潛水變化區(qū)域明挖地鐵車站結構滲漏治理技術

摘要：經調查掌握了北京市軌道交通某地下結構的地鐵車站水文地質和滲漏情況，基于此分析了滲漏原因，提出了該地鐵車站結構滲漏治理方案。選擇水泥基滲透結晶和改性環(huán)氧樹脂治理材料，實施表面封閉法和注漿填充法的治理工藝，取得了顯著的治理效果，達到了減滲堵漏的預期治理目的。

關鍵詞：潛水區(qū)域；地鐵車站；地下結構；滲漏治理；注漿填充

0 引言

與地上車站相比，地下車站具有病害隱蔽性強、長期水環(huán)境、病害處理難度大等特點。而隨著運營時間的不斷增加，越來越多的地下車站出現了變形縫、施工縫、結構裂縫等部位滲漏水現象，地下車站滲漏治理工程已經逐漸成為軌道交通行業(yè)的研究熱點之一。

朱海龍[1]調查膨脹性泥巖地質條件下的車站結構滲漏水原因，有針對性地提出了滲漏的治理措施。葛文浩[2]等研究了在地下水位上升條件下的北京地鐵車站滲漏的系統(tǒng)性治理原則和方案，提高了車站滲漏治理的耐久性。葛超[3]深入分析了巖溶地區(qū)地鐵結構滲漏的出現規(guī)律及產生原因，總結了富水巖溶區(qū)域結構滲漏病害的整治技術。此外，激光掃描技術、監(jiān)測預警技術等新型技術對地鐵滲漏的檢測和監(jiān)控起到了重要作用[4-7]。

本文依托正在運營的北京市某明挖地鐵車站結構滲漏水治理項目，分析了該車站滲漏分布范圍及規(guī)律，針對滲漏的不同類型制定了相應的治理方案并予以實施。

1 工程概況

1.1 車站所處區(qū)域水文地質

北京市軌道交通某明挖地鐵車站所處地層以巨厚卵石層為主，地下水主要為孔隙水（潛水），分布在埋深約為16m的卵石地層中。該車站區(qū)域地下水特征如表1所示。

該車站區(qū)域潛水的動態(tài)與大氣降水關系密切。北京市每年5～7月份為大氣降水的豐水期，地下水位自5月份開始上升，6～7月份達到當年最高水位，隨后逐漸下降，至12月份達到當年的最低水位，平均年變幅約為2m。車站下伏基巖起伏大，潛水位于山前聚水漏斗中，年變幅較大，約可達3～8m。北京市近5年地下水位變化情況如圖1所示。

1.2 車站滲漏水情況調查

1.2.1 調查結果

該車站于2008年開通運營，建成約5年左右開始陸續(xù)出現滲漏情況。自2021年之后，滲漏數量及范圍呈增多趨勢。于2023年對該車站進行滲漏專項調查，發(fā)現其滲漏類別（位置）主要是變形縫、施工縫、結構裂縫以及結構面滲漏，滲漏級別（程度）多樣，有濕漬、滴漏、線流、股流、涌流等。該車站滲漏病害調查結果如表2所示。

1.2.2 數據分析

從表2可以看出，該車站滲漏嚴重的位置是施工縫和變形縫，其滲漏量合計為580.2m2，占滲漏總量的83.30%。其中施工縫的滲漏量為399.7m2，占滲漏總量的57.39%；變形縫的滲漏量為180.5m2，占滲漏總量的25.91%。施工縫和變形縫的滲漏點位合計為41處，占51處滲漏總點位的80.39%。其中施工縫的滲漏點位為29處，占滲漏總點位的56.86%；變形縫的滲漏點位為12處，占51處滲漏總點位的23.53%。結構裂縫與結構面滲漏量和滲漏點位均較少。

2 車站滲漏主要原因

根據該車站滲漏水調查情況，查找造成該車站結構滲漏的主要原因有以下5個方面：

一是變形縫的止水帶老化破損，造成局部材質薄弱，導致滲漏；變形縫處的外包防水層粘貼不密實，存在初始破損問題，導致滲漏。

二是車站結構分塊澆筑，形成較多不規(guī)整的施工縫，容易產生滲漏；車站建在市區(qū)，交通受限，混凝土供應不連貫，澆筑周期長，造成冷縫，導致滲漏。

三是車站存在原生的潛在裂縫或滲水通道，例如對錨桿處理不到位引起的側墻滲漏、頂板及底板厚度較大引起溫度裂縫等，都會產生貫穿結構厚度的裂縫，在防水板失效的情況下，滲漏產生的概率大幅度增加。

四是止水帷幕在底部較難保證其咬合距離產生長期止水效果，現階段止水灌漿材料耐久性較難保證，造成止水帷幕體系失效，導致滲漏。

五是車站潛水水位較低，穩(wěn)定水位位于車站結構中板位置附近，水位常年變化較大，對車站產生周期性變化荷載，造成車站結構裂縫的發(fā)展，導致滲漏。

3 富水區(qū)域車站結構滲漏水治理方案

3.1 治理方案

考慮到車站所處潛水區(qū)地下水位逐年上升，結構水壓力不斷增大的情況，在治理滲漏時應具有一定的前瞻性，因此以0.2mm縫寬作為該車站劃分不同治理方案的判定條件。該車站滲漏治理方案如表3所示。

3.2 材料選擇

根據該車站滲漏治理方案，選用水泥基滲透結晶、改性環(huán)氧樹脂作為裂縫的堵漏材料。

3.2.1 水泥基滲透結晶材料

水泥基滲透結晶材料主要用于表面封閉。水泥基滲透結晶材料具有以下3個優(yōu)點：一是超強滲透能力，能滲入混凝土表面5cm以上；二是具有極強的化學滲透和催化結晶能力，使混凝土基層具有優(yōu)異的抗?jié)B性能，能長久抵抗120m以上水頭的高水壓；三是具有優(yōu)異的自愈能力，產品中獨有的活性物質，遇水被激活，促使水泥再產生新的結晶體，可以封堵0.4mm以下的裂縫，從而把滲漏水堵住。水泥基滲透結晶材料技術參數如表4所示。

3.2.2 改性環(huán)氧樹脂材料

改性環(huán)氧樹脂材料適用于鉆孔注漿、騎縫注漿。改性環(huán)氧樹脂材料具有以下4個優(yōu)點：一是漿液粘度低、可灌性好；二是固化物粘度高、韌性好，收縮率低，可用于修復嚴重破損的混凝土裂縫；三是與基材粘接強度高，經灌漿處理后的裂縫不易重新開裂與滲漏；四是耐化學品性能好，可耐大多數有機溶劑、酸、堿、鹽以及有機微生物侵蝕。改性環(huán)氧樹脂材料技術參數如表5所示。

3.3 治理工藝

3.3.1 表面封閉法

首先測定裂縫寬度，確定裂縫長度；其次進行表層處理，用噴砂機或打磨機打磨平整，直至露出堅實的骨料新面，并用鋼絲刷及壓縮空氣將混凝土碎屑、粉塵清除干凈，處理寬度為裂縫縱向100mm、左右兩側各200mm；最后分層多遍涂刷水泥基滲透結晶材料，涂刷方向應一致、涂刷厚度應均勻無積洼，涂覆量≥1.5kg/m2，涂層厚度≥1.0mm。

3.3.2 注漿填充法

實施注漿填充法，應按下述順序對滲漏位置進行治理：將裂縫周邊混凝土進行基面清理，沿裂縫長度方向放線。使用混凝土切割機沿裂縫長度方向切割槽口，使用電鎬鑿除槽口內的混凝土。槽口寬度視裂縫寬度在40～50mm之內選擇，槽口深度為30mm，且不超過混凝土凈保護層厚度。清理槽內浮渣及灰塵，拌合快干水泥，使用瓦刀將快干水泥在槽內均勻磨平，外邊與混凝土結構齊平。鑿槽時不得損傷原有結構內的鋼筋，并應采取可靠措施保證嵌補的快干水泥不掉塊。

使用電鉆在裂縫一側傾斜鉆孔，斜孔穿d2a6171bbb688f252c0bbea039edf510c6bc0c6bf5382b0d1259195ca4e06e3b過裂縫，鉆孔角度為45～60°，孔徑為14mm，孔深為結構厚度的1/3～1/2，鉆孔間距為300～500mm。清孔后安裝短針頭，將改性環(huán)氧樹脂注漿液注入裂縫，填滿裂縫空隙。填補完成后拆除注漿針頭并用快干水泥封孔。

裂縫兩側一定范圍內涂刷水泥基滲透結晶防水涂料≥3道，涂刷方向應一致、均勻無積洼，涂覆量≥1.5kg/m2，涂層厚度≥1.0mm。前后兩次涂刷方向相互垂直，并按照材料要求進行養(yǎng)護。該車站結構裂縫注漿填充方法如圖2所示。

4 治理效果

該車站滲漏位置治理完成后進行了質量驗收，驗收標準及驗收情況如表6所示。

治理前，該地下車站共有51處滲漏，面積共計696.5m2。治理后，線流、股流、涌水現象消失，濕漬及滴漏面積共計1.6m2，漏水處共計10處，治理效果非常顯著，基本達到減滲堵漏的目的。

5 結束語

與地上車站相比，地下車站具有病害隱蔽性強、長期水環(huán)境、病害處理難度大等特點。而隨著運營時間的不斷增加，越來越多的地下車站出現了變形縫、施工縫、結構裂縫等部位滲漏水現象。本文以北京某車站為例經過現場調查，掌握了該車站滲漏的具體位置及分布情況。針對不同類型的滲漏采用了有針對性的治理措施，并將填充注漿的裂縫寬度判定標準由0.3mm調整為0.2mm。經過徹底的滲漏治理，該車站滲漏面積由696.5m2降至1.6m2，滲漏點位由51處降至10處，取得了顯著的治理效果。

參考文獻

[1] 朱海龍.淺談膨脹性泥巖地質地鐵車站滲漏水處治措施[J].四川建筑，2023，43（5）：64-65.

[2] 葛文浩，劉國強，曹玉新，等.地下水位上升條件下地鐵車站滲漏治理研究[J].城市建設理論研究（電子版），2023（28）：183-186.

[3] 葛超.溶區(qū)地鐵結構滲漏水病害分析與整治技術[J].交通科技與管理，2023，4（17）：63-65.

[4] 彭華，楊廣武，王燕凱，等.既有地鐵結構滲漏監(jiān)測預警平臺的設計和應用[J].市政技術，2023，41（10）：247-256+269.

[5] 羅喻真，楊統(tǒng)，加松.徠卡P50三維激光掃描儀在地鐵隧道竣工測量中的應用[J].河南科技，2023，42（18）：14-18.

[6] 周寶定，謝沛瑤，郭文浩，等，基于激光點云灰度圖像的隧道滲水病害檢測[J].測繪通報，2023（8）：34-39+90.

[7] 于洪亮，李東彪，高瑋，等.基于地質雷達與激光掃描的隧道檢測現狀分析[J].長沙理工大學學報（自然科學版），2023，20（3）：102-117.