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1預鋪法防水材料的由來

我國自從上個世紀50年代修建北京地鐵一號線以來.已建成軌道交通的城市有10座。至2006年底，北京、上海、廣州3座城市的軌道交通長度均突破了100Km。軌道交通將覆蓋全國34座城市，截止2017年7月運營總里程約為4200km，預計2020年底總里程將達到6000km。在地鐵工程設計建設中，結(jié)構(gòu)防水極其重要。自最早的北京地鐵以來，我國的地鐵結(jié)構(gòu)防水技術發(fā)展經(jīng)歷了探索、借鑒、爭辯的漫長過程。就防水層設置而言，主要分為以下幾個階段：

1)第一階段：北京地鐵一號線設計期間，防水設計以結(jié)構(gòu)自防水輔以全包外防水層，混凝土結(jié)構(gòu)主要考慮承受結(jié)構(gòu)荷載，柔性防水層承擔防水主要角色。

2)第二階段：上海地鐵修建時，由于上海地處粘土及淤泥為主的地層，考慮到地層透水系數(shù)不大，因此出現(xiàn)了只作頂板防水層、側(cè)墻及底板以結(jié)構(gòu)防水并承受結(jié)構(gòu)荷載的防水模式，從而也引發(fā)了防水界南北派之爭。其爭論的焦點在于：是以結(jié)構(gòu)混凝土剛性防水為主、引排少量滲水，還是結(jié)構(gòu)混凝土與防水層剛?cè)岵⒂霉餐�防水�?/p>

3)第三階段：在修建廣州及其它沿海城市的軌道交通時期，由于日本、南非、英國、香港地鐵以及國內(nèi)上海打浦路隧道等20世紀80年代修建的地下工程在設計使用年限內(nèi)都出現(xiàn)了不同程度的腐蝕破壞，加之地下水污染情況越來越嚴重，國家有關部門開始重視混凝土的耐久性及腐蝕帶來的影響，并在《地鐵設計規(guī)范》(CB50157—2003)中明確提出了將重要結(jié)構(gòu)的使用壽命提高至100年。過去結(jié)構(gòu)、防水各自為政的設計模式已不能適應工程的要求，地鐵土建設計已逐漸改進為將結(jié)構(gòu)設計、結(jié)構(gòu)耐久性設計(包括防腐設計)及結(jié)構(gòu)防水設計綜合考慮的新的設計理念。結(jié)構(gòu)防水設計引入“低抗?jié)B、高抗裂”“剛?cè)峤Y(jié)合、多道設防”“防止與預防結(jié)合、提高抗風險能力”“全生命周期設計”等理念。

隨著防水設計理念的更新．也隨著設計理念對材料發(fā)展產(chǎn)生影響，防水材料從低檔到高檔、從單一到復合型、從空鋪型到預鋪反粘法發(fā)展，也為防水設計帶來了勃勃生機，為實現(xiàn)滿粘的預鋪反粘法防水材料也應運而生。經(jīng)過調(diào)研、試驗及工程驗證，在即將頒布的《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108—2007)中對預鋪法防水材料做了相關定義，增加了相關內(nèi)容。

2什么是預鋪法防水材料

所謂預鋪法防水材料，是指能實現(xiàn)防水層先于主體結(jié)構(gòu)施工而又能反粘于主體結(jié)構(gòu)(即需防護結(jié)構(gòu))的防水材料。就現(xiàn)有的地鐵結(jié)構(gòu)施工方法和結(jié)構(gòu)形式而言，有放坡開挖、復合結(jié)構(gòu)、礦山法等，明挖車站頂板及放坡開挖側(cè)墻較容易實現(xiàn)滿粘，比如涂料、膨潤土或自粘卷材。復合式的側(cè)墻及底板要實現(xiàn)滿粘則需采用預鋪法防水材料。目前能實現(xiàn)預鋪反粘法施工的防水材料主要有以下幾種類型：

1)第一類：特殊自粘卷材(單面有作為粘結(jié)過渡層的改性樹脂，或雙面／單面自粘的改性瀝青卷材)。采用現(xiàn)場預鋪設方法，將卷材鋪在墊層或其他基面上，帶粘結(jié)層的一面向著主體結(jié)構(gòu)，綁扎鋼筋后(有粘結(jié)面保護隔離膜的需揭開自粘卷材上表面的隔離膜)，然后澆注結(jié)構(gòu)混凝土。通過混凝土與卷材表面柔軟的壓敏型膠粘層接觸后，良好的粘結(jié)或化學反應效果使兩者持久緊密地咬合粘結(jié)在一起，實現(xiàn)預鋪設功能。

2)第二類：膨潤土防水毯。采用現(xiàn)場預鋪設方法．將膨潤土防水毯鋪在墊層或其他基面上，綁扎鋼筋、澆注結(jié)構(gòu)混凝土。當覆土遇水后膨潤土將變成膠泥狀物質(zhì)，通過滲透纖維層與主體結(jié)構(gòu)粘結(jié)．防水毯中的超細微粒進入混凝土內(nèi)，形成致密的不透水層。同時后澆筑的混凝土與防水毯纖維面緊密咬合．這兩者的共同作用使膨潤土防水毯成功實現(xiàn)預鋪設功能。

3)第三類：帶齒槽或凹凸面的改性樹脂類片材。采用現(xiàn)場預鋪設方法，將帶齒槽或凹凸面的改性樹脂類片材鋪在墊層或其他基面上，綁扎鋼筋、澆注結(jié)構(gòu)混凝土。通過混凝土對齒槽或凹凸面的咬合作用．后澆混凝土與片材緊密嵌同于一體，實現(xiàn)預鋪設功能。

作為預鋪式防水體系，有以下兩條基本要求：

1)柔性防水層不應與圍護結(jié)構(gòu)或墊層粘結(jié)(或只點粘)，避免防水因墊層混凝土收縮開裂或圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)不同步沉降而破壞。

2)防水層與主體結(jié)構(gòu)應緊密貼合，即實現(xiàn)滿粘．防止因防水層某一點存在缺陷而導致防水層與主體結(jié)構(gòu)間竄水現(xiàn)象的發(fā)生。

3應用預鋪法防水材料應重點關注的幾個問題

要實現(xiàn)設計理念上的預鋪防水層，使防水層能真正緊密牢固持久地與需防護結(jié)構(gòu)粘結(jié)．必須關注以下幾個問題：

1)預鋪法防水材料除要有預鋪功能外，必須滿足結(jié)構(gòu)防水的基本功能，如抗拉強度、延伸率、撕裂強度、老化要求、低溫柔性等都應達到一定的指標．不可只強調(diào)預鋪功能而忽視防水層自身的品質(zhì)要求。

2)在預鋪防水體系中，靠主體結(jié)構(gòu)一側(cè)不再設防水層保護層，只在施工中根據(jù)不同操作步驟采用臨時性保護措施，主要基于：①預鋪法主要是要實現(xiàn)與主體結(jié)構(gòu)間的滿粘，如有防水層保護層夾在中間就很難實現(xiàn)此功能；②目前的防水層保護層從材質(zhì)上看，無法實現(xiàn)既能與防水層牢固粘結(jié)又能與主體結(jié)構(gòu)緊密粘貼的功能，放在防水層與主體結(jié)構(gòu)問反而成了可能的竄水層，并人為地將防水層與主體結(jié)構(gòu)分離。

3)材料應有抗刺穿性要求。由于取消了保護層．在綁扎鋼筋或澆注混凝土時難免對防水層有摩擦或踩踏、沖擊，為避免對防水層造成損傷，從材質(zhì)上提出抗刺穿性要求是有效的防范措施。

4)對材料粘結(jié)過渡層的耐久性要求�；炷�土結(jié)構(gòu)工程要求使用壽命為100年，防水層是依附于主體結(jié)構(gòu)上的，而且是無法修復的隱蔽工程。而對預鋪防水系統(tǒng)而言，需要在防水層使用壽命期保證其預鋪反粘功能，這就需要有與防水層同壽命的粘結(jié)過渡層。因此要求粘結(jié)過渡層與防水層主材同壽命。

4目前預鋪法防水材料應用中存在的主要問題

近年，經(jīng)過不斷探索和改進，防水設計在總結(jié)經(jīng)驗教訓的基礎上，從理念到設計細節(jié)都有了很大提高。其中能夠?qū)崿F(xiàn)滿粘效果的預鋪反粘就是在考慮以前空鋪防水設計存在竄水可能、一旦滲水很難治愈，以及地鐵各類通道接口多、空鋪防水層收口困難等問題后而提出的。