淺析地鐵車站滲漏水原因及治理方法

盧鵬程

摘? ? 要：本文通過對地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏水原因進(jìn)行分析，依托西安某地鐵地下車站，通過分析滲漏水產(chǎn)生的原因，采取有效的治理方法。從而滿足地下車站混凝土結(jié)構(gòu)使用功能和安全性要求，保證地鐵后續(xù)運(yùn)營安全。同時(shí)在治理地鐵車站滲漏水起到一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：車站、滲漏水、治理

1? 前言

地鐵車站主體結(jié)構(gòu)施工完成后，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的滲漏水情況。工程質(zhì)量受到影響，后期運(yùn)營存在較大安全隱患，制約使用年限。由于地鐵工程，一般處于地下，受到水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、施工空間等因素影響較大，在施工過程中若方法不當(dāng)，將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度滲漏水現(xiàn)象。如何可靠有效和安全的解決此類問題，本篇結(jié)合工程實(shí)例在分析地鐵車站滲漏水原因上，提出相應(yīng)的治理方法進(jìn)行探討。

2? 車站工程概況

2.1? 工程概況

車站主體工程采用明挖順作法施工，主體工程基坑?xùn)|西向長度為477.3m，標(biāo)準(zhǔn)段南北向?qū)挾葹?9.7m，基坑底部深度約17m。車站主體為地下二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，底板厚0.9m（擴(kuò)大段1.0m），負(fù)二層凈高6.16m（擴(kuò)大段7.29m），負(fù)一層凈高5.15m，側(cè)墻厚0.7m（擴(kuò)大段0.8m），頂板厚0.8m（擴(kuò)大段0.9m），中板梁尺寸為1.1m（高）[×]1.0m（寬），中板厚0.4m，頂板梁尺寸為2.1m（高）[×]1.2m（寬）。

結(jié)構(gòu)防水措施：頂板、底板、側(cè)墻采用C35混凝土，防水砼抗?jié)B等級P8。

2.2? 工程水文地質(zhì)

初步勘察期間測穩(wěn)定地下水水位埋深為8.00m～10.00m，擬建場地地下水主要為第四系孔隙潛水。主要賦存于洪積粉質(zhì)粘土、砂類土層中，水量較大。場區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。地基土對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)均具有微腐蝕性。場地地基土的組成自上而下為：人工填土、第四系全新統(tǒng)洪積黃土狀土、粉質(zhì)粘土、砂類土;上更新統(tǒng)洪積粉質(zhì)粘土及砂類土;中更新統(tǒng)湖積粉質(zhì)粘土及砂類土等，車站底板位于粉質(zhì)粘土層。

3? 車站滲漏水情況

車站主體結(jié)構(gòu)施工完成后，對車站周邊降水井停止降水兩個(gè)月后。經(jīng)過對主體結(jié)構(gòu)檢查，發(fā)現(xiàn)側(cè)墻出現(xiàn)小面積濕漬，局部有滲漏水，主要在施工縫處和側(cè)墻中部面上及局部構(gòu)件交接點(diǎn)處。經(jīng)過春節(jié)期間放假，工地處于停工狀態(tài)。節(jié)后再次對車站結(jié)構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)裂縫增多，原有裂縫縫寬增大，縫長向兩端延伸約10%左右，局部施工縫處滲漏水量增多?，F(xiàn)總結(jié)出主要滲漏水有三類：裂縫滲水、施工縫滲水、混凝土結(jié)構(gòu)不密實(shí)處滲水。

3.1? 裂縫滲水

車站墻體裂縫寬度一般不大，超過0.3mm寬的裂縫很少見，大多數(shù)縫寬度≤0.2mm。且局部裂縫出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。在車站站臺層兩側(cè)墻、東西兩端墻、及頂板位置處裂縫仔細(xì)觀察，可發(fā)現(xiàn)裂縫多為豎向裂縫，沿墻高分布，裂縫兩端逐漸變細(xì)而消失，側(cè)墻上很少出現(xiàn)橫向裂縫。車站頂板上裂縫多出現(xiàn)在梁板交接處，呈發(fā)散狀分布。東西端墻裂縫呈橫向分布。

3.2? 施工縫滲水

車站全長477.3m，分為21段，每段平均22.7m，環(huán)向?yàn)?0道施工縫，縱向單側(cè)墻體為4道施工縫。根據(jù)觀察車站滲漏水部位多為施工縫，主要在底板與負(fù)二層側(cè)墻加腋處位置，呈縱向延伸，滲漏水情況較多，環(huán)向施工縫滲漏水不太明顯。

3.3? 混凝土結(jié)構(gòu)不密實(shí)處滲水

在車站側(cè)墻結(jié)構(gòu)上有表面光澤度很好，但鑿開滲漏點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)骨料和灰漿比例明顯有不均勻處滲漏。石子間存在較大空隙，整體呈疏松狀，且強(qiáng)度低。一般以面狀形式出現(xiàn)，大小在0.5～1.5m2范圍。

4? 形成滲漏水主要原因分析

造成地鐵車站主體結(jié)構(gòu)滲漏水的原因比較復(fù)雜，大體可分為三大類：一是混凝土自防水功能失效;二是外包防水體系損壞;三是混凝土施工縫防水處理不到位。

4.1? 混凝土原因

4.1.1? 原材料因素

混凝土為組合材料，它是由水泥、砂、石組合經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而成的材料。砂和碎石級配達(dá)不到要求，含泥量超過規(guī)范要求，水泥中礦渣成份較多，水化熱大，造成表觀裂縫。

4.1.2? 配合比因素

混凝土配合比不合理，入模溫度高，產(chǎn)生干（收）縮裂紋。為了便于管理，保證質(zhì)量，采用商品混凝土，而地鐵結(jié)構(gòu)混凝土又多采用泵送方式施工，為了補(bǔ)償混凝土的坍落度損失，保證泵送性，商品混凝土的水灰比往往較高。混凝土中80%的水分要蒸發(fā)，只有約20%的水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的30%自由水分幾乎不引起收縮，隨著混凝土的陸續(xù)干燥而使20%的吸附水逸出，就會出現(xiàn)干燥收縮，由于表面的干縮受到中心位置混凝土的約束，因而會在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力并導(dǎo)致裂縫。

4.1.3? 施工因素

在結(jié)構(gòu)混凝土澆灌時(shí)應(yīng)分層進(jìn)行，每層厚度應(yīng)不大于30cm，邊澆邊搗，車站側(cè)墻施工一般距離不超過1m，應(yīng)設(shè)一振搗點(diǎn)，而實(shí)際施工往往因振搗不足，相互搭接不好而出現(xiàn)漏振等現(xiàn)象，造成結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面，嚴(yán)重時(shí)引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，形成裂紋;在振搗過程中，新灌入混凝土過厚或振搗器未深入下層已振搗但未初凝混凝土或者因施工停頓而未加適當(dāng)處理均可能造成上下層混凝土灌注分層，產(chǎn)生間隙縫，引起結(jié)構(gòu)漏水，該類裂紋引起結(jié)構(gòu)滲水、漏水占裂縫漏水的絕大數(shù)。澆筑完成后對混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，濕度和溫度把握不好，也會出現(xiàn)裂縫。過早拆除模板支撐體系，由于混凝土強(qiáng)度未達(dá)到拆模強(qiáng)度，使混凝土提前受力，造成裂縫出現(xiàn)。

4.1.4? 溫度因素

結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差梯度大，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，產(chǎn)生溫差裂紋，混凝土內(nèi)部溫度是由水泥水化熱引起的絕對溫度、澆筑溫度和散熱溫度三者的疊加。當(dāng)氣溫下降，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與混凝土內(nèi)部的溫度梯度，產(chǎn)生溫差和溫度應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

4.2? 外包防水體系損壞

4.2.1? 卷材鋪設(shè)基面

車站外包防水卷材鋪設(shè)在基坑噴錨基面上，而噴錨基面的平整度制約著防水卷材施工質(zhì)量，大多數(shù)噴錨面在施工防水卷材時(shí)，未對噴錨面進(jìn)行找平處理，有的噴錨面還存在外露鋼筋等尖銳固體。因此在進(jìn)行防水卷材鋪設(shè)時(shí)，就會造成卷材損壞。

4.2.2? 接縫部位處理

卷材鋪設(shè)時(shí)有自粘型防水卷材和膠粘型防水卷材，兩種卷材搭接時(shí)，完全依靠膠水的粘結(jié)力，使每卷卷材粘接成整體，而卷材粘接處的施工質(zhì)量很難保證，施工中存在搭接寬度不滿足、未鋪設(shè)防水加強(qiáng)層、膠水憎水性差，遇水脫膠等現(xiàn)象。均會影響卷材整體的嚴(yán)密性。

4.2.3? 后道工序破壞

卷材鋪設(shè)完成后，進(jìn)行鋼筋綁扎作業(yè)，在鋼筋綁扎時(shí)，鋼筋容易刺破卷材，同時(shí)鋼筋綁扎時(shí)常常伴隨著電焊作業(yè)，如不對卷材采取防護(hù)措施，焊渣飛濺會燒傷卷材，影響卷材耐久性。在混凝土澆筑過程中，由于混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生向下的沖擊力，造成卷材粘接部位撕裂，引起防水卷材整體防水功能。

4.3? 施工縫處理

造成施工縫滲漏原因有：（1）結(jié)構(gòu)混凝土澆筑前縱向水平施工縫面上的泥砂清理不干凈;（2）縱向水平施工縫鑿毛不徹底，積水未排干;（3）施工縫處鋼板止水帶未居中或接頭焊接有缺陷;（4）施工縫混凝土澆筑時(shí)漏漿或振搗不密實(shí);（5）施工縫止水帶安裝不到位，振搗造成止水帶偏移。

5? 治理方法

根據(jù)造成滲漏水的原因，結(jié)合地下結(jié)構(gòu)的使用功能、環(huán)境要求。采用不同的方法、工藝及材料進(jìn)行綜合整治。把裂縫中的水驅(qū)除到結(jié)構(gòu)背后去，對這些裂縫（隙）采用針孔法對結(jié)構(gòu)深層注漿，在裂縫（隙）中填滿低黏度、在帶水環(huán)境下可固化的特種改性環(huán)氧灌漿料，恢復(fù)此片面積混凝土的密實(shí)度和結(jié)構(gòu)整體性，把水?dāng)D出結(jié)構(gòu)的裂隙和空隙。依據(jù)滲漏的表現(xiàn)形式，將滲漏分為線形滲漏和面狀滲漏兩種大的類型。

5.1? 線形裂縫滲漏處理

5.1.1? 微小裂縫

微小裂縫常見的裂縫在0.1mm以下，選用高滲透改性環(huán)氧樹脂灌注，先清潔需處理的表面，然后每15cm～20cm，間距沿著裂縫走向布設(shè)注漿孔?？咨钜话銥樾∮趬w厚度二分之一，大于墻體厚度三分之一為宜。使用快速水泥封堵止水針頭根部。待快速水泥終凝后，用注漿機(jī)往針頭里注射漿液。用手動低壓注漿機(jī)采用低壓慢灌的方法，依次注漿，注漿壓力0.3MPa～0.6MPa直到不能進(jìn)漿為止，一周后，等到漿液徹底固化，拆除注漿針頭，打磨注漿面，然后刷涂水泥基滲透結(jié)晶兩遍。如有需要，可以進(jìn)行砼表面調(diào)色處理。此方法提高混凝土的密實(shí)度和結(jié)構(gòu)整體性，把水?dāng)D出主體混凝土裂隙和空隙。最后再用水泥基滲透結(jié)晶噴涂或刮涂，增加結(jié)構(gòu)的抗?jié)B效果，起到防水加固的作用。

5.1.2? 一般裂縫

一般裂縫常見的裂縫在0.2mm以下，常用的方法是灌注改性高滲環(huán)氧樹脂類材料。此類材料具有黏度低、滲透性好、強(qiáng)度高、在潮濕環(huán)境可固化、粘接強(qiáng)度高、操作方便等特點(diǎn)。沿裂縫長度方向開V型槽，開槽深度3cm～5cm，槽寬為3cm～5cm。觀察滲漏水流向，在滲漏水點(diǎn)位置鉆孔，孔深宜為墻體厚度的1/2且不少于1/3，孔位間距為15cm～30cm。安裝止水針頭，使用快速水泥封堵止水針頭根部。待快速水泥終凝后，用電動注漿機(jī)往針頭里注射漿液。注漿壓力在0.6MPa～2MPa，低壓慢注，循序漸進(jìn)，直至漿液注不進(jìn)為止。注漿施工溫度不低于150C，等漿液終凝后。拆除止水針頭，用砂磨機(jī)清理表面，基本恢復(fù)原表面色澤。最后再用水泥基剛性抗?jié)B砂漿噴涂或刮涂，增加結(jié)構(gòu)的抗?jié)B效果，起到防水加固的作用。

5.1.3? 施工縫治理

由于各種原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)施工縫處滲漏水，據(jù)統(tǒng)計(jì)施工縫處滲漏水約占車站滲漏水的70%左右，所以處理施工縫處滲漏水尤為重要。施工縫處裂縫寬度一般為0.2mm～0.5mm之間。施工步驟詳見2，一般裂縫的滲漏治理。不同的地方在于施工縫灌漿選用帶微彈性的改性環(huán)氧樹脂灌漿料。涂刷材料也用帶彈性的環(huán)氧類涂料。這樣可防止因震動擾動變形原因而重新出現(xiàn)滲漏。

5.2? 面狀滲漏處理

由于結(jié)構(gòu)墻體表面出現(xiàn)混凝土不密實(shí)而導(dǎo)致的面狀滲漏水治理。首先確定滲漏面積，然后沿面狀區(qū)域外輪廓一圈阻斷滲水外擴(kuò)，在滲漏區(qū)域內(nèi)，則以梅花型布置鉆孔注漿阻斷水流向外滲漏。具體施工步驟：

（1）清理：鑿除滲漏點(diǎn)鋼筋保護(hù)層，露出結(jié)構(gòu)鋼筋，用鋼絲刷清理表面，再用空壓機(jī)把表面吹干凈，仔細(xì)檢查、分析裂縫滲漏水情況。

（2）鉆孔區(qū)域：使用大功率沖擊電錘沿滲漏面周圍外擴(kuò)30cm鉆孔，孔距15cm～20cm;在滲漏區(qū)域內(nèi)以梅花型布置鉆孔，孔距20*30 cm，鉆孔角度垂直于墻面，孔深為1/2墻厚。

（3）按止水針頭：在鉆好的孔內(nèi)安裝止水針頭，并用專用內(nèi)六角板手?jǐn)Q緊，使針頭后的膨脹螺栓脹開，使用高強(qiáng)速干水泥填充造面，相當(dāng)于重新做一個(gè)鋼筋保護(hù)層，抹光、養(yǎng)護(hù)，待徹底凝固后開始注漿

（4）灌漿：灌漿料選用改性高滲透環(huán)氧樹脂灌漿料，使用電動灌漿機(jī)向灌漿孔（嘴）內(nèi)灌注環(huán)氧樹酯漿料，采用低壓慢注，循序漸進(jìn)，壓力宜控制在0.6MPa～2.0MPa范圍內(nèi)。

（5）拆針頭：灌漿完畢，確認(rèn)環(huán)氧樹酯完全固化后即可去掉或敲掉外露的灌漿針頭，清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。用砂磨機(jī)清理表面，涂刷樹脂類彈性涂料，基本恢復(fù)原表面色澤。環(huán)氧有很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度，可防止因震動擾動變形重新出現(xiàn)滲漏。

5.3? 帶壓滲漏點(diǎn)治理

在車站結(jié)構(gòu)滲漏水情況中，還出現(xiàn)極個(gè)別比較嚴(yán)重的滲漏點(diǎn)，滲漏點(diǎn)往往帶有壓力的小股水流涌出，在使用常規(guī)注漿法難以完成封堵，需要先深孔灌注水性聚氨酯灌漿材料先止水;然后再淺孔輔助灌注改性高滲透環(huán)氧灌漿料補(bǔ)強(qiáng)加固，此方法在治理帶壓滲漏點(diǎn)有良好的效果。具體施工步驟如下：

（1）清理：鑿除滲漏點(diǎn)鋼筋保護(hù)層，露出鋼筋，仔細(xì)檢查滲漏點(diǎn)位置水流壓力。

（2）鉆孔：在滲漏點(diǎn)處垂直于墻體鉆孔，孔深宜為墻厚的3/4，然后沿在滲漏點(diǎn)位置周圍一圈（直徑為30cm）鉆孔，孔距為5cm～10cm，孔深為墻厚的1/2。

（3）安裝止水針頭：在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴（又稱之為止水針頭），并用專用內(nèi)六角板手?jǐn)Q緊，使針頭后的膨脹螺栓脹開，使用高強(qiáng)速干水泥封閉裂縫表面。

（4）灌漿：使用高低壓灌漿機(jī)向深孔灌漿孔（嘴）內(nèi)灌注國標(biāo)水性聚氨酯灌漿材料，注漿壓力0.6MPa～2.0MPa范圍內(nèi)，采用高壓快灌，待沒有明水涌出后，緊接著再向淺孔灌漿孔（嘴）內(nèi)灌注改性高滲透環(huán)氧灌漿料補(bǔ)強(qiáng)加固。壓力宜控制在0.6MPa～2.0MPa范圍內(nèi)。采用低壓慢注，循序漸進(jìn)，直至漿液注不進(jìn)為止。注漿溫度宜在150C以上。

（5）灌漿完畢，確認(rèn)環(huán)氧樹酯完全固化后即可去掉或敲掉外露的灌漿針頭，清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。用砂磨機(jī)清理表面，涂刷樹脂類彈性涂料，基本恢復(fù)原表面色澤。環(huán)氧有很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度，可防止因震動擾動變形重新出現(xiàn)滲漏。

6? 治理成效分析

對滲漏水的治理，曾試過許多種方法。如采取單一采取灌注聚氨脂化學(xué)漿液，這種治水方法見效快，但失效也快，穩(wěn)定性差，后期返工率高，且對結(jié)構(gòu)墻體破壞較嚴(yán)重。而運(yùn)用此方法治理結(jié)構(gòu)滲漏水，可對混凝土結(jié)構(gòu)中的微細(xì)裂縫、施工縫、冷接縫進(jìn)行灌漿處理，從而恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，達(dá)到防滲、補(bǔ)強(qiáng)目的，且滲漏點(diǎn)穩(wěn)定性高，據(jù)統(tǒng)計(jì)此治理方法返工率約為2%，且后期多以點(diǎn)及延伸的形式出現(xiàn)，處理較為方便快捷。此方法在治理滲漏水方面有一定的可取之處。

7? 總結(jié)

（1）此治理方法需結(jié)合施工溫度、工程地質(zhì)、水文條件、周邊環(huán)境，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及使用功能等方面綜合考慮。

（2）車站混凝土結(jié)構(gòu)治理滲漏水是事后的補(bǔ)救措施，若能提高混凝土自防水性，加入新型防滲漏外加劑。同時(shí)，完善外包防水體系，建議用噴涂類防水材料施工，這樣克服了卷材易撕裂和接縫易進(jìn)水的問題。提高整體防水功能。

（3）在車站主體結(jié)構(gòu)施工中，往往只注重施工進(jìn)度，以達(dá)到更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，外包防水層工序往往不受嚴(yán)格重視。外包防水為專業(yè)分包，而在實(shí)際的施工過程中作業(yè)人員專業(yè)性差。建議，提高對從業(yè)人員專業(yè)技能培訓(xùn)，加強(qiáng)從業(yè)人員持證上崗。

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