城市運(yùn)營(yíng)地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏原因及治理措施

周小鋒

中鐵一局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司

1 引言

現(xiàn)階段，在人們的生活中經(jīng)?？梢砸?jiàn)到的問(wèn)題就是城市地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏了，城市地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏問(wèn)題對(duì)地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的安全性會(huì)造成不利影響，與此同時(shí)對(duì)其穩(wěn)定性也會(huì)造成一定的干擾，很大程度上增加了地鐵運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)?；诖耍恼陆Y(jié)合實(shí)際案例，對(duì)城市運(yùn)營(yíng)地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏原因及防治措施進(jìn)行了詳細(xì)分析，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)界人士提供有效參考。

2 城市運(yùn)營(yíng)地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏特征、類型及危害

2.1 危害

滲漏問(wèn)題帶來(lái)的危害有：會(huì)引起車站內(nèi)設(shè)施損壞、設(shè)備故障等現(xiàn)象，會(huì)使內(nèi)裝修裝飾材料變霉，會(huì)對(duì)車站外觀美觀性造成影響。比如，滲漏引起吊頂服飾、地板石材浸漬等。另外，滲漏問(wèn)題不但會(huì)影響地鐵正常運(yùn)行，而且到后期滲漏治理成本較高，使得地鐵車站經(jīng)濟(jì)遭受損失。

2.2 類型

以復(fù)合式地鐵車站滲漏為例，其主要特征有:首先，開(kāi)裂滲漏現(xiàn)象重點(diǎn)匯集在頂板、中板與內(nèi)襯墻面，且大多數(shù)接近頂板、中板與側(cè)墻交匯位置，而底板滲漏不常見(jiàn)，甚至是沒(méi)有。其次，滲漏現(xiàn)象比較明顯的是“三縫”，即變形縫、施工縫以及誘導(dǎo)縫等。最后，側(cè)墻的支撐頭、穿墻管附近等特殊部位會(huì)產(chǎn)生宏觀裂縫，或者孔洞，進(jìn)而發(fā)生滲漏。

2.3 特征

例如XX 城市地鐵1 號(hào)線，其結(jié)構(gòu)滲漏種類包括：一是施工縫滲漏；二是孔洞口部位滲漏；三是車站離壁溝滲漏。城市運(yùn)營(yíng)地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏具有諸多特征，如干擾范圍大、涉及專業(yè)多、滲流不確定、治理難等特征，對(duì)城市地鐵站的正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)嚴(yán)重危害。

3 引發(fā)城市運(yùn)營(yíng)地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏的主要原因

3.1 施工縫滲漏

（1）設(shè)計(jì)因素。導(dǎo)致防水失效的原因有設(shè)計(jì)因素，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，設(shè)計(jì)者不夠認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)防水的重要性，設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于漏水會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體安全性一般都會(huì)忽略掉，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，它沒(méi)有完全遵循地鐵站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，過(guò)多地關(guān)注了規(guī)格要求，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性，同時(shí)缺乏合理性。第二，在防水施工中，應(yīng)按照防水技術(shù)規(guī)范使用防水卷材，同時(shí)使用注漿管，以此來(lái)達(dá)到預(yù)防的目的，但是，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)影響到變形縫和施工縫的防水設(shè)置，將會(huì)對(duì)其防水效果造成影響。

（2）施工因素。在施工中，如果存在以下情況，例如注漿管位置不當(dāng)、位移等，則會(huì)使后期注漿不能順利實(shí)施；施工開(kāi)挖中，如果破壞防水卷材，則不能對(duì)新建結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效連接；基面不平整，尖銳，而破壞防水材料等。上述問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致防水系統(tǒng)失效，引發(fā)滲漏問(wèn)題。另外，在施工中存在施工不符相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)不合格等問(wèn)題，也極易引起滲漏問(wèn)題。

（3）結(jié)構(gòu)變形。地鐵車站主體結(jié)構(gòu)因?yàn)橥饬ψ饔脮?huì)變形，從而引發(fā)滲漏現(xiàn)象。一是，地下結(jié)構(gòu)環(huán)境不平衡，引起車站結(jié)構(gòu)變形，以致防水系統(tǒng)失效，這主要是因?yàn)榈叵颅h(huán)境特殊外力的施壓，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，圍巖松弛地壓、地震、塑性地壓、承載力薄弱等，引發(fā)的地鐵主體結(jié)構(gòu)變形，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)地鐵主體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，最終導(dǎo)致局部防水層承受壓力、拉伸力、剪力越來(lái)越大而對(duì)地鐵主體結(jié)構(gòu)造成破壞。二是，施工過(guò)程，需要降水，依據(jù)地下水動(dòng)力學(xué)以及部分固結(jié)理論，在排水過(guò)程中，清除大批量的固體物質(zhì)（含水層），水位下降，降低了底層孔隙凈水壓，進(jìn)而導(dǎo)致地面產(chǎn)生沉降。施工完成以后，當(dāng)水位恢復(fù)時(shí)，會(huì)提升結(jié)構(gòu)物的水位，地下水會(huì)產(chǎn)生較大的浮力，這就對(duì)土壤的承載力以及重力進(jìn)行降低。

3.2 離壁溝等特殊位置滲漏

（1）設(shè)計(jì)因素。在設(shè)計(jì)中，因?yàn)殡x壁溝等位置水溝擋水坎等為小微構(gòu)建，極易被忽略，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，以致設(shè)計(jì)施工缺乏規(guī)范性，發(fā)生滲漏。比如，未對(duì)陰角防水進(jìn)行設(shè)置、對(duì)滲水通道不能有效切斷等。

（2）施工因素。施工期間，在擋土墻和遠(yuǎn)離壁溝的其他部分上進(jìn)行二次混凝土澆筑，但是，因?yàn)榻孛娉叽缦鄬?duì)較小，所以必須對(duì)人工振搗進(jìn)行使用，如此一來(lái)，就很難控制振搗的質(zhì)量，對(duì)于混凝土自防水密實(shí)性的要求也不能得到滿足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)泄漏通道。除此之外，擋土墻基礎(chǔ)表面的清理和變形和模板的加固不足等不合理的處理方法在擋土墻底部形成了滲漏通道，促進(jìn)了滲漏的構(gòu)成。

4 城市運(yùn)營(yíng)地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏防治措施

4.1 快干水泥封堵法

城市地鐵車站結(jié)構(gòu)的建設(shè)是大體積混凝土的澆筑，在施工過(guò)程中，不均勻的散熱通常會(huì)導(dǎo)致混凝土中的溫度應(yīng)力開(kāi)裂，長(zhǎng)期靜水侵蝕后，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力裂縫或潮濕，泛濫等現(xiàn)象，這種小型洇滲點(diǎn)通常無(wú)壓力，可以選擇速干水泥堵漏和U形小凹槽處理。運(yùn)用電動(dòng)切割機(jī)在裂縫兩側(cè)15mm 處切割兩條縫，縫深約為30mm，長(zhǎng)度大于裂縫兩端200mm～300mm 左右。用電錘鑿掉縫隙之間的混凝土，形成一個(gè)U形的小槽，U形小槽的尺寸和平面度必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，不能侵入凹槽外的混凝土，在凹槽兩側(cè)100mm內(nèi)鑿毛。清潔槽體和槽體側(cè)面，涂上防水材料砂漿層，將速干水泥與清水混合，用混合的速干水泥填充U形小凹槽，并將改性環(huán)氧聚合物水泥粉抹在槽幫兩面的混凝土表面，需抹3mm。此方法用于材料選擇，通常，初始設(shè)置時(shí)間為1.3min，終凝時(shí)間為4min～5min。

4.2 接水槽排水法

排水箱排水方法主要用于處理同一結(jié)構(gòu)截面的滲漏點(diǎn)治理中，變形縫和施工縫光滑連續(xù)，縫寬準(zhǔn)確的滲漏點(diǎn)治理中。接水槽材料通常使用不銹鋼，槽深需在30mm 之上，寬度為300mm，1mm 為不銹鋼厚度。在水平槽部分，布置一個(gè)2‰的人字形坡度或一個(gè)人字形的坡度，以排泄到側(cè)壁排水溝?；婧退溆脝谓M分聚氨酯密封劑密封，并用M-8不銹鋼膨脹螺栓固定，每個(gè)螺栓之間的距離小于250mm。集水箱的重疊長(zhǎng)度超過(guò)100mm，并且上集水箱必須包裹在下集水箱周圍，以防止水泄漏。水槽排水法更適合于反復(fù)出現(xiàn)并沿間隙連續(xù)轉(zhuǎn)移的線性滴落點(diǎn)，可以通過(guò)傳遞水流來(lái)實(shí)現(xiàn)滲漏治理點(diǎn)的目的。但是需要特別注意的是，需合理控制接槽的角度，與此同時(shí)合理控制接槽的密封性。

4.3 注漿封堵法

在處理滲漏水時(shí)，這種方法是最常用的，適用的位置主要是在空間允許鉆孔的位置。根據(jù)灌漿材料的不同，灌漿管可注入單漿、雙漿、樹(shù)脂、聚氨酯等，其中常用的雙組分改性環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料，結(jié)合小型電動(dòng)灌漿泵，可直接鉆取泄漏點(diǎn)，然后用灌漿針進(jìn)行灌漿，泥漿實(shí)現(xiàn)遇水膨脹，有效封堵泄漏點(diǎn)。該材料密封效果好，攜帶方便，對(duì)施工機(jī)具要求低。具體來(lái)說(shuō)，首先要清除混凝土表面的雜物，鑿除蜂窩狀和松散結(jié)構(gòu)，用壓力水沖洗露出堅(jiān)硬的基層；其次要布置灌漿孔，灌漿孔位置距裂縫約110mm，錯(cuò)開(kāi)空位，間距250mm，傾角約60°，孔深約250mm，孔徑大于12mm，最后用壓力水沖洗灌漿孔，預(yù)埋灌漿管口，選用高強(qiáng)度堵料封堵灌漿管口，與鉆孔相結(jié)合。另外，灌漿前要進(jìn)行壓力調(diào)試，調(diào)整首孔灌漿時(shí)裂隙和地下水的壓力，以確定穩(wěn)定壓力。

5 工程概況

XX 省XX 地鐵站的東西布局為地下三層島式車站，采用明挖，平整的施工方法。該車站是露天的地下三層13m 島車站。第一地下層是車站大廳層，第二地下層是設(shè)備層，第三地下層是平臺(tái)層。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總長(zhǎng)度為146.5m，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.9m，中心覆土厚度約4.1m，底板埋深26.36m～29.35m。

5.1 滲漏情況與原因

（1）情況。根據(jù)漏水的狀態(tài)，漏水的形式可以歸結(jié)為點(diǎn)滲漏，表面滲漏和線滲漏，點(diǎn)滲漏主要位于底板，側(cè)壁上有蜂窩狀凹坑的表面和結(jié)構(gòu)性的嵌入式位置；表面滲漏重點(diǎn)表現(xiàn)在側(cè)墻施工縫或蜂窩點(diǎn)蝕表面上；線滲漏重點(diǎn)表現(xiàn)在主體結(jié)構(gòu)的施工縫和變形縫中。

（2）原因。根據(jù)XX省XX地鐵站漏水的出現(xiàn)狀況，漏水的原因可總結(jié)為：①結(jié)構(gòu)混凝土自防水失效或外防水層損壞的主要原因。②由于施工縫粗糙，清潔和界面處理不到位，振搗不到位，導(dǎo)致新舊混凝土連接不充分，是結(jié)構(gòu)滲漏的關(guān)鍵原因。③混凝土主體的溫度變化和收縮裂縫以及建筑冷縫的泄漏。④地鐵正在運(yùn)營(yíng)時(shí)，由于振動(dòng)和其他原因，混凝土薄弱部位有裂縫和滲漏。⑤沒(méi)有正確構(gòu)造施工縫，變形縫和結(jié)構(gòu)連接處的詳細(xì)防水措施。例如，變形縫的止水口沒(méi)有被很好地掩埋，這是造成結(jié)構(gòu)泄漏的根本原因。

5.2 滲漏治理措施

（1）地鐵車站滲漏治理原則。①應(yīng)確定水源，漏水的位置和漏水水量的大小，并遵循“預(yù)防，排水，攔截和阻塞”的原則，并采取預(yù)防，剛性和柔軟性合并，適應(yīng)性，因地制宜等原則，還應(yīng)進(jìn)行綜合管理。②結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不宜被減弱，與此同時(shí)也不宜被損壞。③處理應(yīng)遵循以下原則：先大泄漏，再小泄漏和點(diǎn)狀泄漏，最后集中堵漏。④灌漿法和下沉法，即堵水法和排水法是滲水的主要處理措施。

（2）注漿法。①通過(guò)高壓注漿設(shè)備在混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫中注入注漿防水材料（堵漏劑），與此同時(shí)延伸到全部的裂縫，對(duì)全部裂縫填滿，灌漿防水材料與水接觸以后，會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，將釋放諸多二氧化碳并產(chǎn)生2次滲透壓，設(shè)備的高壓推力和二次滲透壓壓入彈性體，與此同時(shí)填充全部空隙，以此來(lái)達(dá)到堵塞的目的。②對(duì)注漿法進(jìn)行積極、高效的應(yīng)用。通常情況下，在施工縫和冷縫混凝土自應(yīng)力裂縫的處理中會(huì)應(yīng)用到注漿法，與此同時(shí)，在混凝土變形縫以及蜂窩點(diǎn)蝕表面的滲漏處理中也比較適用。③施工過(guò)程，鉆孔灌漿：第一步施工準(zhǔn)備；第二步清理泄漏部位的雜質(zhì)；第三步鉆機(jī)；第四步埋管。堵漏施工過(guò)程：第一步灌漿針堵頭，第二步注漿，第三步觀察和維護(hù)，第四步拔針，第五步驗(yàn)收。④灌漿材料的特性。灌漿材料的性能必須要特別高。環(huán)氧樹(shù)脂和雙液是在XX省XX地鐵站的2號(hào)線地鐵運(yùn)營(yíng)中用于灌漿和堵漏的關(guān)鍵灌漿材料。⑤注意事項(xiàng)，鉆孔：鉆機(jī)的鉆頭長(zhǎng)度大于等于350mm，并沿接縫布置鉆孔，鉆孔角度通常為30°～45°。灌漿：首先，在灌漿過(guò)程中必須保持清潔；然后在灌漿完成后，應(yīng)及時(shí)用水沖洗溢流物，以防止結(jié)構(gòu)表面被污染；最后，在灌漿完成后應(yīng)及時(shí)清洗灌漿泵。

（3）接水槽法。①本方法的原理，近些年來(lái)，集水箱法屬于一種對(duì)鐵路隧道滲漏的新方式之一。假設(shè)注漿效果不理想，則需對(duì)儲(chǔ)水箱法進(jìn)行使用。在泄漏點(diǎn)外側(cè)安裝并固定水接收箱。通過(guò)集水箱，來(lái)自施工縫，螺栓鉆孔，注漿孔以及裂縫的水會(huì)流入兩側(cè)的排水溝，與此同時(shí)通過(guò)地漏排出水，進(jìn)而防止泄漏的水對(duì)站臺(tái)造成影響。在泄漏處理過(guò)程中，采用PVC 材料或304 不銹鋼制作半截面水箱。為防止側(cè)面泄漏，水箱的兩端均密封。②施工過(guò)程，水槽的施工方法：預(yù)制水槽→施工準(zhǔn)備→清理滲漏部位的雜質(zhì)→安裝水槽→排水管→固定并關(guān)閉排水箱→觀察維修→驗(yàn)收。③注意事項(xiàng)，堵塞：安裝后要注意集水箱的密封性，特別是非排水端側(cè)以及與接觸到的墻面的堵塞和密封性；滲漏處裂縫的處理：如果滲水量相對(duì)比較大，應(yīng)對(duì)裂縫是否有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，是否影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行特別注意。

6 結(jié)束語(yǔ)

為對(duì)城市交通壓力進(jìn)行有效緩解，城市軌道交通已逐漸成為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容。在地鐵工程建設(shè)過(guò)程中，車站結(jié)構(gòu)滲水問(wèn)題嚴(yán)重影響了地鐵施工質(zhì)量，與此同時(shí)，還影響著地鐵運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和安全性。針對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)的滲漏問(wèn)題，要堅(jiān)持多重防御工事的原則，具體問(wèn)題具體分析，全方位管理，監(jiān)測(cè)和預(yù)防等，將防水設(shè)計(jì)以及滲漏處理工作做好，進(jìn)而保障地鐵站運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性。