明挖地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)及滲漏治理

王琳

：在改革開放的新時期，我國的經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，城市在不斷進(jìn)步，城市的進(jìn)步帶動地鐵的發(fā)展。探討了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模筑混凝土施工和圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏治理工藝，以解決地鐵明挖車站基坑滲漏問題，提升地鐵工程質(zhì)量，保障地鐵建設(shè)與運(yùn)營安全。

在中央和地方政府部門的不斷支持下，城鎮(zhèn)化發(fā)展的增速日益顯著，這也對我國城市的交通行業(yè)帶來了紅利，而城市地下交通軌道是必不可少的一項(xiàng)重大交通工程，對居民出行的交通帶來了便利，使城市的發(fā)展能得到緩解。

隨著我國城市建設(shè)的高速發(fā)展，為了達(dá)到地下工程、高層、超高層建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用功能的需求，基坑的深度和面積也隨之不斷增加，給深基坑工程的設(shè)計(jì)施工帶來新的挑戰(zhàn)。對于深基坑來講，地下水是必須考慮的影響因素。對地下水的治理不當(dāng)，將會使深基坑工程發(fā)生嚴(yán)重事故。從實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料來看，多數(shù)深基坑事故與地下水治理不當(dāng)有關(guān)，尤其是暴雨滲入、管道漏水等突發(fā)事件的危害更大?？梢哉f地下水是深基坑工程的“天敵”，是導(dǎo)致深基坑工程事故的最直接的影響因素之一。降、排、止水方法是一項(xiàng)事關(guān)大局的工作。1、地下水的作用。地下水作為巖土體的組成部分直接影響巖土的性狀和行為。在巖土工程勘察時應(yīng)著眼于設(shè)計(jì)和施工的需要，提供地下水的完整、準(zhǔn)確、相近的資料并評價地下的作用和影響。地下水對巖土體和建筑物的作用，按作用機(jī)理可分為力學(xué)作用和物理化學(xué)作用兩大類。（1）力學(xué)作用1）浮托作用：由于抽汲、集水、回灌引起地下水位或水壓的變換，從而會產(chǎn)生大面積地面的沉降或上浮。2）動水力：動水力的作用表現(xiàn)為滲流。滲流作用可能會產(chǎn)生潛蝕、流砂和涌土等滲透變形。從力學(xué)平衡來看，當(dāng)滲流產(chǎn)生的向上的滲透力等于土的浮重度時，土體處于臨界狀態(tài)，便發(fā)生流砂。3）靜水壓力：在地下水位以下全部水壓力作用在圍護(hù)墻上。當(dāng)坑內(nèi)、外水位差較大時，可能會產(chǎn)生滲流作用，這將使主動土壓力稍有增加，而使被動土壓力顯著降低。（2）物理化學(xué)作用一方面含水率的減少會導(dǎo)致一些黏土層變?nèi)跫耙恍┠z結(jié)巖石的崩潰，另一方面水能導(dǎo)致一些黏土層的膨脹，黃土層被水浸泡后原有的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)會變?nèi)?，水能使石膏等物質(zhì)的溶解，同時可能發(fā)生水合作用，產(chǎn)生的物質(zhì)能腐蝕混凝土體。2、地下水的影響。地下水的影響是多方面的，包括軟化作用、沖刷作用、靜水壓力和動水壓力的作用，還有水浮力作用等，同時換季氣溫變化以及同一天的溫差變化對地下水狀態(tài)的改變都會對基坑支護(hù)的穩(wěn)定性造成很大的影響

（1）地下連續(xù)墻接頭質(zhì)量差。地下連續(xù)墻采用型鋼接頭，在成槽施工時刷壁不徹底，沒有將前段地連墻澆筑時用于防止混凝土擾流的砂袋清理干凈，導(dǎo)致兩幅槽段之間夾泥，滲漏或涌水涌砂現(xiàn)象。（2）地下連續(xù)墻成槽施工過程中存在質(zhì)量缺陷。在地下連續(xù)墻澆筑過程中，因混凝土原因造成導(dǎo)管堵塞后斷樁，出現(xiàn)夾泥層，導(dǎo)致滲漏或涌水涌砂現(xiàn)象;接縫處混凝土擾流，造成接縫處成槽質(zhì)量缺陷

3.1基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用直徑1000mm鉆孔樁加三道內(nèi)支撐方案，圍護(hù)樁間設(shè)800mm三重管旋噴樁，樁間距1200mm，與鉆孔樁咬合200mm。車站主體基坑圍護(hù)樁間采用C20模筑混凝土擋板，厚度不小于100mm。

3.2降水與排水

在施工過程中，要求地下水位始終在工作面以下0.5～1m，為避免因地表水導(dǎo)致的基坑事故，基坑周邊地面挖排水溝或用混凝土料堆積在基坑邊形成臺中階，再噴混凝土便形成排水通道，避免地表水流入基坑。以免地下水滲出，對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力，造成不利影響。

3.3防滲帷幕設(shè)計(jì)

地下水流入基坑，對相鄰建筑物的影響，一是水位降低，引起土層附加不均勻沉降變形，近基坑側(cè)較大;二是水中所夾帶細(xì)粒土的流失，導(dǎo)致粉土空隙率增大，骨架失去支撐，土體大面積流失，造成地面塌陷、板樁失穩(wěn)等嚴(yán)重事故。在相鄰區(qū)域發(fā)生的基礎(chǔ)和地下工程（地鐵工程）事故中，絕大部分是因地下水控制措施不當(dāng)造成的。因此，保持基坑周邊土體內(nèi)及坑內(nèi)基底土層內(nèi)地下水的穩(wěn)定，是本項(xiàng)工程的關(guān)鍵之關(guān)鍵。根據(jù)該場地的環(huán)境條件和水文地質(zhì)條件，為避免降水造成已建樓沉降量加大，保證已建樓的絕對安全，需要在基坑?xùn)|側(cè)設(shè)置防滲帷幕;根據(jù)場地水文地質(zhì)條件，同時考慮節(jié)省工程造價，選用了深層水泥漿體噴射攪拌樁帷幕。

3.4模筑混凝土施工

模筑混凝土施工與基坑開挖施工同步，在基坑每開挖一層后（2～3m），立刻組織施工模筑混凝土，縱向分段、豎向分層，縱向平均24m一段、豎向3m一節(jié)，每一段圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)模筑混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開挖下一層土方。在做好施工準(zhǔn)備后，清除樁面泥土及樁間浮土，放線測量以確定側(cè)墻外墻位置，并控制樁面混凝土鑿除厚度，在第二道鋼支撐以下每24m在鉆孔樁上植入1根準(zhǔn)8mm鋼筋，并拉通線用以控制鉆孔樁混凝土鑿除面。采用風(fēng)鎬對樁與擋板相交的保護(hù)層混凝土進(jìn)行鑿除。鑿除到指定位置后，植入鋼筋，并鋪掛鋼筋網(wǎng)片，拼裝組合模板，澆筑混凝土。

3.5圍護(hù)結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計(jì)

地下車站結(jié)構(gòu)的防水應(yīng)遵循“以防為主、防排堵截相結(jié)合、剛?cè)嵯酀?jì)、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則，圍護(hù)結(jié)構(gòu)具體防水措施如下：（l）加強(qiáng)連續(xù)墻的自防水，連續(xù)墻采用C30、P8的防水鋼筋混凝土;（2）加強(qiáng)連續(xù)墻的接頭防水，接頭采用半圓管接頭形式，如果基坑開挖過程中墻體接頭出現(xiàn)個別滲漏點(diǎn)，則采取打設(shè)注漿管進(jìn)行注漿止水，必要時注水泥水玻璃雙液漿;（3）在基坑內(nèi)設(shè)施工集水井，及時進(jìn)行抽排水;（4）為了避免基底被水浸泡后巖石軟化后強(qiáng)度降低，基坑挖至基底時應(yīng)立即鋪設(shè)混凝土墊層、防水層，盡快施工結(jié)構(gòu)底板與底梁。

3.6調(diào)整變形縫附近圍護(hù)樁

適當(dāng)調(diào)整變形縫附近圍護(hù)樁的截面長度，保證圍護(hù)樁接縫位于變形縫處，接縫止水帶采用中置式橡膠止水帶，在底板位置將一期樁鋼筋籠因止水帶鋪放而被截?cái)嗟匿摻钤趪o(hù)樁內(nèi)側(cè)箍筋位置進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，預(yù)留500mm長的止水帶上折并緊貼泡沫板外側(cè)，止水帶外側(cè)覆蓋一塊木板，用鐵絲固定在鋼筋籠上，以保護(hù)其在鋼筋籠吊放時不會受損;在綁扎二期樁鋼筋籠時，先不綁扎止水帶的鋼筋夾，待鋼筋籠在孔內(nèi)就位后，利用人工在井下將鋼筋夾綁扎，固定橡膠止水帶，且該條樁縫無需進(jìn)行鑿毛處理，只需將填充泡沫板清除即可;底板施工時取下木板，攤平圍護(hù)樁預(yù)留的止水帶與底板中止水帶焊接，圍護(hù)樁頂部預(yù)留一定長度止水帶與頂板止水帶焊接。

3.7圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏治理

因?yàn)檐囌径祟^處于強(qiáng)風(fēng)化板巖地層中，基巖裂隙水豐富，在施工模筑混凝土后，仍存在滲漏，因此本項(xiàng)目還對圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏進(jìn)行了治理。首先在基坑內(nèi)設(shè)置至少2個疏干井，在模筑混凝土側(cè)墻均勻設(shè)置盲管，將側(cè)墻盲管引至基坑底部設(shè)置的排水盲管中，并將排水盲管引流至降水井。針對滲漏較為嚴(yán)重的車站北段，進(jìn)行注漿處理。在鉆孔樁間土中心打設(shè)150cm深、豎向間距60cm的水平孔?；状蛟O(shè)1.5m×1.5m梅花形孔，長4m。鉆孔完成后，進(jìn)行鋼花管注漿處理，通過漿液快速凝固的特性填充基巖裂隙，截?cái)酀B入模筑混凝土基面的流水通道以達(dá)到止水效果。根據(jù)地質(zhì)情況及堵水施工要求，充分考慮各種注漿材料的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性，為確保堵水效果，以水泥水玻璃雙液漿為主，進(jìn)行基坑第一、第二段基底和樁間試驗(yàn)段注漿。

3.8防水層施工技術(shù)

第一，底板中的 PVC 防水卷材應(yīng)先進(jìn)行預(yù)鋪，并將疏松的板材按照其輪廓鋪設(shè)在基層上，保證其平整度，避免出現(xiàn)扭曲、褶皺的問題。同時，在開料前，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行放樣，減少接頭的出現(xiàn)，并將接頭位置設(shè)置成“丁”字形，并保證接縫處表面清潔。并且在焊縫過程中，應(yīng)采用自動爬行式雙縫焊接機(jī)進(jìn)行焊接，其有效焊接寬度不得小于10mm，保證其焊接密實(shí)，且相鄰兩卷材接縫位置應(yīng)錯開30mm。第二，側(cè)墻中的 PVC 防水卷材可以直接鋪設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻上，并與墊層混凝土中的防水卷材連接，在鋪設(shè)前，使用射釘槍將射釘、墊片以及土工布固定在圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻上，防水卷材應(yīng)進(jìn)行懸掛預(yù)鋪，將疏松的板材緊貼相鄰已鋪設(shè)好的防水卷材上，保證其平整、順直。同時，焊縫采用自動爬行式雙縫焊接機(jī)進(jìn)行焊接，并按照“由上到下”的順序進(jìn)行。第三，在頂層防水層施工過程中，可以使用聚氨酯涂膜防水層涂刷的方式，不僅要對涂料層的厚度進(jìn)行嚴(yán)格控制，還應(yīng)對涂抹次數(shù)和用量進(jìn)行控制。施工人員在結(jié)構(gòu)基層質(zhì)量驗(yàn)收合格后，應(yīng)在基層上涂刷聚氨酯防水膜，待其底層風(fēng)干后，在施工縫、陰陽角等特殊部位涂刷1mm 的防水涂料，隨后涂刷一層粘貼增強(qiáng)層，最后涂刷一層大面防水層。

防水工程的質(zhì)量關(guān)系到地鐵車站的結(jié)構(gòu)安全和耐久性，對保證地鐵的安全運(yùn)營至關(guān)重要。本項(xiàng)目采用以上系統(tǒng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案，提高了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防水效果，為附加防水層的施工提供了良好的基面，為提高車站整體防水效果提供了基礎(chǔ)。該站目前已經(jīng)投入運(yùn)營，整體防水效果優(yōu)異，以上圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和滲漏處理方案可以在富水地區(qū)地鐵車站中推廣。

【1】陳勝.地鐵車站深基坑開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工技術(shù)的探討[J].建材與裝飾，2016（51）：275-276.

【2】刁天祥，方俊波.纖維混凝土在地鐵車站結(jié)構(gòu)自防水施工中的應(yīng)用[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2001（4）：50-53.

【3】姚智勇.地鐵車站圍護(hù)樁間噴射混凝土施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2017（9）：258-259.

【4】張軍.防滲施工技術(shù)在軌道交通深基坑工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2017（27）：243-244.

【5】左敏，段旺，張?zhí)毂?，?模筑混凝土在地鐵車站的防水應(yīng)用研究[J].山西建筑，2017，43（9）：96-97.

【6】林正.模筑混凝土在地鐵車站初期支護(hù)及第一道防水措施中的應(yīng)用[J].福建建材，2018（9）：66-68.