膨潤(rùn)土防水毯在地鐵工程中的應(yīng)用

1、.膨潤(rùn)土防水毯在地鐵工程中的應(yīng)用姓名摘 要：膨潤(rùn)土防水毯作為眾多防水材料中的一種，它不但具有傳統(tǒng)防水材料的一般防水功效，它還具有免粘、焊、破損自愈能力的特殊性能。本文以北京地鐵五號(hào)線(xiàn)東單站對(duì)該類(lèi)防水的使用為實(shí)例，對(duì)該材料的性能及在地鐵工程中的施工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)述。關(guān)鍵詞：防水 膨潤(rùn)土 地鐵工程 應(yīng)用前言膨潤(rùn)土類(lèi)防水卷材屬無(wú)機(jī)類(lèi)防水材料，有防水機(jī)理明確、耐久性好、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)的各類(lèi)防水、防滲工程中得到逐步的推廣和使用，近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)加快，膨潤(rùn)土類(lèi)防水卷材也相繼在上海、南京、北京地鐵防水工程中得到應(yīng)用。本文結(jié)合北京地鐵五號(hào)線(xiàn)06標(biāo)工程的應(yīng)用情況，對(duì)膨潤(rùn)土防水毯進(jìn)行闡述，以期能為類(lèi)似工

2、程的設(shè)計(jì)、施工起到借鑒作用。1.膨潤(rùn)土防水毯特性1.1膨潤(rùn)土的一般特性膨潤(rùn)土一般由火山灰形成層狀巖石，大部分是由第三紀(jì)火山灰或者流紋巖變質(zhì)而形成。最有名的是美國(guó)俄亥俄州的膨潤(rùn)土，推測(cè)是由白堊紀(jì)的火山活動(dòng)而形成的，膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名稱(chēng)為蒙脫石。膨潤(rùn)土具有遇水膨脹的特性，鈉基膨潤(rùn)土膨脹時(shí)，約為自身體積的約為自身體積的15倍，能吸收5倍于自身重量的水。膨脹后的膨潤(rùn)土所形成的膠體具有排斥水的性能。利用這個(gè)性能，人們用膨潤(rùn)土來(lái)作防水材料，膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名稱(chēng)叫蒙脫石，其粒徑為1010m10m（nm10m），國(guó)外稱(chēng)其為天然納米(10m10m)材料。1.2天然鈉基膨潤(rùn)土的特性（1）具有高度的密實(shí)性.鈉膨潤(rùn)土在水

3、壓狀態(tài)下形成橫隔膜，厚度約5mm時(shí)，它的透水性為10cm/s以下。（2）自保水性能好.鈉膨潤(rùn)土和水反應(yīng)時(shí)，具有1316倍的膨脹力，因此能修補(bǔ)2mm以?xún)?nèi)混凝土表面的裂紋。（3）具有永久的防水性能.因?yàn)殁c膨潤(rùn)土系天然無(wú)機(jī)材料，不會(huì)發(fā)生老化或腐蝕現(xiàn)象，因此防水性能持久。1.3膨潤(rùn)土防水毯的特性是由天然鈉基膨潤(rùn)土，加上兩層土工織物（一層有紡布，一層無(wú)紡布）包裹，以專(zhuān)利針織加固而成。它在有紡?fù)凉げ家粋?cè)加燙了一層高密度聚乙烯薄模（HDPE）。膨潤(rùn)土墊板是將納膨潤(rùn)土填充在聚丙烯織布和無(wú)紡布之間，將上層的非織布纖維通過(guò)針壓的方法將膨潤(rùn)土夾在下層的織布上而做成的.用針壓施工方法做成的墊板可形成許多小的纖維空間，

4、使膨潤(rùn)土顆粒不能向一個(gè)方向流動(dòng)，在墊板內(nèi)形成均勻的防水層. 2.膨潤(rùn)土防水毯防水機(jī)理膨潤(rùn)土的基本性能取決于蒙脫石的礦物特性，具有良好的粘結(jié)性、膨脹性、膠體分散性、懸浮性、吸附性、觸變性和陽(yáng)離子交換性能等。膨潤(rùn)土的膨脹力強(qiáng)，其原因是膨潤(rùn)土具有物理化學(xué)性強(qiáng)，結(jié)合水的能力強(qiáng)等特性，通常在與水接觸24小時(shí)開(kāi)始水化，膨脹45倍，48小時(shí)水化完成，膨脹至原來(lái)顆粒的1016倍的膠凝體。膠凝體形成一堵防水墻，阻止其他水分滲入，其滲透系數(shù)可減至110-9cm/s以下，達(dá)到防水效果。3.技術(shù)參數(shù) 序號(hào)檢 測(cè) 項(xiàng) 目單 位技 術(shù) 指 標(biāo)1比重Kg/m25.52落球沖擊試驗(yàn)無(wú)剝離、孔洞、撕裂等異常現(xiàn)象3膨潤(rùn)土混合物體

5、積膨潤(rùn)度Ml/2g154抗?jié)B性Cm/sec6*10-95抗拉強(qiáng)度KN/cm0.156延伸率%504.材料應(yīng)用 由于膨潤(rùn)土防水材料的機(jī)理及本身的施工特性，該材料宜用于明挖地下結(jié)構(gòu)的防水，且最適宜用于地下結(jié)構(gòu)底板防水和側(cè)墻防水，不適用于頂板防水。目前膨潤(rùn)土防水毯在世界各地的地鐵防水工程中得到了廣泛的應(yīng)用。最近幾十年來(lái)在美國(guó)、日本韓國(guó)、中國(guó)香港等地的地鐵工程的應(yīng)用都已取得了良好的效果。5.施工工藝5.1施工工藝流程（1）底板防水施工步驟C15混凝土墊層鋪設(shè)膨潤(rùn)土防水毯施做細(xì)石混凝土保護(hù)層澆注底板結(jié)構(gòu)。（2）邊墻防水施工步驟在支護(hù)樁墻上抹找平層鋪貼膨潤(rùn)土防水毯澆注側(cè)墻結(jié)構(gòu)。5.2材料的存儲(chǔ)與保管材料運(yùn)

6、至現(xiàn)場(chǎng)，材料供應(yīng)商應(yīng)出具產(chǎn)品合格證、及產(chǎn)品技術(shù)性能檢測(cè)報(bào)告，進(jìn)口材料還應(yīng)有檢疫合格證、商檢合格證。應(yīng)指定專(zhuān)人驗(yàn)收、交接，并即時(shí)入庫(kù)；驗(yàn)收、交接、入庫(kù)后，相關(guān)人員應(yīng)簽字，并有專(zhuān)人保管。材料接收人員在查驗(yàn)材料合格證和技術(shù)性能檢測(cè)報(bào)告的同時(shí)，應(yīng)檢查材料出廠運(yùn)輸過(guò)程中是否受雨淋、浸泡而早期水化；如早期水化，禁止接收入庫(kù)。入庫(kù)時(shí)，防水卷材及其配套材料應(yīng)分類(lèi)存放；防水卷材應(yīng)架空放置，架空支點(diǎn)不少于3個(gè)，堆放高度不超過(guò)4層。如堆放在只有頂棚的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，材料堆應(yīng)用氈布或塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋，以防止暴風(fēng)雨天氣被雨水淋濕。禁止在雨天出庫(kù)。膨潤(rùn)土防水材料無(wú)存放時(shí)間限制。5.3基面的處理（1）防水基面應(yīng)清潔、堅(jiān)實(shí)、平整，其

7、平整度應(yīng)符合： DL=161/10（D：基面相鄰兩凸面間凹進(jìn)去的深度；L基面相鄰兩凸面間的距離），對(duì)于不滿(mǎn)足要求的基面，要用水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)找平。施工基面要求無(wú)明流水或積水，否則要進(jìn)行堵漏或排水后方可進(jìn)行下一道工序施工。（2）底板墊層應(yīng)邊澆筑邊壓光抹平，避免出現(xiàn)大的鼓包和不平整部位；墊層表面不允許有明水并應(yīng)做好排水工作，防止雨天底板表面出現(xiàn)積水。（3）所有陰角部位均膨潤(rùn)土顆粒做成50mm50mm的倒角。5.4鋪設(shè)機(jī)具施工膨潤(rùn)土防水毯的機(jī)具較為簡(jiǎn)單，主要有：裁割防水毯用的裁紙刀；固定防水毯用的長(zhǎng)度2740mm的水泥釘及墊片；射釘槍或鐵錘；用于臨時(shí)保護(hù)防水毯的厚度為1mm的白鐵皮或1mm厚的LDP

8、E；及涂抹膨潤(rùn)土防水漿的抹子。5.5材料剪裁成品出廠的VOLTEX DS防滴膨潤(rùn)土防水毯規(guī)格較大（4.4mX30.5m），在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可任意裁制，但裁制下料時(shí)應(yīng)遵循以下原則：在機(jī)械或人力施工較方便的情況下，應(yīng)盡量減少搭接及避免在陰陽(yáng)角處搭接。5.6搭接及接縫（1）防水毯朝向面的問(wèn)題施工時(shí)，高密度聚乙烯（HDPE）面為迎水面，有紡?fù)凉げ济嫦颥F(xiàn)澆鋼筋混凝土面一側(cè)。（2）搭接要求防水毯的搭接尺寸為150mm，按“品”字形鋪設(shè)。（3）固定間距的要求搭接縫處釘子固定間距300,一般處500。使用射釘槍固定時(shí)，注意根據(jù)基面硬度調(diào)節(jié)射釘槍火力，防止釘子穿透防水毯，對(duì)于穿透的地方，要用BENTOSEAL膨潤(rùn)土

9、防水漿封填。釘子、墊圈.使用在防水層的固定上，釘子的長(zhǎng)度一般要求在27mm以上，墊圈要求直徑為23mm以上.（4）搭接預(yù)留及臨時(shí)保護(hù)VOLTEX DS防滴膨潤(rùn)土防水毯在混凝土施工縫處的預(yù)留搭接尺寸應(yīng)大于300mm，且應(yīng)用1mm厚的鋼板或塑料板進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)，以防止進(jìn)行下一步結(jié)構(gòu)施工時(shí)損壞甩頭部分。此鋼板或塑料板可用鋼釘或不干膠帶固定。5.7搭接預(yù)留及保護(hù)膨潤(rùn)土毯施工過(guò)程中的主要難點(diǎn)在于對(duì)甩頭的保護(hù)，因?yàn)榈罔F工程每個(gè)施工段間隔的時(shí)間比較長(zhǎng)，甩頭膨潤(rùn)土毯往往需要擱置很長(zhǎng)一段時(shí)間后才能夠與下一段防水層進(jìn)行過(guò)渡搭接。這就需要對(duì)預(yù)留部位進(jìn)行有效的保護(hù)，盡量避免膨潤(rùn)土毯在埋入混凝土前遇水提前膨脹。底板膨潤(rùn)土

10、毯鋪設(shè)完畢后，應(yīng)及時(shí)澆筑5cm厚的細(xì)石混凝土保護(hù)層進(jìn)行保護(hù)；側(cè)墻膨潤(rùn)土毯鋪設(shè)完畢后，需要在其外表面覆蓋一層塑料薄膜，薄膜一直覆蓋至臨時(shí)收口部位，用收口壓條壓住，防止雨水或施工用水直接噴淋到膨潤(rùn)土毯表面。5.8破損的修補(bǔ)對(duì)于有破損的防水毯，經(jīng)過(guò)修補(bǔ)仍可利用，方法是：另裁一塊防水毯補(bǔ)在破損孔洞處，用鋼釘固定，其邊緣應(yīng)大于孔洞邊緣300mm以上。6. 膨潤(rùn)土防水毯在北京地鐵五號(hào)線(xiàn)東單站的應(yīng)用6.1工程概況地鐵五號(hào)線(xiàn)東單站位于長(zhǎng)安街東單路口，呈南北走向。車(chē)站為兩端明挖, 中間過(guò)長(zhǎng)安街暗挖。車(chē)站總長(zhǎng)度201,其中明挖段分別長(zhǎng)69m和71，標(biāo)準(zhǔn)段寬22.3m，基坑深16.5m。明挖結(jié)構(gòu)形式為兩層三跨框架結(jié)

11、構(gòu)。根據(jù)鉆探的地質(zhì)情況反映，現(xiàn)場(chǎng)地表m自上而下先后經(jīng)過(guò)人工填土層(雜填土和粘質(zhì)粉土素填土),厚2 74 4；粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土,厚1 44 5;粉細(xì)砂層,厚6 58 7；圓礫層,厚4 06 5；粘質(zhì)粉土,厚2 04 3；中粗砂層,厚2 03 2；卵石,厚5 013 0。地下水位.0m ，上層滯水賦存于填土層和粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土中；潛水賦存于粉細(xì)砂層、中粗砂層、圓礫層、卵石層中；承壓水賦存于中粗砂層、卵石層孔隙中。受城市工程施工降水的影響,潛水水位呈連續(xù)下降的趨勢(shì),平均每年水位降低0.58。6.2東單站設(shè)計(jì)構(gòu)造6.2.1東單站防水構(gòu)造 如圖1.圖16.2.2施工縫處理施工縫處加設(shè)500mm寬的防

12、水毯加強(qiáng)層，加強(qiáng)層鋪在大面防水毯上，縫兩側(cè)各寬250mm。施工縫采用膨潤(rùn)土止水條，應(yīng)將止水條安裝再預(yù)留的凹槽內(nèi)或平整的縫表面，止水條應(yīng)為平頭對(duì)接。如圖2。圖26.2.3轉(zhuǎn)角處理轉(zhuǎn)角的防水毯應(yīng)加強(qiáng)，先鋪設(shè)500mm寬的加強(qiáng)層（沿拐角兩面各250mm），再鋪設(shè)大面防水毯。如圖3。圖36.2.4搭接預(yù)留及臨時(shí)保護(hù)（1）平面搭接預(yù)留及臨時(shí)保護(hù)平面搭接預(yù)留的預(yù)留長(zhǎng)度必須大于500mm。里面上的甩頭用300mm寬的LDPE和白鐵皮收口固定，防水毯頂端用膨潤(rùn)土漿封口。（圖4）膨潤(rùn)土毯鋪設(shè)完畢后，應(yīng)及時(shí)澆筑5cm厚的細(xì)石混凝土保護(hù)層，但對(duì)預(yù)留搭接部位則需要采取如下的保護(hù)措施：做好現(xiàn)場(chǎng)基坑內(nèi)的排水工作，保證排水

13、通暢，做到雨天基坑內(nèi)無(wú)積水；預(yù)留搭接部位的膨潤(rùn)土毯長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)留搭接鋼筋端部2030cm，同時(shí)在膨潤(rùn)土毯的上下兩側(cè)各增設(shè)一層膨潤(rùn)土毯加強(qiáng)層，加強(qiáng)層的最外側(cè)應(yīng)超過(guò)防水層邊緣5cm左右；加強(qiáng)層膨潤(rùn)土毯應(yīng)埋入5cm厚細(xì)石混凝土永久保護(hù)層內(nèi)最少10cm，上層膨潤(rùn)土毯加強(qiáng)層可以與施工縫加強(qiáng)層結(jié)合使用（即兼作為施工縫的加強(qiáng)層）；沿最外側(cè)邊緣將防水層上下兩側(cè)的膨潤(rùn)土毯固定在底板上，做臨時(shí)收口處理；在加強(qiáng)層上表面覆蓋木板等硬質(zhì)保護(hù)板，避免施工過(guò)程中的機(jī)械破壞；與后續(xù)膨潤(rùn)土毯搭接時(shí)，先將臨時(shí)收口拆除，然后將上層膨潤(rùn)土加強(qiáng)層毯掀起，將下段防水層伸入上層加強(qiáng)層和防水層之間，根據(jù)防水層的具體狀況進(jìn)行搭接處理，一般

14、在底板預(yù)留部位的搭接量宜盡可能放寬至細(xì)石混凝土保護(hù)層的根部，如果上層膨潤(rùn)土毯加強(qiáng)層的膨潤(rùn)土損失嚴(yán)重，宜從根部割除。圖4（2）立面搭接預(yù)留及臨時(shí)保護(hù)在立面、平面的拐角處的甩頭搭接長(zhǎng)度為600mm，即平面、立面的防水毯在拐角處均再往平面、里面延長(zhǎng)300mm。如圖5、6。膨潤(rùn)土毯鋪設(shè)完畢后，需要在其外表面覆蓋一層塑料薄膜，薄膜一直覆蓋至臨時(shí)收口部位，用收口壓條壓住，防止雨水或施工用水直接噴淋到膨潤(rùn)土毯表面。但在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題在于綁扎鋼筋時(shí)，塑料薄膜破壞非常嚴(yán)重，一旦在澆筑混凝土前出現(xiàn)刮風(fēng)下雨天氣，膨潤(rùn)土顆粒流失會(huì)非常嚴(yán)重，此時(shí)鋼筋已經(jīng)綁扎完畢，采取補(bǔ)救措施比較困難。因此在施工過(guò)程中既要關(guān)注天氣變

15、化，還要盡快澆筑混凝土，否則應(yīng)對(duì)破損的塑料薄膜進(jìn)行修補(bǔ)。澆筑混凝土?xí)r將薄膜層去掉。圖5圖66.2.5永久收口做法膨潤(rùn)土毯收口采用收口壓條固定，然后膨潤(rùn)土密封劑將收口壓條完全覆蓋即可，密封劑可采用膨潤(rùn)土顆?，F(xiàn)場(chǎng)加水拌稠或采用專(zhuān)用聚氨酯密封膏。收口部位的水泥釘固定間距不宜大于40cm，收口部位的膨潤(rùn)土毯需要覆蓋塑料薄膜進(jìn)行永久保護(hù)（圖7）。圖76.2.6與其他防水材料的搭接處理膨潤(rùn)土防水毯與塑料類(lèi)卷材防水板、聚氨酯涂層和SBS的搭接寬度為400mm。塑料類(lèi)卷材防水板必須壓在防水毯之上，用水泥釘和墊片固定，同時(shí)在搭接處的卷材上焊接外貼式止水帶，以實(shí)現(xiàn)兩種防水材料防水區(qū)域的分隔。防水毯與聚氨酯、SBS

16、的搭接應(yīng)為防水毯壓聚氨酯涂層和SBS。搭接縫必須用膨潤(rùn)土防水漿封閉。如圖8。圖86.2.7穿透管件處理穿透管件在鋪設(shè)防水毯前，應(yīng)在管根部的四周灑膨潤(rùn)土防水粉，應(yīng)嚴(yán)格按穿透管的大小在防水毯上挖洞，套在穿透管上的防水毯應(yīng)與基面伏帖，無(wú)皺折。防水毯與穿透管的接縫須用膨潤(rùn)土防水漿封閉。穿透管居中位置應(yīng)設(shè)置膨潤(rùn)土止水條。如圖9。圖96.3膨潤(rùn)土防水毯在地鐵五號(hào)線(xiàn)東單站的應(yīng)用效果北京地鐵五號(hào)線(xiàn)東單站明挖段從2002年12月開(kāi)始施工，至2004年06月結(jié)構(gòu)完成。在膨潤(rùn)土防水毯的施工中，膨潤(rùn)土毯防水施工人員普遍反映施工簡(jiǎn)單、質(zhì)量容易控制；從防水效果上，整個(gè)明挖車(chē)站結(jié)構(gòu)施工完成已有一年多時(shí)間，未出現(xiàn)滲漏情況。7

17、.結(jié)束語(yǔ)通過(guò)該材料在北京地鐵五號(hào)線(xiàn)東單站的應(yīng)用，總結(jié)出膨潤(rùn)土防水毯有以下優(yōu)、缺點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)對(duì)防水基層的平整度和潮濕度要求較低。材料采用自然搭接，卷材平面和接縫均采用釘子和墊圈固定，不用粘貼和焊接作業(yè)，操作簡(jiǎn)單，易于檢查。對(duì)于防水層穿墻管（件）等處理方法自成體系，簡(jiǎn)便有效。能永久發(fā)揮其防水能力.因?yàn)榕驖?rùn)土是天然無(wú)機(jī)物，時(shí)間的變化和周邊物質(zhì)的影響對(duì)其化學(xué)性質(zhì)的影響很小，并且不發(fā)生老化和腐蝕現(xiàn)象，因此可以永久保持其防水能力。容易檢測(cè)和確認(rèn).防水施工結(jié)束后，可以立即檢查出施工不足的地方或者施工上有問(wèn)題的地方，以及防水材料的損傷等，可以減少防水施工中可能發(fā)生的失誤。該材料易以補(bǔ)修補(bǔ)強(qiáng).防水施工結(jié)束后即使發(fā)生了缺陷，也不會(huì)發(fā)生串水現(xiàn)象，只需補(bǔ)修漏水部位就可以重新發(fā)揮其防水作用.如果在防水施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了防水材料的破損，可以隨即進(jìn)行補(bǔ)丁式修補(bǔ)，防水補(bǔ)強(qiáng)非常容易