地鐵車(chē)站主體工程滲漏水成因及防治措施

竇洪羽

摘 要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)在改革開(kāi)放以后的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了城市地下工程的迅猛發(fā)展，尤其是從二十一世紀(jì)初到二十一世紀(jì)中葉，這是我國(guó)進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)地鐵和地下工程的階段。因此，相應(yīng)的地下工程也存在大量的技術(shù)問(wèn)題需要解決，地鐵車(chē)站主體工程滲漏水的問(wèn)題就作為土建工程中的重點(diǎn)難點(diǎn)而存在。針對(duì)杭州地鐵8號(hào)線一期工程土建工區(qū)三義蓬東二路站工程的具體情況，及滲漏水的成因以及防治措施提出一些膚淺的分析和總結(jié)。以其研究為將來(lái)的地鐵工程施工起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：地鐵;車(chē)站工程;滲漏水;成因;防治

1 工程概況

我國(guó)城市規(guī)模隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不斷發(fā)展，城市的人口以及車(chē)輛都不斷增加，地面交通的壓力也日漸增加，軌道交通作為最新式的交通方式，已經(jīng)被成功用以解決我國(guó)大中城市的交通問(wèn)題。我國(guó)很多大城市興建了很多大型的地鐵工程，并為解決交通問(wèn)題發(fā)揮了積極的作用。其結(jié)構(gòu)滲漏與否、滲漏程度，都將對(duì)地鐵營(yíng)運(yùn)環(huán)境是否舒適產(chǎn)生巨大的影響，另一方面，也將會(huì)致使地鐵車(chē)站內(nèi)的電氣設(shè)備隨著工作環(huán)境的惡化損壞，直接影響城市地鐵運(yùn)行過(guò)程中的安全問(wèn)題。另外滲漏問(wèn)題還嚴(yán)重影響主體結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題。

義蓬東二路站為杭州地鐵8號(hào)線一期工程第八個(gè)地下車(chē)站，為地下二層島式車(chē)站。車(chē)站位于義蓬東一路與規(guī)劃河景路交叉口沿規(guī)劃河景路東西向布置。車(chē)站中心里程為DK14+939.2926，起點(diǎn)里程為DK14+748.4526，終點(diǎn)里程為DK15+121.0126，全長(zhǎng)374.16m。

車(chē)站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段基坑開(kāi)挖深度約16.63～17.31m，車(chē)站底板座落于3-5層粉砂、局部位于在3-6層砂質(zhì)粉土。盾構(gòu)井段小里程端深約18.59m，盾構(gòu)井段大里程端深約19.19m。車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段寬23.1m，盾構(gòu)段寬27.2m。車(chē)站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。標(biāo)準(zhǔn)段基坑采用800mm厚地下連續(xù)墻+5道內(nèi)支撐的圍護(hù)方案，其中第1道為混凝土支撐，第2、3、4、5道為鋼支撐。盾構(gòu)段大、小里程段基坑均采用800mm厚地下連續(xù)墻+6道內(nèi)支撐體系，其中第1道混凝土撐，第2、3、4、5、6道為鋼支撐。冠梁尺寸為1200*1000mm，砼支撐尺寸為800*1000mm。

采用明挖順筑法施工，車(chē)站主體受力體系：側(cè)墻厚700mm，標(biāo)準(zhǔn)段底板厚900mm;中板厚400mm;頂板厚800mm，采用預(yù)鋪?zhàn)哉撤浪聿耐獍浪敖Y(jié)構(gòu)自防水體系。

目前主體結(jié)構(gòu)施工已完畢，拆模后發(fā)現(xiàn)頂板、側(cè)墻局部地方有滲漏水現(xiàn)象，根據(jù)本人的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)滲漏水成因及防治作了一些膚淺的分析及總結(jié)。

2 滲漏水成因

從杭州地鐵8號(hào)線一期工程土建工區(qū)三義蓬東二路站主體結(jié)構(gòu)的滲漏部位分別為頂板、側(cè)墻可以看出，水均是由主體結(jié)構(gòu)中混凝土相對(duì)薄弱的部位逐漸滲漏出來(lái)的。這就說(shuō)明該地鐵存在以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是結(jié)構(gòu)部分的剛性自防水存在局部失效;二是整體外自粘防水存在局部失效。

2.1 剛性自防水局部失效原因

2.1.1 混凝土的收縮變形是混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫

采用大流動(dòng)性泵送混凝土?xí)r經(jīng)常會(huì)發(fā)生混凝土經(jīng)常會(huì)發(fā)生混凝土終凝前的沉縮裂縫。這是因?yàn)榇罅鲃?dòng)性混凝土初凝前，混凝土中粗骨料始終處于一種自由狀態(tài)，雖然振動(dòng)器械進(jìn)行了振動(dòng)，內(nèi)部的孔隙已基本排除，但混凝土內(nèi)部的粗骨料仍在其自身的重量作用下緩慢下沉。在混凝土未達(dá)到初凝前，其內(nèi)部粗骨料仍處于下沉狀態(tài)，由于鋼筋上面的混凝土受鋼筋的支撐不能下沉，因此在鋼筋表面沿著鋼筋的走向產(chǎn)生裂縫;另外，混凝土在澆搗完畢后，混凝土拌合物中的水分一部分被水泥水化，由于水泥水化生成物的體積，比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，而使混凝土收縮，這種收縮稱(chēng)為化學(xué)收縮。另一部分水則分泌出流失和被蒸發(fā)，而引起膠凝體失水產(chǎn)生收縮，以及毛細(xì)管水分蒸發(fā)而使混凝土系統(tǒng)內(nèi)的顆粒受到毛細(xì)管壓力作用而產(chǎn)生的體積收縮，這種裂縫出現(xiàn)的時(shí)間較早，一般在混凝土初凝前就已經(jīng)發(fā)生，若不加以處理和養(yǎng)護(hù)，局部裂縫將會(huì)貫穿整過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)。

2.1.2 側(cè)墻厚薄不勻產(chǎn)生裂縫

在圍護(hù)樁成孔過(guò)程中，因多方面原因致使樁位相對(duì)偏差較大。主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，因忙于追趕工期，對(duì)凹凸不平（平整度有部分甚至達(dá)到15cm左右）的圍護(hù)結(jié)構(gòu)面沒(méi)有進(jìn)行有效處理，從而使得成型的主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻厚度厚薄不勻。主體結(jié)構(gòu)竣工后，自然受到沉降和溫度應(yīng)力，因側(cè)墻厚薄不勻，在較薄處便產(chǎn)生應(yīng)力集中以致產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

2.1.3 施工方法不當(dāng)造成質(zhì)量缺陷

澆筑方案不合理或不按澆筑方案進(jìn)行混凝土的澆筑，澆筑方案行同虛設(shè)，交底不到位，是施工過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題。澆筑過(guò)程中，沒(méi)有明確的澆筑路線，中途需要暫停時(shí)，也忽略施工縫的留置位置，在這種情況下，極易出現(xiàn)與施工縫位置一致的裂縫?；炷翝仓r(shí)，操作工人沒(méi)有責(zé)任心，多處出現(xiàn)漏振、欠振，拆模后發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)蜂窩麻面比較嚴(yán)重。另外，按照設(shè)計(jì)要求，正常施工縫處須預(yù)埋中埋式鋼邊止水帶、混凝土面須鑿毛。但在實(shí)際施工過(guò)程中，鋼邊止水帶埋設(shè)位置不準(zhǔn)確，施工縫也沒(méi)有嚴(yán)格按照要求鑿毛。所有這些，都是造成結(jié)構(gòu)滲漏水最基本的原因。

2.2 整體外包防水層局部失效原因

用常理來(lái)判斷，剛性結(jié)構(gòu)的自防水出現(xiàn)局部失效和柔性防水層的局部破壞有時(shí)在同一部位，但是，多數(shù)情況下他們不會(huì)出現(xiàn)在同一部位，這是因?yàn)槿嵝苑浪畬釉谠獾骄植科茐囊院螅叵滤畬⒋┻^(guò)柔性防水層，進(jìn)入到結(jié)構(gòu)層的外壁，在地下水的壓力作用之下，水將在柔性防水層和結(jié)構(gòu)混凝土的外表之間，劈開(kāi)聯(lián)接通道。這種情況下，進(jìn)入結(jié)構(gòu)混凝土中自防水失效的部位時(shí)，地下水會(huì)穿透混凝土，然后進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生滲漏情況。因此，一旦人們發(fā)現(xiàn)了主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)漏水時(shí)，地鐵的主體結(jié)構(gòu)中的自防水以及柔性防水層都早已經(jīng)出現(xiàn)了局部的破壞和失效，但是，也正因?yàn)槿绱耍唧w滲漏水部位也就難以查清了。根據(jù)構(gòu)造不同來(lái)考慮，主體結(jié)構(gòu)漏水成因可以歸結(jié)為結(jié)構(gòu)混凝土的剛性自防水局部出現(xiàn)失效，柔性防水局部遭到破壞以及建筑細(xì)部構(gòu)造存在不當(dāng)?shù)取?/p>

2.2.1 防水設(shè)計(jì)原因

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行地下工程設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)τ诜浪闹匾哉J(rèn)識(shí)不夠，防水設(shè)計(jì)不合理，存在參數(shù)不明確，數(shù)據(jù)不具體，沒(méi)有實(shí)際考察當(dāng)?shù)氐叵率┕がF(xiàn)場(chǎng)的具體情況，忽視了很多細(xì)節(jié)作法，忽視了“多道設(shè)防，剛?cè)峤Y(jié)合”地下工程防水原則。該地鐵工程在防水設(shè)計(jì)上采用預(yù)鋪反粘卷材外包防水及結(jié)構(gòu)自防水的防水體系，在選用材料以及防水設(shè)計(jì)上存在不合理的情況，沒(méi)有針對(duì)地下工程的結(jié)構(gòu)特征認(rèn)真的研究。其次，防水理念問(wèn)題也會(huì)引發(fā)一定的地鐵滲漏問(wèn)題，因此地下工程再放水設(shè)計(jì)上應(yīng)該考慮排水系統(tǒng)的已更換性和長(zhǎng)期維護(hù)性。最后，防水設(shè)計(jì)上的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題也會(huì)引發(fā)側(cè)漏，設(shè)計(jì)者對(duì)造價(jià)問(wèn)題處理不當(dāng)，選用廉價(jià)較差的材料，最終將導(dǎo)致水滲漏問(wèn)題的發(fā)生。

有防水設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題引發(fā)的滲漏：盡管防水工程在地下工程中占得工程總費(fèi)用。

2.2.2 防水材料原因

針對(duì)地下話(huà)雖滲漏問(wèn)題應(yīng)該從多方面考慮周全，隨著地鐵的使用，因充分考慮到地下水環(huán)境以及微生物侵蝕在弱化防水材料性能方面發(fā)揮的作用，當(dāng)然，防水材料自身存在一個(gè)使用周期的問(wèn)題。

2.2.3 工程結(jié)構(gòu)原因

地鐵工程主要出于復(fù)雜的地下環(huán)境，引起工程結(jié)構(gòu)變的原因有很多，并最終導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)的位移、開(kāi)裂、變形、混凝土剝落等，造成防水層失效。

2.2.4 維護(hù)和管理原因

如果不能及時(shí)有效地維護(hù)處理排水系統(tǒng)的堵塞，嚴(yán)寒地區(qū)冰凍問(wèn)題等，水壓或冰凍將長(zhǎng)期積累，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，破壞防水系統(tǒng)。

3 滲漏水預(yù)防方案

3.1 地鐵車(chē)站防水工程要根據(jù)工程具體施工地點(diǎn)的特點(diǎn)，遵循防水工程“防、排、截、堵”、“因地制宜，剛?cè)嵯酀?jì)”的原則，重點(diǎn)推廣以自防水混凝土作為主要材料，并和防水卷材或者防水涂料相結(jié)合的具體防水方案。

3.2 提高防水材料耐久性，尤其是要鼓勵(lì)新材料、新技術(shù)的改革創(chuàng)新、滿(mǎn)足地鐵以及更多的地下工程所提出的高要求，演變準(zhǔn)的防水要求。從這個(gè)角度出發(fā)，在目前現(xiàn)有的各方面相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，建立健全適用于地鐵以及更多地下工程防水耐久性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法。加強(qiáng)防水工程的維護(hù)和管理。及時(shí)監(jiān)測(cè)管理防水工程的工程結(jié)構(gòu)的變異，預(yù)防或檢修防水材料的失效。

4 滲漏水的治理方案

根據(jù)現(xiàn)有的具體情況，進(jìn)行具體問(wèn)題具體分析，參照內(nèi)防水法進(jìn)行處理。

4.1 在沉降縫隙的地方，鑿開(kāi)逢，清理縫內(nèi)水以及雜物，使用瀝青這種柔性帶伸縮的材料進(jìn)行灌縫，在距離底板8-19的地方停止灌注，使用強(qiáng)大的剛性水防水材料填充到縫隙內(nèi)，厚度保持在3cm左右，在防水材料上放置砂紙，或者棉氈等材料，在砂紙或者棉沾上填入防水材料，使防水材料與底板相平，在填充的同時(shí)埋上止水針頭在治水材料內(nèi)（注意放置止水針頭被防水材料堵死，因此要確保防水材料的粘稠度，不可太?。?。高壓灌漿，注入一定量的止水劑，當(dāng)發(fā)現(xiàn)止水劑在表面滲出，再灌注其他針頭，實(shí)現(xiàn)止水一小時(shí)之后，可敲出灌注針頭，如果針頭內(nèi)仍然存在沒(méi)有完成的發(fā)泡，需等待發(fā)泡完全完成之后，再填補(bǔ)空洞，最后清理干凈。

沉降縫處漏水鑿開(kāi)縫，清理縫內(nèi)水和雜物，用柔性帶伸縮的瀝青類(lèi)材料灌縫，灌到離底板面約8-19處，用強(qiáng)大的剛性水不漏等材料均勻的填入縫內(nèi)，厚度約3cm，在水不漏上放置砂紙，或棉氈等材料，在砂紙或棉氈上填入水不漏至與底板相平，在填的同時(shí)埋上止水針頭在水不漏

4.2 處理局部少量漏水的情況

4.2.1 結(jié)構(gòu)龜裂縫處滲漏水的處理。

施工縫的最低至5-10cm的地方，傾斜45度角，在結(jié)構(gòu)體厚度的三分之二深度處鉆孔，循環(huán)由低處鉆向高處，最好保持15-30cm的孔距。鉆孔到最高處，再一次埋入灌注針頭，設(shè)置完灌漿針頭之后，用高壓灌注機(jī)從上往下灌注止水劑，當(dāng)發(fā)現(xiàn)止水劑在結(jié)構(gòu)表面滲出，再去關(guān)注其他的針頭，其他操作按照以往程序的步驟進(jìn)行操作，直至發(fā)泡完成，填充空洞和最后清理。

4.2.2 蜂巢漏水的相關(guān)處理。

在蜂巢范圍內(nèi)鉆孔，鉆孔間距為20-30cm，在結(jié)構(gòu)體厚度的三分之二處停止鉆孔，埋設(shè)灌注針頭，并在鎖緊固定以后，將止水劑用高壓注漿機(jī)注入其中，灌注順序是從最低處的灌注針頭開(kāi)始灌注的，經(jīng)由止水劑發(fā)泡并填滿(mǎn)硬化后的蜂巢內(nèi)，止水劑從表面滲出時(shí)，再按順序向高處進(jìn)行灌注，止水劑和滲漏水反應(yīng)后就會(huì)將所有的大小細(xì)縫填滿(mǎn)，由此可以完全解決漏水的問(wèn)題，完成止水一小時(shí)以后，既可敲出灌注針頭，如針頭內(nèi)存在尚未完成的發(fā)泡，需等待完全發(fā)泡以后，再將空洞填補(bǔ)并清理干凈。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該地鐵的具體案例進(jìn)行分析研究，在地下水充沛，存在較多地裂縫的地質(zhì)條件下，基于滲漏水的成因分析盡可能采取因地制宜、剛?cè)嵯酀?jì)的地鐵工程防止?jié)B漏水措施。本文措施為更多地鐵的滲漏水問(wèn)題提供了科學(xué)的預(yù)防措施以及補(bǔ)救辦法，并且講科學(xué)的指導(dǎo)類(lèi)似的地下工程。

參考文獻(xiàn)：

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[2]《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50299-2018

[3]義蓬東二路站結(jié)構(gòu)防水施工圖

[4]《杭州地鐵8號(hào)線一期工程（義蓬東二路站）施工圖設(shè)計(jì)》（2019年1月）

[5]《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB/50108-2008）

[6]《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50208-2011）

[7]杭州地鐵8號(hào)線一期工程施工總承包土建工區(qū)三義蓬東二路站實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)

[8]我單位以往的同類(lèi)工程施工經(jīng)驗(yàn)