【案例赏析】崇礼太子城冰雪小镇项目地下防水技术研究与实践

2022年北京冬奥会张家口赛区崇礼太子城冰雪小镇项目位于河北省张家口市崇礼区太子城村。项目占地面积2.89平方公里，总建设规模达150万 ㎡ ，建设周期4年。其中，会展中心组团的总建筑面积为173700㎡，地上建筑面积为103700㎡，地下建筑面积为70000㎡，人防建筑面积为6000㎡，分为 会展中心、国际会议中心、酒店、冰雪会堂 四部分。

防水设防等级：一级。

1.防水设计方案：

根据地下工程防水等级一级设防要求，本工程采用 刚柔结合防水设计方案 ，抗渗防水混凝土为刚性防水，外包柔性防水层，底板及侧墙防水设计方案如下表。

1.1.地下室底板防水设计

柔性防水层采用1.2厚NPS非沥青基高分子自粘胶膜防水卷材（简称预铺 防水 卷材）预铺反粘法施工，对比传统防水设计，具有以下优势：

1）预铺防水卷材和后浇混凝土未初凝的水泥浆在压力作用下，通过蠕变，相向渗过防粘层，形成有效的互穿粘结和巨大的分子间力，达到高强度、永久性的粘结，形成紧密无间隙的结合，避免防水卷材与结构间窜水。

2）由于预铺防水卷材与结构混凝土融为一体，防水卷材与垫层空铺无粘结，底板外包柔性防水卷材不受基础位移、沉降的影响。

3）预铺防水卷材与结构混凝土在长期浸水条件下，依然保持很高的剥离强度。

4）预铺反粘施工对基层强度、平整度、含水率条件要求低。

5）预铺反粘施工无需保护层，直接绑钢筋浇筑混凝土，降低施工成本20％-30%，缩短施工工期。

6）冷施工、无毒无味、绿色环保，消除了安全隐患。

图1  现场效果

1.2.地下室外墙防水设计

外墙采用复合防水设计： 2.0厚NRC非固化橡胶沥青防水涂料（简称非固化防水涂料）+4.0厚SPM-Y自粘聚合物改性沥青防水卷材（简称自粘防水卷材），具有以下优势：

1） 防水层整体性能好： 自粘防水卷材与非固化防水涂料复合使用，互相取长补短，使防水层不但具有卷材厚薄均匀、质量稳定的优点，又具有涂膜防水层的整体性。同时细部节点和复杂部位处理施工简单、密封性能好。

2） 防窜水： 自粘防水卷材、非固化防水涂料、基层三者微观满粘，实现真正意义上的无间隙皮肤式防水，是自粘防水卷材+非固化防水涂料复合防水最为突出的优势。

3）蠕变性：当基层开裂时，非固化防水涂料通过蠕变吸收、释放来自基层的应力，使应力不会传递给自粘防水卷材，解决了防水层由于基层开裂被拉断而破坏失效的问题。

4）自愈性：当防水层被穿刺时，非固化防水涂料的蠕变性会促使周边的部分蠕变性材料逐渐向该部位迁移，填补破损部位，自行愈合。 

5）相容性好：非固化防水涂料与自粘防水卷材同为沥青类材料，相容性好、防水密封性能优异，瞬间粘结即形成整体的复合防水层。

6）施工效率高：非固化防水涂料施工可采用喷涂、刮涂工艺，一次喷涂或刮涂施工即可达到设计厚度要求，非固化防水涂料既是防水层又是粘结层，直接铺贴卷材，可有效降低人工成本、缩短工期。

7）绿色环保：非固化防水涂料中挥发性有机化合物（VOC）含量极低，且不含其他有害物质，施工过程不需动用明火。

2.防水材料介绍

2.1 NPS非沥青基高分子自粘胶膜（预铺）防水卷材（预铺防水卷材）

由高密度聚乙烯（HDPE）高分子膜，复合具备耐水、耐紫外线的高分子胶粘层和表面防（减）层，与后浇混凝土粘结的高分子防水卷材。

2.2 非固化橡胶沥青（NRC）防水涂料（非固化防水涂料）

非固化橡胶沥青（NRC）防水涂料是一种含有先进技术的新型防水材料。该防水材料核心技术为一种特殊添加剂，它能使产品更为稳定、不离析，与空气长期接触后也不固化，令产品永久保持弹塑性胶状体，保持蠕变性。        

2.3 SPM-Y自粘聚合物改性沥青防水卷材（自粘防水卷材）

SPM-Y自粘聚合物改性沥青防水卷材是以聚酯纤维无纺布为胎基，以掺有增粘材料的聚合物改性沥青为浸涂材料，聚乙烯膜、细砂或隔离膜作为卷材表面隔离层，附可剥离的涂硅隔离膜作为防粘隔离材料制成的一种增强自粘防水卷材。

2.4  辅材

双面粘丁基胶带、砂面丁基胶带盖口条，密封材料等。

图2  样品示意图

3.防水施工

3.1 底板防水施工

1）施工流程：

基层检查、清理→铺贴（反铺）卷材→导墙部位局部固定→卷材搭接处理→节点密封处理→防水验收→绑扎钢筋、浇筑混凝土。

2）施工工艺及要点：

铺设预铺防水卷材（预铺反粘法）：

① 使卷材砂面朝上，根据搭接边位置确定卷材方向，在基层表面展铺卷材，释放卷材内部应力。

② 根据短边错缝搭接原则，按弹线位置或搭接控制线对卷材进行定位和裁切，相邻两幅卷材短边错开长度不小于500mm（大面部位）。

图3  施工示意图

3）导墙防水层保护：

导墙顶部需预铺非沥青基高分子自粘胶膜防水卷材；预铺卷材不能与水泥浆接触，要先做PE隔离膜再做砖砌保护层，防止砂浆层接触防水卷材提前粘结，如提前粘结，拆除砖砌保护层时，防水层会被破坏，造成渗漏。

图4  防水层保护

3.2侧墙防水施工

1）施工工艺：

清理基层→涂刷处理剂→底板甩槎卷材清理→细部附加处理→喷涂非固化防水涂料→铺贴自粘防水卷材→卷材搭接→卷材机械固定→收头密封。

2）施工要点：

• 基面清理：基层表面脱模剂、杂物、油污、砂浆疙瘩等应清理干净，必要时进行打磨，对凹凸不平混凝土基层用聚合物水泥砂浆进行修补。

• 涂刷基层处理剂：基层处理剂应与非固化防水涂料相容，将基层处理剂均匀涂于基层上，涂刷时要薄而均匀，不得有露白、堆积，干燥后进行非固化防水涂料施工。

• 拆除导墙顶部防水层砖砌保护层，检查预铺防水卷材是否损坏，如有损坏进行修补，在悬挑底板上表面涂刷一道非固化防水涂料，将底板预铺防水卷材揭开后反向粘到非固化防水涂膜上，辊压排气，如预铺防水卷材不服帖采用固定措施；在悬挑底板上表面及甩槎卷材防水层上涂刷非固化防水涂料，铺贴悬挑底板上表面自粘防水卷材，并与底板预铺防水卷材自粘搭接，接茬宽度≥150㎜，反复压实，并涂刷非固化防水涂料做密封处理。

• 侧墙采用特种非固化防水涂料，具有抗流坠、耐高温等性能，以保证侧墙防水层不脱落、滑移。

图5 侧墙施工

1.底板防水层保护问题， 由于底板防水为预铺反粘，不做防水保护层，在后续钢筋运输、绑扎、焊接过程中，会对防水层造成损坏。在施工过程中加强施工管理和不同工序间沟通，首先对后续的钢筋过程施工提出相关防水层保护要求，形成书面文件，通过总包送达后续施工单位；在钢筋施工过程中，派防水施工人员进行配合，如有损坏及时进行防水修补，钢筋在焊接时，必须采取相应遮挡、洒水等保护措施。

2.采用与底板不同类型防水材料， 甩槎、接茬做法及配套材料相容性非常重要，非固化、自粘卷材与高分子自粘胶膜卷材粘结性能好，不仅解决侧墙防水层窜水的问题，同时解决底板防水与侧墙防水层过渡结合的难题（建议甩槎接茬部位采用丁基胶带过渡粘结更为合理）。

3.加强施工管理、检查措施， 保证非固化防水涂料厚度，由于复合两道防水一次施工，特别是侧墙部位，非固化涂料厚度控制很关键。

4.鉴于非固化材料的特性，自粘卷材较厚、黑色吸热，防水层表面温度增高，普通非固化材料耐热性较低，易出现脱落现象， 侧墙要采用特种非固化防水涂料，侧墙自粘卷材防水层采取机械固定措施； 建议及时砌筑保护墙并回填，侧墙防水层采用砖墙等刚性保护层，避免回填及夯实过程中对复合防水层造成滑移、损坏，确保防水系统整体防水功能。

崇礼太子城冰雪小镇项目是2022年北京冬奥会重点项目，本着“绿色奥运、科技奥运 ” 的理念，地下防水工程采用先进的防水设计理念，优质、绿色环保防水材料，科学的现场管理，精细的施工操作及物资保障，在业主、总包、监理及防水施工单位密切配合下，圆满完成了项目地下防水施工任务。 本项目防水先进性、环保性、适用性主要体现以下两点：1） 底板采用高分子自粘胶膜防水卷材预铺反粘做法， 不仅大大简化防水构造，还提高了系统防水功能，其优异的施工性能，单层即可满足一级防水要求，无需做防水保护层，潮湿基层可正常施工，节约工期；2） 侧墙采用特种非固化+自粘卷材防水做法， 彻底解决传统防水卷材做法侧墙防水层与基层空鼓、脱落问题，非固化既是粘结层又是防水层，两道防水一次施工完成，不仅满足防水质量要求，同时满足工期要求。