北京地铁新线工程地下结构防水技术

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北京地铁新线工程作为城市轨道交通的重要组成部分，在建设过程中，地下结构防水技术是确保工程质量和运营安全的关键环节。由于北京地区地质条件复杂，地下水位较高且变化频繁，加之地铁线路穿越多种地层，对防水设计和施工提出了极高要求。

在地下结构防水技术方面，北京地铁新线主要采用了“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜”的综合防水策略。具体措施包括：首先，在结构设计中采用抗渗混凝土（P8或更高等级），增强结构自防水能力；其次，在施工缝、变形缝等易渗漏部位设置止水带或遇水膨胀橡胶条，形成可靠的接缝防水系统；此外，还广泛使用高分子防水卷材或喷涂聚脲防水涂料，为隧道及车站提供外部柔性防水层。

针对特殊地段，如富水砂层或溶洞发育区高速公路路面工程实施性施工组织设计，采取注浆加固与预处理措施，减少地下水渗入风险。同时，引入先进的监测技术，实时监控地下水位及渗漏情况，确保问题及时发现并处理。通过这些技术手段的综合应用，北京地铁新线实现了高标准的防水效果，为工程建设和长期运营提供了坚实保障。

北京市把城市轨道交通建设作为基础设施工程的 重点截止2003年底北京轨道交通运营线路总里程 达到113.96km居全国各大城市之冠；同时，正在兴建 地铁5号线、4号线、10号线及奥运支线即将兴建9号 线一期工程及首都机场线。上述几项工程均在2008 年奥运会召开前夕建成通车，届时北京市区将新增轨 道交通线路约达154km。现将北京地铁5号线、4号 线、10号线及奥运支线工程基本情况阐述如下。

地铁5号线全长27.6km、其中地下线为16.9km 共设车站22座车辆基地2处

1.1.1车站布设及修建方法

全线22座车站中，采用明挖法修建的有8座、浅 埋暗挖法修建的4座、明挖与浅埋暗挖法相结合修建 的4座、地面高架车站5座及地面站1座。

1.1.2区间隧道修建方法

5号线地下区间隧道大部分在现状道路下方或在 道路红线拓宽范围内的建筑下方通过。现状道路交通

繁忙地下管线密布：道路红线拓宽范围内建筑物密 集破旧程度不一且建筑物的拆迁不可能全部与地铁 工程同步实施。此外所设地铁车站大部分为双层，因 而导致区间隧道埋置较深，以及受地质条件和施工场 地的限制故大部分区间隧道采用浅埋暗挖法或盾构 法修建其中采用浅埋暗挖法修建的隧道有7.99km 采用盾构法修建的5.928km，高架及地面线路 10.89kml

地铁4号线全长28.162km全部为地下线，设车站 24座车辆基地2处

1.2.1车站布设及修建方法

全线24座车站中，采用浅理暗挖法修建的有5 座、明挖或盖挖与浅埋暗挖法相结合修建的5座、明挖 或盖挖法修建的12座、地面站1座改造利用车站1座。

地面线路长0.173km，采用明挖法修建的隧道长 1.750km采用浅埋暗挖法修建的隧道长7.491km，采用 盾构法修建的隧道长12.7958km

地铁10号线全长32.9km其中地下线32.05km路 堑及地面线0.85km。该条线分两期建设，一期工程线 路全长24.59km全部为地下线共设车站22座

全线22座车站中，采用浅埋暗挖法修建的有7 座、明暗挖法结合修建的5座、明挖法修建的9座、地 面站1座。该线换乘车站多初期实现换乘有6座，仅 预留换乘条件的车站6座。

1.3.2区间隧道修建方法

采用明挖法修建的隧道长2.693km采用明暗结合 法修建的隧道长1.949km采用浅埋暗挖法修建的隧道 长9.684km采用盾构法修建的7.685kmg

奥运支线长5.91km（包括联络线长度），全部为明 挖地下线设明挖法修建的车站4座。

新建地铁线路地下车站与区间隧道埋置深度均在 20余㎡皆在第四系的粘性土、砂及卵砾石层中修建 易塌变形若有水则更易发生拱顶塌落，导致地层发 生变位。

新建地铁线路沿线第四系地层中赋存上层滞水、 潜水及承压水。总体上看地下水位为北高南低北部 地下水埋深一般为3~6m南部地下水埋深5～14m局 部地段起伏较大。上层滞水普遍存在于地表以下浅部 位的杂填土、粉质粘土、砂质粉土及粉质粘土中其水 位及水量变化受大气降水、地下管道渗漏等因素影响 水位埋深3～10m潜水存在于粉细砂、中粗砂、砾砂及 卵石层孔隙之中埋深5～16m承压水存在于中粗砂、 砾砂及卵石层孔隙之中埋深12～26m。鉴于车站及 区间隧道理置较深均受上述3层地下水影响，为确保 工程顺利建成，必须妥善处理地下水对工程施工带来 的问题同时要确保新线工程地铁车站与区间隧道结 构防水质量做到不渗不漏。

北京地铁新线工程地下结构防水原则如下：①应 按照以防为主，刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合 治理"的原则进行设计②应坚持以混凝土结构自防水 为主柔性附加防水为辅：③结构自防水为第1道防 线柔性附加防水层为第2道防线对于暗挖法修建的 车站与区间二衬与防水层之间的回填注浆为第3道 防线④加强对变形缝、施工缝、穿墙管等特殊部位的 防水处理应选择具有良好的物理、化学性能抗渗 性和无毒性、耐刺穿性的防水材料防水材料的寿命应 尽量与结构混凝土寿命相匹配搞好降水与堵水必 须在无漏水条件下施做防水层。

5.1浅埋暗挖法修建地铁车站及区间隧道防水

复合式衬砌系分内外2层先后施做的隧道或车站 衬砌即在隧道开挖后立即施作喷射混凝土配合超前 小导管注浆、网构钢架、挂钢筋网作为初期支护对于 盖挖法修建车站则是连续墙或钻孔桩围护结构经监 控量测确认围岩及初期支护基本稳定后，即铺设防水 隔离层防水隔离层多采用不透水、表面光滑的塑料板 材然后立即灌注防水混凝土，作为二次衬砌。复合 式衬砌防水构成3道防水防线：初期支护、防水层及二 次衬砌模注防水混凝土三者相辅相成缺一不可。防 水层不仅起到防水作用，而且对初期支护喷射混凝土

和二次衬砌的模注混凝土来说起到隔离和润滑作用， 防止二次衬砌模注防水混凝土开裂，保护和发挥二次 衬砌的模注防水混凝土的防水作用。隧道或车站复合 式衬砌中如不用表面光滑的塑料板材作防水层，由于 模注防水混凝土在硬化过程中，内部存在温度应力、收 缩应力使防水混凝土产生变形，但由于初期支护喷射 混凝土表面粗糙、凹凸不平则对模注防水混凝土有着 相当大的约束力，阻止其变形，于是就产生了拉应力 当此拉应力大于模注防水混凝土抗拉强度时混凝土 被拉裂特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝 最多。国内外大量工程实践证明，隧道采用复合式衬 砌结构在初期支护喷射混凝土和二次衬砌模注防水 混凝土之间采用高分子树脂板材（如ECB、EVA板材 等作防水隔离层其防水效果好。复合式衬砌防水层 做法如图1、2所示。

浅埋暗挖法修建地铁车站复合式衬砌防水做法

图2 浅埋暗挖法修建区间隧道复合式衬砌防水做法

遂宁市城区内明月花园小区紧急救援中心综合楼施工组织设计5.1.2防水层材料的选择

崔玖江北京地铁新线工程地下结构防水技术

凝土初衬表面铺设缓冲层缓冲层采用不小于400g/m 的土工布。 ECB防水板相对密度0.99拉伸强度纵向19MPa 横向17.3MPa断裂延伸率纵向748%、横向778%。上述 指标及抗刺穿性能均优于LDPE膜、EVA膜及PVC板。 因地下车站与地下区间隧道全部为钢筋防水混凝 土基于ECB防水板除具有抗拉强度、延伸率大等性能 外还具有一定抗刺穿能力故车站选用厚2.0mmECB 防水板区间隧道选用厚1.5mmECB防水板缓冲层均 选用400g/m²土工布。

5.1.3车站及区间隧道结构防水做法

车站及区间隧道主体结构应全部采用防水混凝土 进行结构自防水防水混凝土强度等级为C30抗渗等 级根据结构的埋置深度确定但不得小于S8防水混凝 土结构底板的混凝土垫层强度等级不应小于C15，厚 度不应小于150mm防水混凝土结构的厚度不得小于 25cm裂缝宽度不得大于0.2mm，并且不得出现贯通裂 缝防水混凝土结构迎水面钢筋保护层的厚度不应小 于50mm结构自防水混凝土在设计和施工过程中，要 求采取切实有效的防裂、抗裂措施并保证混凝土良好 的密实性、整体性，减少结构裂缝的产生提高结构自 防水能力。

5.1.4车站与区间隧道防水层做法及衬础

（1铺设防水层的初期支护表面不得有明水流否 则应对喷射混凝土初衬背后进行注浆堵漏处理（超前 管棚支护段或漏水量较大的部位）或表面刚性封堵处 理（一般渗漏部位）：底板喷射混凝土基面上如有积水 可在初支表面的最低处设置排水盲管进行引排。 （2防水板铺设必须应用无钉铺设工艺及板间接 缝为热熔双焊缝。 （3区间隧道内设置防水封闭区利用在施工缝部 位设置的背贴式止水带将隧道分割成各自独立的防水 区域。在每个防水封闭区内设置2～3个预埋注浆管 注浆管固定在防水层表面，便于后续注浆堵漏处理注 浆材料可选用水灰比为1：（0.4～0.5）的普通水泥浆 在水泥浆中添加2%～3%的微膨胀剂注浆压力根据 实际情况确定但不小于0.2MPao （4对车站顶纵梁初支背后进行注浆处理防止此 部位形成积水区域。鉴于车站顶拱部位的模注混凝土 不易浇注密实，为避免在此部位产生积水应对顶拱结 构背后（防水层和二衬模注混凝土之间）采用水泥浆进 行注浆。 （5暗挖车站顶、底纵梁部位的防水措施浅埋暗 挖法施工的车站采用分步分块开挖支护的施工方法 防水层和模注混凝土均须分步施工，在破除导洞和临

时支撑以及预理钢筋时对防水层的预留搭接部位的破 坏比较严重因此采取如下措施对防水层进行保护：① 铺设缓冲层和防水板前先铺设0.6～1mm厚的外侧钢 板保护层钢板保护层用水泥钉直接固定在基面上，但 要求水泥钉头部不得突出，避免破防水层。外侧钢 板要求能够压在模注混凝土中至少20cm，未压入的部 分宽度不得小于60cm②按要求铺设缓冲层材料和防 水板缓冲层和防水板的预留搭接宽度不大于60cm ③在防水板表面固定内侧保护钢板，不得采用水泥钉 穿透防水板应采取措施将钢板固定在结构的外侧钢 筋上，但要求内侧钢板紧贴在防水层表面，必要时在防 水板和保护钢板之间增设1道土工布保护层④二衬 模注混凝土拆模后，将内外侧保护钢板和防水层以及 缓冲层均向洞内弯起并固定在二衬模注混凝土上重庆市合川区西部服饰科技创意产业园钢筋连接专项施工方案，防 止后续施工对防水板的破坏导洞或临时支撑拆除 后进行防水板的搭接铺设

车站与区间隧道施工缝、变形缝防水措施