北京地铁五号线东四车站暗挖段的防水施工
1 东四车站结构、工程地质和水文地质概况
地铁东四站位于朝阳门内大街与东四南大街交叉口上。车站两端为明挖段，结构形式为三层三跨框架结构;中间为暗挖段，结构形式为单层三拱两柱结构。车站总长度197 m ， 其中暗挖段长96180 m ，明挖段总长为100120 m 。车站总宽:暗挖段为22190 m ，明挖段为26120 m 。车站设置东南、东北、西南、西北4 个出入口和南、北2 个风道。
车站两端三层三跨框架结构由侧墙、梁、板、柱等构件组成，采用明挖顺筑法施工。中间单层拱形三跨两柱结构为复合衬砌结构。框架结构的防水，一是施作外包防水层，二是依靠结构混凝土自防水；复合衬砌结构的防水，一是施作初期支护与二次衬砌之间的防水夹层；二是依靠二次衬砌混凝土的自防水。 出入口除西南、西北两个采用暗挖法施工外，东南、东北两个采用明挖法施工。两个风道均采用明挖法施工。防水处理与施工方法有关，参照车站明挖、暗挖段的防水方案进行防水处理。
工程地质自上而下依次为：人工填土层(杂填土和粘质粉土素填土)，厚217～414 m ； 粘质粉土、砂质粉厚410～615 m ；粘质粉土，厚210～413 m ；中粗砂层，厚210～312 m ；卵石，厚510～1310 m 。水文地质自上而下依次为：上层滞水，赋存于填土层和粘质粉土、砂质粉土中；潜水，赋存于粉细砂层、中粗砂层、圆砾层、卵石层中； 承压水，赋存于中粗砂层、卵石层孔隙中。受城市工程施工降水的影响，潜水水位呈连续下降的趋势，平均每年水位降低0158 m 。历史最高水位1959 年为41～42 m ，1971 年—1973 年为32～34 m ， 建议设
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防水位为35100 m 。潜水对钢筋混凝土中的钢筋和钢结构具有弱腐蚀性。 2 防水施工综述
东四车站及其出入口通道防水设计标准为一级防水，结构不允许出现渗水，内衬表面不得有湿渍。车站风道防水设计标准为二级防水，不允许漏水，结构表面允许有少量的偶见湿渍。防水施工影响因素多，技术难度大，是地铁工程施工的一大难点，也是一道关键工序。结构防水是根据工程地质和水文地质条件、车站结构特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工的，遵循“以防为主，防排结合，刚柔相济，多道防线， 因地制宜，综合治理”的原则，外防水固然重要，而提高结构自防水性能也不能忽视，处理好施工缝、变形缝等土，厚114～415 m ; 粉细砂层，厚615～817 m ; 圆砾层， 柜具备启动、停止自动控制及故障泵自动关闭、备用泵自动投入等功能，保证运行的高可靠性。泵站的位置与铁路中心的距离25 m ， 以防泵站内仪表受到行车振动的影响，应考虑城市规划要求，会同城市、铁路、公路等有关单位协商确定。 5 结论
(1) 采用封闭式引道隔离地下水，绿化带等引道以外地表水自然排出，泵站设计只考虑抽排引道内地表水，可减小泵站规模，节省电力，节约投资，精减泵站管理工作，为保证引道排水畅通创造有利条件。
(2) 封闭式引道的设计在工程实例中并不多，本次设计做了大量的工作，尤其是在横向接缝构造处理上有新的尝试，期待能为以后的工程提供借鉴。
图1 东四暗挖段车站结构防水系统
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薄弱环节十分关键。根据设计要求，车站主体、风道、出入口框架结构底板、顶板、侧墙采用C30 、S10 补偿收缩防水混凝土。暗挖段施工缝均采用遇水膨胀腻子条和预埋注浆管的方法进行加强防水处理。变形缝采用中置式橡胶止水带;车站结构暗挖段柔性防水采用400 gΠm2 土工布和118 mm 厚的ECB 防水板(见图1) 。 3 结构自防水
在地铁工程施工中，由于施工环境较差以及施工顺序的关系，使防水效果难以达到设计的理想状态，因此结构自防水是地铁工程防水成败的关键。 东四车站主体结构采用C30 、S10 、补偿收缩混凝土。它具有良好的抗裂性能，主体结构混凝土不但要起防水作用，还要和钢筋一起成为受力结构。为确保混凝土质量达到结构自防水的目的，必须采取有效措施。
3.1 防水混凝土性能要求与原材料选择结构自防水混凝土必须具备密实度高、收缩率小、强度高、可灌性好等多种性能，混凝土一般均掺加经选择的附加剂来达到自防水目的。工程经验表明，掺加剂的稳定性影响到结构体是否产生裂纹，甚至影响到结构的受力，因此高性能混凝土要严格按设计要求进行配合比设计，为此对原材料选择提出如下技术要求:
(1) 水泥 使用品质较稳定的425 # 普通硅酸盐水泥，混凝土含碱量(Na2O) 不超过016 % ， 性能指标必须符合《普通硅酸盐水泥》(GB175 —92) 标准。 (2) 石子 采用质地坚硬，附着物少的优质石子， 石子最大粒径≯40 mm ， 含泥量≯1 % ， 泥块含量≯ 015 % ， 吸水率≯115%。
(3) 砂子 采用符合现行《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的河砂(中砂)，含泥量≯3 % ， 泥块含量≯1%。
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(4) 粉煤灰 采用一级品质、稳定性好的磨细粉煤灰代替部分水泥用量，以提高混凝土的和易性，掺量不大于水泥用量的20 %。
(5) 其它掺加剂宜用“TMS”或UEA ， 其掺量根据具体要求确定。 3.2 防水混凝土配合比
防水混凝土配合比，应根据工程要求、选材要求、结构条件和施工方法，通过试验确定。其抗渗等级应比设计要求提高012 MPa 。每m3 混凝土的水泥用量 ≮320 kg(包括粉细料在内);砂率取为35～40 ， 灰砂比应为1∶215；水灰比≯016 ；普通防水混凝土的坍 2～1∶落度≯50 mm ， 当掺外加剂或采用泵送时按相应的规定办理。防水混凝土配料必须按重量配合比准确称量，计算允许偏差为: 水泥、水、外加剂、粉细料为 ±1 % ， 砂、石为±2%。 3.3 防水混凝土的拌合与运输
(1) 混凝土拌合 按照招标要求，混凝土供应采用工厂拌合的商品混凝土，当用于灌注车站结构而采用高性能混凝土时，混凝土的拌合必须选材固定，计量准确，拌合时间达到规定要求。搅拌时间≮2 min 。掺加外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。
(2) 混凝土运输 混凝土采用拌合车运送，混凝土在运输过程中，要防止发生离析现象及减少坍落度损失，对混凝土的坍落度损失应控制在1 cm 以内;当由于运送距离远或产生交通堵塞而引起混凝土出厂时间过长的问题时，需要在工厂调整配合比，严禁在商品混凝土中掺加任何其他材料，以确保混凝土的入模质量。 3.4 防水混凝土灌注
(1) 模板 模板要架立牢固，尤其是挡头板，不能出现跑模现象，混凝土挡头板保证做到模缝严密，避免出现水泥浆漏失现象，且达到表面规则平整; 地模、墙
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