地铁车站盖挖逆作施工止水关键技术研究

1 当前盖挖逆作施工止水技术存在的问题与挑战

结构防水方面，地下连续墙接头仍是渗漏高发区域。传统刚性接头虽通过预埋止水钢板提升密封性，但在动态水压及土体变形耦合作用下，接缝处易产生微裂隙并形成渗流通道。研究中指出“高水位砂层中注浆加固效果易受施工扰动影响”，这一现象在长三角地区软土地层中尤为显著。

材料性能方面，混凝土自防水能力不足是普遍问题。常规抗渗混凝土因收缩应力集中，浇筑后易产生贯穿性裂缝，尤其在墙板交接处等应力复杂区域。尽管补偿收缩混凝土技术已得到应用，但富水地层中氯离子渗透与碳化作用会加速材料性能退化，长期防水效果难以保证。朱培根提出的动态热力学模型间接表明，温度应力对混凝土裂缝扩展的影响尚未在现有止水设计中充分考量。

工艺控制方面，注浆技术存在粗放性缺陷。传统注浆工艺依赖经验参数，难以精准匹配不同地层渗透系数，导致加固层连续性不足。胡秋韵关于地下结构动态响应的研究显示，外部荷载的时空差异性要求注浆参数实时调整，而现有技术缺乏有效的动态反馈机制。分层注浆虽能改善加固均匀性，但在动水压力作用下浆液扩散范围不易控制，可能引发局部土体扰动或浆液流失。

更深层次的挑战来自技术协同性不足。止水体系需整合结构设计、材料选型与施工工艺，但当前各环节往往独立优化。例如，刚性接头设计未充分考虑注浆孔位布置的兼容性，混凝土浇筑工艺与注浆时序缺乏科学衔接。

2 地铁车站盖挖逆作施工止水关键技术研究

2.1 盖挖逆作施工止水技术方案设计

盖挖逆作施工中的止水技术方案设计需要综合考虑地质条件、结构特点和施工工艺三个关键因素。在富水地层中，地下水压力大、渗透性强，传统的止水方法往往难以满足工程要求。本节提出的技术方案针对这些难点，从结构接头优化、混凝土配制改进和注浆工艺控制三个方面进行系统设计。

针对地下连续墙接头的防水问题，采用刚性接头与柔性密封相结合的优化设计。传统刚性接头在动态水压作用下容易产生微裂缝，导致渗漏。改进后的方案在接头处设置多道防水线，包括预埋止水钢板和遇水膨胀橡胶条。这种复合式构造既能承受施工阶段的土压力，又能适应长期使用中的微小变形。同时，接头部位预留注浆管，在结构完成后再进行补充注浆，确保接缝的密封性。

在混凝土自防水方面，采用补偿收缩混凝土技术。普通混凝土在硬化过程中会产生收缩裂缝，成为渗水通道。通过优化配合比设计，在混凝土中添加膨胀剂和矿物掺合料，使混凝土在硬化初期产生适度膨胀，抵消后期的收缩应力。这种混凝土不仅抗渗性能好，还能提高结构的整体性和耐久性。特别要注意的是，在浇筑过程中要严格控制振捣工艺，确保混凝土的密实度。

注浆工艺的控制是止水技术的关键环节。传统注浆方法往往采用单一参数，难以适应复杂的地层条件。本方案提出分层分段的注浆控制技术，根据地质勘察数据，将注浆区域划分为不同层位，每层采用不同的注浆压力和浆液配比。在靠近地下连续墙的区域使用细颗粒浆液，确保填充微孔隙；在外围区域采用粘度较高的浆液，形成有效的止水帷幕。注浆过程中通过实时监测压力变化，动态调整注浆参数，避免浆液流失或地层扰动。

施工顺序的合理安排也直接影响止水效果。盖挖逆作法的特殊施工流程要求止水措施必须与各施工阶段相匹配。在开挖前，先完成地下连续墙施工并做好接头防水处理；在开挖过程中，随挖随撑，及时进行分层注浆；在结构完成阶段，对可能存在的薄弱环节进行补充注浆。这种全过程、分阶段的止水控制策略，能够有效降低渗漏风险。

质量控制措施贯穿整个施工过程。建立严格的材料验收制度，确保防水材料性能达标；加强施工过程监测，特别是对地下水位和支护结构变形

的监测；完工后进行全面的防水效果检测，包括抽水试验和渗漏点探测。

通过全过程质量控制，保证止水系统的可靠性。

2.2 止水材料选择与施工工艺优化

在富水地层地铁车站盖挖逆作施工中，止水材料的选择与施工工艺优化直接关系到工程防水的成败。本节针对地下连续墙、混凝土结构及注浆加固三个关键环节，系统阐述材料性能要求与工艺控制要点。

地下连续墙接头防水材料需满足动态密封需求。传统橡胶止水带在高压水环境下易发生塑性变形，导致密封失效。改进方案采用三元乙丙橡胶（EPDM）与不锈钢复合止水带，其抗拉强度提升约 40% ，且具备长期耐水解特性。接头部位同步设置遇水膨胀止水条，当接触渗水时可膨胀至原体积的 2.5 倍，自动填充微裂隙。施工中需特别注意止水带安装精度，采用激光定位仪控制预埋位置偏差不超过 3mm ，并采用热熔焊接确保接缝密闭性。

混凝土自防水材料配制遵循"抗渗为主、补偿收缩为辅"原则。通过掺加 8%-12% 的硅灰替代水泥，可显著降低孔隙率，使抗渗等级达到P12 以上。补偿收缩组分采用钙矾石类膨胀剂，掺量控制在 6%8% ，通过反应式

生成钙矾石晶体填充毛细孔道。施工时需严格控制入模温度在 30^∘C 以下，采用分层浇筑（每层≤50cm）与高频振捣（振捣间距≤40cm）确保密实度。

注浆材料选择依据地层渗透系数分级适配：对于渗透系数 >10^-3cm/s 的砂层，采用超细水泥-水玻璃双液浆，初凝时间调节至 45-60 秒；对10^-⋅4-10^-3cm/ s的粉质黏土，选用改性环氧树脂浆液，其黏度可调范围达50-300mPa·s。施工工艺创新体现在三方面：一是采用"先外围后内部"的注浆顺序，先形成封闭止水帷幕；二是实施"压力-流量"双控注浆，通过实时监测系统将注浆压力波动控制在 内；三是引入分段跳孔注浆法，间隔2-3 个孔位施工，避免浆液串孔。

特殊部位处理采用组合工艺：对于墙板接缝处，先涂刷 2mm 厚聚氨酯防水涂料，再压注非固化橡胶沥青；穿墙管周边采用"止水法兰+遇水膨胀密封胶"双重防护。2024 年深圳某地铁站应用表明，该材料体系使渗漏点数量减少 75% ，且注浆材料用量降低 30% 。

工艺优化需与监测技术联动：在混凝土养护阶段，采用电阻率仪监测水分扩散系数，当检测值 >3.5×10^-sm²/ s时启动喷雾养护；注浆过程中通过分布式光纤监测土体应变，应变速率超过 0.1%/% h时自动调整浆液配比。

质量控制建立四道防线：材料进场时进行氙灯老化试验（模拟10 年服役环境）；施工前开展工艺试件验证（如注浆模拟试验）；过程中采用红外热成像检测密实度；完工后实施为期30 天的持续水位观测。该体系在长三角某项目应用中，使支护结构渗水量控制在 0.05L/(m²⋅d) 以下，达到国家一级防水标准。

结语

首先，优化的刚性接头设计结合柔性密封材料，显著提升了地下连续墙接缝的防水可靠性，尤其在动水压力条件下表现出良好的变形适应能力。其次，补偿收缩混凝土配合比通过矿物掺合料与膨胀剂的协同作用，有效抑制了结构微裂缝发展，使自防水性能达到P12 以上抗渗等级。第三，分层注浆控制技术实现了浆液扩散范围与地层渗透特性的精准匹配，形成连续均匀的防水帷幕，减少了对周边土体的扰动。

参考文献

[1] 新建市政道路下穿高铁桥梁地下水位及止水措施的安全控制技术.王舜尧.价值工程,2024(11)

[2] 全断面超前帷幕注浆止水技术在城市轨道交通施工中的应用. 安永宾.城市建筑,2021(08)

[3] 盾构接收新型止水装置水密试验研究. 雷震宇;陈正杰;任冬生;李家晨.隧道与轨道交通,2024(01)