 其水泥中的硅酸三钙在常温下水化反应生成水化硅酸钙和氢氧化钙形成化学键结合, 其中带有 (X/Y) 亲有机和无机的两种功效基团进一步把两种分歧化学构造类型和亲和力相差大的物质在界面连接起来, 使丁基橡胶自粘胶料具有反应性。与混凝土形成密实的粘结。
  图3 内置式钢片丁基自粘止水带和混凝土结合形态图
  
  是具有与混凝土反应性的自粘丁基橡胶止水带, 是一种钢柔性的材料, 能与现浇混凝土形成密实的材料, 能与现浇混凝土形成密实的粘结。
  自粘丁基胶能与现浇混凝土发生化学反应, 与混凝土形成一体, 达到止水效果;刚柔结合的止水带结构, 能随混凝土结构的收缩变形而产生蠕变, 彻底消除原有钢板止水带与混凝土变形产生的滑移微裂纹, 具有优异的依随性;优越的耐老化、耐化学腐蚀, 能满足高等级地下工程长期使用要求;优异的耐高低温性, 100℃不流淌, -40℃不脆裂, 良好的施工性;绿色环保, 无有机挥发物, 固含量达到98%以上。
  图4 内置式钢片丁基自粘止水带安装方法
  
  5 质量控制
  
  5.1 执行标准和技术规范
  
  严格按照《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB50299-1999) 的相关要求执行。
  
  5.2 施工质量保证措施
  
  (1) 施工缝浇筑混凝土前, 应将其表面浮浆和杂质物清除, 铺水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂并及时浇筑混凝土。
  (2) 保证止水带位置准确、固定牢靠。
  (3) 检查粘结基层的干燥程度以及接缝的尺寸, 接缝内部的杂物先清除干净。
  
  6 应用实例
  
  由中铁九局六公司承建的青岛地铁3号线错埠岭站为地下双层岛式车站, 错埠岭站为地下双层岛式车站, 站台宽度为12m, 有效站台长120m, 主体结构采用双层三跨框架结构, 设备用房位于车站南北两端。车站主体结构外包总长217m, 外包宽20.8m, 顶板覆土4.5m~6.1m。地铁车站明挖法关键部位防水施工技术于2015年5月10日~2017年1月2日应用在错埠岭站工程中。
  通过采用1.5mm高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材、流动性复合卷材、内置式钢片丁基自粘止水带等材料, 有效地控制了车站渗漏水情况。
  
  参考文献
  
  [1]曾文波, 孙振平, 宋益晓, 徐忠伟, 赵国强, 胡蒙达, 陈立生, 蒋晓星, 张世杰.江西省某地铁车站混凝土结构裂缝控制研究[J].混凝土世界, 2017 (03) .
  [2]何海健, 郝志宏, 李松梅.北京地区深层地铁车站土建可实施性研究[J].地下空间与工程学报, 2017 (01) .
  [3]刘金宝, 李冰茹, 滕瑞权.预铺反粘新工艺在地下防水工程中的应用[J].中国建筑防水, 2016 (04) .
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