明挖地鐵車站圍護結構防水設計及滲漏治理

王琳

：在改革開放的新時期，我國的經濟在快速發展，城市在不斷進步，城市的進步帶動地鐵的發展。探討了基坑圍護結構設計、模筑混凝土施工和圍護結構滲漏治理工藝，以解決地鐵明挖車站基坑滲漏問題，提升地鐵工程質量，保障地鐵建設與運營安全。

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

隨著我國城市建設的高速發展，為了達到地下工程、高層、超高層建筑物結構的穩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，給深基坑工程的設計施工帶來新的挑戰。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，將會使深基坑工程發生嚴重事故。從實際統計資料來看，多數深基坑事故與地下水治理不當有關，尤其是暴雨滲入、管道漏水等突發事件的危害更大。可以說地下水是深基坑工程的“天敵”，是導致深基坑工程事故的最直接的影響因素之一。降、排、止水方法是一項事關大局的工作。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著眼于設計和施工的需要，提供地下水的完整、準確、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，按作用機理可分為力學作用和物理化學作用兩大類。（1）力學作用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，從而會產生大面積地面的沉降或上浮。2）動水力：動水力的作用表現為滲流。滲流作用可能會產生潛蝕、流砂和涌土等滲透變形。從力學平衡來看，當滲流產生的向上的滲透力等于土的浮重度時，土體處于臨界狀態，便發生流砂。3）靜水壓力：在地下水位以下全部水壓力作用在圍護墻上。當坑內、外水位差較大時，可能會產生滲流作用，這將使主動土壓力稍有增加，而使被動土壓力顯著降低。（2）物理化學作用一方面含水率的減少會導致一些黏土層變弱及一些膠結巖石的崩潰，另一方面水能導致一些黏土層的膨脹，黃土層被水浸泡后原有的穩定結構會變弱，水能使石膏等物質的溶解，同時可能發生水合作用，產生的物質能腐蝕混凝土體。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的改變都會對基坑支護的穩定性造成很大的影響

（1）地下連續墻接頭質量差。地下連續墻采用型鋼接頭，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，導致兩幅槽段之間夾泥，滲漏或涌水涌砂現象。（2）地下連續墻成槽施工過程中存在質量缺陷。在地下連續墻澆筑過程中，因混凝土原因造成導管堵塞后斷樁，出現夾泥層，導致滲漏或涌水涌砂現象;接縫處混凝土擾流，造成接縫處成槽質量缺陷

3.1基坑圍護結構設計

本工程圍護結構采用直徑1000mm鉆孔樁加三道內支撐方案，圍護樁間設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，對支護結構產生壓力，造成不利影響。

3.3防滲帷幕設計

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，近基坑側較大;二是水中所夾帶細粒土的流失，導致粉土空隙率增大，骨架失去支撐，土體大面積流失，造成地面塌陷、板樁失穩等嚴重事故。在相鄰區域發生的基礎和地下工程（地鐵工程）事故中，絕大部分是因地下水控制措施不當造成的。因此，保持基坑周邊土體內及坑內基底土層內地下水的穩定，是本項工程的關鍵之關鍵。根據該場地的環境條件和水文地質條件，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，需要在基坑東側設置防滲帷幕;根據場地水文地質條件，同時考慮節省工程造價，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，每一段圍護樁內側模筑混凝土達到設計強度后開挖下一層土方。在做好施工準備后，清除樁面泥土及樁間浮土，放線測量以確定側墻外墻位置，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8mm鋼筋，并拉通線用以控制鉆孔樁混凝土鑿除面。采用風鎬對樁與擋板相交的保護層混凝土進行鑿除。鑿除到指定位置后，植入鋼筋，并鋪掛鋼筋網片，拼裝組合模板，澆筑混凝土。

3.5圍護結構防排水設計

地下車站結構的防水應遵循“以防為主、防排堵截相結合、剛柔相濟、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則，圍護結構具體防水措施如下：（l）加強連續墻的自防水，連續墻采用C30、P8的防水鋼筋混凝土;（2）加強連續墻的接頭防水，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個別滲漏點，則采取打設注漿管進行注漿止水，必要時注水泥水玻璃雙液漿;（3）在基坑內設施工集水井，及時進行抽排水;（4）為了避免基底被水浸泡后巖石軟化后強度降低，基坑挖至基底時應立即鋪設混凝土墊層、防水層，盡快施工結構底板與底梁。

3.6調整變形縫附近圍護樁

適當調整變形縫附近圍護樁的截面長度，保證圍護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斷的鋼筋在圍護樁內側箍筋位置進行補強，預留500mm長的止水帶上折并緊貼泡沫板外側，止水帶外側覆蓋一塊木板，用鐵絲固定在鋼筋籠上，以保護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，攤平圍護樁預留的止水帶與底板中止水帶焊接，圍護樁頂部預留一定長度止水帶與頂板止水帶焊接。

3.7圍護結構滲漏治理

因為車站端頭處于強風化板巖地層中，基巖裂隙水豐富，在施工模筑混凝土后，仍存在滲漏，因此本項目還對圍護結構滲漏進行了治理。首先在基坑內設置至少2個疏干井，在模筑混凝土側墻均勻設置盲管，將側墻盲管引至基坑底部設置的排水盲管中，并將排水盲管引流至降水井。針對滲漏較為嚴重的車站北段，進行注漿處理。在鉆孔樁間土中心打設150cm深、豎向間距60cm的水平孔。基底打設1.5m×1.5m梅花形孔，長4m。鉆孔完成后，進行鋼花管注漿處理，通過漿液快速凝固的特性填充基巖裂隙，截斷滲入模筑混凝土基面的流水通道以達到止水效果。根據地質情況及堵水施工要求，充分考慮各種注漿材料的技術指標和經濟性，為確保堵水效果，以水泥水玻璃雙液漿為主，進行基坑第一、第二段基底和樁間試驗段注漿。

3.8防水層施工技術

第一，底板中的 PVC 防水卷材應先進行預鋪，并將疏松的板材按照其輪廓鋪設在基層上，保證其平整度，避免出現扭曲、褶皺的問題。同時，在開料前，應認真進行放樣，減少接頭的出現，并將接頭位置設置成“丁”字形，并保證接縫處表面清潔。并且在焊縫過程中，應采用自動爬行式雙縫焊接機進行焊接，其有效焊接寬度不得小于10mm，保證其焊接密實，且相鄰兩卷材接縫位置應錯開30mm。第二，側墻中的 PVC 防水卷材可以直接鋪設在圍護結構墻上，并與墊層混凝土中的防水卷材連接，在鋪設前，使用射釘槍將射釘、墊片以及土工布固定在圍護結構墻上，防水卷材應進行懸掛預鋪，將疏松的板材緊貼相鄰已鋪設好的防水卷材上，保證其平整、順直。同時，焊縫采用自動爬行式雙縫焊接機進行焊接，并按照“由上到下”的順序進行。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行嚴格控制，還應對涂抹次數和用量進行控制。施工人員在結構基層質量驗收合格后，應在基層上涂刷聚氨酯防水膜，待其底層風干后，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層，最后涂刷一層大面防水層。

防水工程的質量關系到地鐵車站的結構安全和耐久性，對保證地鐵的安全運營至關重要。本項目采用以上系統的圍護結構施工方案，提高了圍護結構的防水效果，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。該站目前已經投入運營，整體防水效果優異，以上圍護結構設計和滲漏處理方案可以在富水地區地鐵車站中推廣。

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