地鐵轉(zhuǎn)轍機坑積水原因分析及治理措施研究

何廣飛 馬建社 林凡

摘 要：轉(zhuǎn)轍機坑積水是地鐵行業(yè)內(nèi)普遍存在的難題，準(zhǔn)確找到轉(zhuǎn)轍機坑滲水積水原因是治理的前提。探尋轉(zhuǎn)轍機坑滲水積水原因，應(yīng)綜合調(diào)查坑外因素、坑內(nèi)因素，并從水源、滲漏點、滲流路徑等進(jìn)行全方位分析。分析結(jié)果表明，滲漏水主要根源是施工中產(chǎn)生的混凝土毛細(xì)縫。由此，進(jìn)一步探索施工階段工藝改進(jìn)、既成轉(zhuǎn)轍機坑積水的治理措施，其中核心措施是實現(xiàn)水溝無縫化和采用后置止水鋼板。

關(guān)鍵詞：地鐵;轉(zhuǎn)轍機;機坑積水;治理措施

信號轉(zhuǎn)轍機是地鐵運行的重要設(shè)備之一，而轉(zhuǎn)轍機坑如有積水會影響信號轉(zhuǎn)轍機的運行環(huán)境安全。中華人民共和國交通運輸部交運規(guī) [2019] 1號文通知及《城市軌道交通初期運營前安全評估管理暫行辦法》已明確規(guī)定，“轉(zhuǎn)轍機坑不得積水”。就全國地鐵城市而言，一般北方地下水位低的城市很少發(fā)生此類問題，而南方沿海沿江等城市多存在轉(zhuǎn)轍機坑積水問題，且從施工階段到運營階段都難以治理，幾乎成為行業(yè)內(nèi)難題，部分城市采取增設(shè)水泵的治理辦法，則帶來較高的維修成本。為此，本文通過深度調(diào)查分析廈門市軌道交通1號、2號、3號線轉(zhuǎn)轍機坑積水情況及積水原因，研究制定了一整套治理措施，并在廈門市軌道交通3號線試驗了改進(jìn)的工藝和既有轉(zhuǎn)轍機坑的治理措施，取得了顯著成效。

1 概述

轉(zhuǎn)轍機一般設(shè)置在道岔直股側(cè)，并設(shè)置2個轉(zhuǎn)轍機坑（圖1）。最初的設(shè)計方案曾考慮將轉(zhuǎn)轍機坑與附近水溝相連，使轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)積水排到水溝內(nèi)，但是由于轉(zhuǎn)轍機的厚度、位置，以及維修空間需求，轉(zhuǎn)轍機坑底標(biāo)高一般比附近水溝低，如果將附近水溝與轉(zhuǎn)轍機坑連通，則附近水溝積水反而會倒灌入坑內(nèi)。這樣，轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)積水只能通過人工清理，增加大量的維修成本，或匯水后用特殊泵抽出，但轉(zhuǎn)轍機坑深度淺、積水深度也很有限，水泵發(fā)揮作用不佳;另外，1條地鐵線一般設(shè)有40 多個道岔、80多個轉(zhuǎn)轍機坑，如果增設(shè)抽水泵則增加不少成本。鑒于此，在治理轉(zhuǎn)轍機坑積水時，治理滲漏水就成了主要目標(biāo)。

2 積水原因分析

要治理轉(zhuǎn)轍機坑積水，首先需要找對滲水、積水原因，一般認(rèn)為底板滲漏水原因居多，但采取底板堵漏后還是存在慢滲水現(xiàn)象，可見轉(zhuǎn)轍機坑滲水、積水原因比較復(fù)雜。本文經(jīng)過深入調(diào)查廈門市軌道交通1號、2號、3號線等轉(zhuǎn)轍機坑積水情況，并從“坑內(nèi)、坑外”對以下4個方面進(jìn)行分析。

2.1 落水管及站廳層滴水

道岔附近側(cè)墻會間隔設(shè)置落水管，主要是匯集站廳層離壁溝積水并排向軌行區(qū)水溝。實際中，部分落水管位置布置不當(dāng)，有的落水管直接引向轉(zhuǎn)轍機坑，有的落水管管口過短，無法將水引導(dǎo)到水溝內(nèi)，而是排向水溝側(cè)板上，致使水漫至轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)，這種情況容易發(fā)現(xiàn)，只需要根據(jù)現(xiàn)場情況改正落水管位置即可;有的轉(zhuǎn)轍機坑正上方站廳層有預(yù)留孔洞，站廳層如有積水會從預(yù)留孔洞滴落到轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)，這種情況不多，需要在站廳層增設(shè)擋水坎即可。該類情況占比在10%左右。

2.2 側(cè)墻滲漏

轉(zhuǎn)轍機坑附近側(cè)墻結(jié)構(gòu)滲漏，并沿著墻體流水溝側(cè)板進(jìn)一步漫流到轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)，這種情況也容易發(fā)現(xiàn)，需要對結(jié)構(gòu)滲漏進(jìn)行堵漏處理即可避免。該類原因占比在10%左右。

2.3 底板滲漏

轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)結(jié)構(gòu)底板滲漏，返水到轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)。施工過程中由于現(xiàn)場施工用水、其他部位積水漫流等，底板多有濕澤，不易判別是否存在轉(zhuǎn)轍機坑底板滲漏，加之轉(zhuǎn)轍機坑施工后底板被覆蓋，更難辨別，只能在坑內(nèi)邊角連續(xù)長時間仔細(xì)觀察，按照“疑從有”判定采取堵漏處理。該類原因占比在30%左右。

2.4 混凝土毛細(xì)縫滲漏

轉(zhuǎn)轍機坑附近水溝內(nèi)流水通過混凝土接茬的毛細(xì)縫滲流到轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)，這種情況具有較強隱蔽性，最難發(fā)現(xiàn)，也是轉(zhuǎn)轍機坑滲水積水的主要原因，占比在50%左右。需要進(jìn)一步分析深層原因、改進(jìn)工藝，這是本文研究重點。

3 混凝土毛細(xì)縫滲漏及防治措施

3.1 混凝土毛細(xì)縫成因分析

混凝土毛細(xì)縫滲漏的水源是水溝流水。在水溝與道床、轉(zhuǎn)轍機坑施工過程中，水溝與道床、轉(zhuǎn)轍機坑一般分批分層分段澆筑，第一批澆筑道床（圖2 Ⅰ區(qū)），第二批澆筑水溝側(cè)方板（圖2 Ⅱ區(qū)），第三批澆筑水溝溝底（圖2 Ⅲ區(qū)）。由于分批分層分段澆筑的混凝土體之間結(jié)合不密實以及混凝土自然微收縮效應(yīng)，各部分混凝土之間產(chǎn)生了毛細(xì)縫（圖2中紅色線和藍(lán)色線）。當(dāng)水溝內(nèi)積水時，會出現(xiàn)慢滲情況，慢滲路徑為：水溝內(nèi)流水通過水溝與道床之間的毛細(xì)縫滲流到底板，再沿著道床與底板之間的毛細(xì)縫滲流到最低處的轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)。

3.2 新機坑積水防治措施

以上分析表明，轉(zhuǎn)轍機坑滲水的主要原因在于機坑分批分段分層施工導(dǎo)致的混凝土毛細(xì)縫。由此，新機坑施工階段的道岔轉(zhuǎn)轍機坑防滲漏水控制思路為：消除混凝土毛細(xì)縫，不能完全消除的混凝土毛細(xì)縫則采取阻隔滲流路徑或封堵的措施，具體如下。

（1）水源治理。優(yōu)化水溝路徑設(shè)計，把距離轉(zhuǎn)轍機坑較近的水溝減少減短、提前截流、盡量遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)轍機坑。

（2）界面治理。對于道床與下部結(jié)構(gòu)底板之間出現(xiàn)的混凝土毛細(xì)縫，在道岔道床施工前，對結(jié)構(gòu)底板加深加密鑿毛（鑿毛間距控制在50 mm內(nèi)、深度控制在10mm內(nèi)、見新率控制在90%以上），將基底清理干凈并涂刷界面劑，在澆筑混凝土前進(jìn)行專項驗收控制，保障基底100%優(yōu)良。

（3）阻隔滲流路徑。道床與底板之間的混凝土毛細(xì)縫是滲漏水路徑之一，其最佳的治理方式是在轉(zhuǎn)轍機坑和溝槽周邊的基底上開10 mm寬50 mm深的槽道，在槽道內(nèi)植入止水鋼板底板，底板外露50 mm，對止水鋼板槽溝用強力防水堵漏劑進(jìn)行嵌縫封堵，止水鋼板繞轉(zhuǎn)轍機坑和條形轉(zhuǎn)轍機坑溝槽一圈并焊接形成封閉環(huán)形狀，之后再進(jìn)行道床澆筑，這樣道床與底板之間的混凝土毛細(xì)縫在發(fā)生滲流水時就會被止水鋼板阻隔（圖3紅色框部位）。

（4）水溝無縫化。水溝混凝土毛細(xì)縫是轉(zhuǎn)轍機坑滲水積水的主因，為此提出2種水溝無縫化方案：①將水溝、道床、轉(zhuǎn)轍機坑三者一次性同步澆筑，水溝采取吊模施工以形成整筑結(jié)構(gòu)，減少澆筑的分層分段，消除水溝與道床之間的混凝土毛細(xì)縫（圖3藍(lán)色框范圍）;② 采用U型水溝結(jié)構(gòu)，為不使水溝因二次澆注形成混凝土毛細(xì)縫，第二次澆筑時可將水溝做成獨立U型結(jié)構(gòu)（水溝側(cè)墻不再直接依賴道床側(cè)面），并采用吊模方式一次性澆筑成型，即可消除水溝的混凝土毛細(xì)縫（圖4紫色部分）。

（5）坑內(nèi)邊角補強。止水鋼板和水溝無縫化是阻隔滲流水2道主要防線，混凝土毛細(xì)縫封堵是最后一道防線。在道岔道床和水溝全部澆筑完成后，應(yīng)及時對所有坑與基底結(jié)合處進(jìn)行補強防水封堵處理，先用干粉式堵漏劑噴注3次，再用膠體式堵漏劑涂刷3層，形成防水保障（圖3綠色框范圍）。

3.3 既有機坑積水處理措施

既有轉(zhuǎn)轍機坑由于已施工完畢，道床、水溝以及轉(zhuǎn)轍機坑業(yè)已分段分層澆筑實施，混凝土毛細(xì)縫業(yè)已形成，針對此類轉(zhuǎn)轍機坑，需要重點從水源、混凝土毛細(xì)縫的堵漏出發(fā)進(jìn)行治理，具體治理措施如下。

（1）清理。對轉(zhuǎn)轍機坑附近所有水溝內(nèi)積水和雜物全部徹底清除，將轉(zhuǎn)轍機坑和溝槽內(nèi)殘渣淤泥等徹底清除。

（2）截流。截流的目的是讓水流盡量遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)轍機坑，該部位水溝內(nèi)積水距轉(zhuǎn)轍機坑較近，是滲流的主要來源之一，將該段水溝截流后，就會極大降低轉(zhuǎn)轍機坑滲水（圖5藍(lán)色部位）。

（3）坑內(nèi)底板堵漏。部分轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)結(jié)構(gòu)底板存在滲漏點的情況，在清理后進(jìn)行注漿堵漏處理。

（4）水溝混凝土毛細(xì)縫封堵。道岔曲股側(cè)的水溝距離轉(zhuǎn)轍機坑溝槽最近，是滲流的第一根源，此段水溝底混凝土毛細(xì)縫需要重點強化封堵。采取干粉堵漏劑噴注3遍，再用膠體式堵漏劑涂刷3遍（圖5綠色長框部位）。

（5）坑內(nèi)混凝土毛細(xì)縫封堵。處理措施同水溝混凝土毛細(xì)縫封堵。

4 結(jié)論

（1）轉(zhuǎn)轍機坑積水根源分為坑外原因和坑內(nèi)原因，坑外原因主要是落水管和墻體滲漏。

（2）坑內(nèi)積水原因主要在于因分批分層分段施工引起的混凝土毛細(xì)縫。轉(zhuǎn)轍機坑積水治理分為既有機坑積水治理和新機坑積水預(yù)防治理，新機坑積水預(yù)防措施主要是水溝采取無縫化處理，底板混凝土毛細(xì)縫采用止水鋼板來阻隔滲流路徑，在轉(zhuǎn)轍機坑內(nèi)封堵坑內(nèi)邊角來補強，最后形成3道防線;既有機坑積水治理主要采取截流、水溝混凝土毛細(xì)縫封堵、坑內(nèi)邊角毛細(xì)縫封堵等治理措施。

（3）廈門市軌道交通3號線采取以上轉(zhuǎn)轍機坑積水防治措施，效果顯著，可為同類問題提供借鑒。

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收稿日期 2020-04-13

責(zé)任編輯 朱開明