城市運營地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏原因及治理措施

周小鋒

中鐵一局集團城市軌道交通工程有限公司

1 引言

現(xiàn)階段，在人們的生活中經(jīng)常可以見到的問題就是城市地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏了，城市地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏問題對地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的安全性會造成不利影響，與此同時對其穩(wěn)定性也會造成一定的干擾，很大程度上增加了地鐵運行的安全風(fēng)險。基于此，文章結(jié)合實際案例，對城市運營地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏原因及防治措施進行了詳細(xì)分析，以期能夠為相關(guān)業(yè)界人士提供有效參考。

2 城市運營地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏特征、類型及危害

2.1 危害

滲漏問題帶來的危害有：會引起車站內(nèi)設(shè)施損壞、設(shè)備故障等現(xiàn)象，會使內(nèi)裝修裝飾材料變霉，會對車站外觀美觀性造成影響。比如，滲漏引起吊頂服飾、地板石材浸漬等。另外，滲漏問題不但會影響地鐵正常運行，而且到后期滲漏治理成本較高，使得地鐵車站經(jīng)濟遭受損失。

2.2 類型

以復(fù)合式地鐵車站滲漏為例，其主要特征有:首先，開裂滲漏現(xiàn)象重點匯集在頂板、中板與內(nèi)襯墻面，且大多數(shù)接近頂板、中板與側(cè)墻交匯位置，而底板滲漏不常見，甚至是沒有。其次，滲漏現(xiàn)象比較明顯的是“三縫”，即變形縫、施工縫以及誘導(dǎo)縫等。最后，側(cè)墻的支撐頭、穿墻管附近等特殊部位會產(chǎn)生宏觀裂縫，或者孔洞，進而發(fā)生滲漏。

2.3 特征

例如XX 城市地鐵1 號線，其結(jié)構(gòu)滲漏種類包括：一是施工縫滲漏；二是孔洞口部位滲漏；三是車站離壁溝滲漏。城市運營地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏具有諸多特征，如干擾范圍大、涉及專業(yè)多、滲流不確定、治理難等特征，對城市地鐵站的正常運營帶來嚴(yán)重危害。

3 引發(fā)城市運營地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏的主要原因

3.1 施工縫滲漏

（1）設(shè)計因素。導(dǎo)致防水失效的原因有設(shè)計因素，主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，設(shè)計者不夠認(rèn)識結(jié)構(gòu)防水的重要性，設(shè)計過程中，對于漏水會影響結(jié)構(gòu)的整體安全性一般都會忽略掉，在確定設(shè)計方案時，它沒有完全遵循地鐵站的結(jié)構(gòu)特點，過多地關(guān)注了規(guī)格要求，從而導(dǎo)致設(shè)計缺乏針對性，同時缺乏合理性。第二，在防水施工中，應(yīng)按照防水技術(shù)規(guī)范使用防水卷材，同時使用注漿管，以此來達到預(yù)防的目的，但是，隨著使用時間的延長，會影響到變形縫和施工縫的防水設(shè)置，將會對其防水效果造成影響。

（2）施工因素。在施工中，如果存在以下情況，例如注漿管位置不當(dāng)、位移等，則會使后期注漿不能順利實施；施工開挖中，如果破壞防水卷材，則不能對新建結(jié)構(gòu)進行有效連接；基面不平整，尖銳，而破壞防水材料等。上述問題都會導(dǎo)致防水系統(tǒng)失效，引發(fā)滲漏問題。另外，在施工中存在施工不符相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)不合格等問題，也極易引起滲漏問題。

（3）結(jié)構(gòu)變形。地鐵車站主體結(jié)構(gòu)因為外力作用會變形，從而引發(fā)滲漏現(xiàn)象。一是，地下結(jié)構(gòu)環(huán)境不平衡，引起車站結(jié)構(gòu)變形，以致防水系統(tǒng)失效，這主要是因為地下環(huán)境特殊外力的施壓，舉個簡單的例子，圍巖松弛地壓、地震、塑性地壓、承載力薄弱等，引發(fā)的地鐵主體結(jié)構(gòu)變形，嚴(yán)重時可能引發(fā)地鐵主體結(jié)構(gòu)開裂，最終導(dǎo)致局部防水層承受壓力、拉伸力、剪力越來越大而對地鐵主體結(jié)構(gòu)造成破壞。二是，施工過程，需要降水，依據(jù)地下水動力學(xué)以及部分固結(jié)理論，在排水過程中，清除大批量的固體物質(zhì)（含水層），水位下降，降低了底層孔隙凈水壓，進而導(dǎo)致地面產(chǎn)生沉降。施工完成以后，當(dāng)水位恢復(fù)時，會提升結(jié)構(gòu)物的水位，地下水會產(chǎn)生較大的浮力，這就對土壤的承載力以及重力進行降低。

3.2 離壁溝等特殊位置滲漏

（1）設(shè)計因素。在設(shè)計中，因為離壁溝等位置水溝擋水坎等為小微構(gòu)建，極易被忽略，其設(shè)計簡單，以致設(shè)計施工缺乏規(guī)范性，發(fā)生滲漏。比如，未對陰角防水進行設(shè)置、對滲水通道不能有效切斷等。

（2）施工因素。施工期間，在擋土墻和遠(yuǎn)離壁溝的其他部分上進行二次混凝土澆筑，但是，因為截面尺寸相對較小，所以必須對人工振搗進行使用，如此一來，就很難控制振搗的質(zhì)量，對于混凝土自防水密實性的要求也不能得到滿足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)泄漏通道。除此之外，擋土墻基礎(chǔ)表面的清理和變形和模板的加固不足等不合理的處理方法在擋土墻底部形成了滲漏通道，促進了滲漏的構(gòu)成。

4 城市運營地鐵車站結(jié)構(gòu)滲漏防治措施

4.1 快干水泥封堵法

城市地鐵車站結(jié)構(gòu)的建設(shè)是大體積混凝土的澆筑，在施工過程中，不均勻的散熱通常會導(dǎo)致混凝土中的溫度應(yīng)力開裂，長期靜水侵蝕后，會出現(xiàn)應(yīng)力裂縫或潮濕，泛濫等現(xiàn)象，這種小型洇滲點通常無壓力，可以選擇速干水泥堵漏和U形小凹槽處理。運用電動切割機在裂縫兩側(cè)15mm 處切割兩條縫，縫深約為30mm，長度大于裂縫兩端200mm～300mm 左右。用電錘鑿掉縫隙之間的混凝土，形成一個U形的小槽，U形小槽的尺寸和平面度必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，不能侵入凹槽外的混凝土，在凹槽兩側(cè)100mm內(nèi)鑿毛。清潔槽體和槽體側(cè)面，涂上防水材料砂漿層，將速干水泥與清水混合，用混合的速干水泥填充U形小凹槽，并將改性環(huán)氧聚合物水泥粉抹在槽幫兩面的混凝土表面，需抹3mm。此方法用于材料選擇，通常，初始設(shè)置時間為1.3min，終凝時間為4min～5min。

4.2 接水槽排水法

排水箱排水方法主要用于處理同一結(jié)構(gòu)截面的滲漏點治理中，變形縫和施工縫光滑連續(xù)，縫寬準(zhǔn)確的滲漏點治理中。接水槽材料通常使用不銹鋼，槽深需在30mm 之上，寬度為300mm，1mm 為不銹鋼厚度。在水平槽部分，布置一個2‰的人字形坡度或一個人字形的坡度，以排泄到側(cè)壁排水溝。基面和水箱用單組分聚氨酯密封劑密封，并用M-8不銹鋼膨脹螺栓固定，每個螺栓之間的距離小于250mm。集水箱的重疊長度超過100mm，并且上集水箱必須包裹在下集水箱周圍，以防止水泄漏。水槽排水法更適合于反復(fù)出現(xiàn)并沿間隙連續(xù)轉(zhuǎn)移的線性滴落點，可以通過傳遞水流來實現(xiàn)滲漏治理點的目的。但是需要特別注意的是，需合理控制接槽的角度，與此同時合理控制接槽的密封性。

4.3 注漿封堵法

在處理滲漏水時，這種方法是最常用的，適用的位置主要是在空間允許鉆孔的位置。根據(jù)灌漿材料的不同，灌漿管可注入單漿、雙漿、樹脂、聚氨酯等，其中常用的雙組分改性環(huán)氧樹脂灌漿材料，結(jié)合小型電動灌漿泵，可直接鉆取泄漏點，然后用灌漿針進行灌漿，泥漿實現(xiàn)遇水膨脹，有效封堵泄漏點。該材料密封效果好，攜帶方便，對施工機具要求低。具體來說，首先要清除混凝土表面的雜物，鑿除蜂窩狀和松散結(jié)構(gòu)，用壓力水沖洗露出堅硬的基層；其次要布置灌漿孔，灌漿孔位置距裂縫約110mm，錯開空位，間距250mm，傾角約60°，孔深約250mm，孔徑大于12mm，最后用壓力水沖洗灌漿孔，預(yù)埋灌漿管口，選用高強度堵料封堵灌漿管口，與鉆孔相結(jié)合。另外，灌漿前要進行壓力調(diào)試，調(diào)整首孔灌漿時裂隙和地下水的壓力，以確定穩(wěn)定壓力。

5 工程概況

XX 省XX 地鐵站的東西布局為地下三層島式車站，采用明挖，平整的施工方法。該車站是露天的地下三層13m 島車站。第一地下層是車站大廳層，第二地下層是設(shè)備層，第三地下層是平臺層。車站圍護結(jié)構(gòu)的總長度為146.5m，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.9m，中心覆土厚度約4.1m，底板埋深26.36m～29.35m。

5.1 滲漏情況與原因

（1）情況。根據(jù)漏水的狀態(tài)，漏水的形式可以歸結(jié)為點滲漏，表面滲漏和線滲漏，點滲漏主要位于底板，側(cè)壁上有蜂窩狀凹坑的表面和結(jié)構(gòu)性的嵌入式位置；表面滲漏重點表現(xiàn)在側(cè)墻施工縫或蜂窩點蝕表面上；線滲漏重點表現(xiàn)在主體結(jié)構(gòu)的施工縫和變形縫中。

（2）原因。根據(jù)XX省XX地鐵站漏水的出現(xiàn)狀況，漏水的原因可總結(jié)為：①結(jié)構(gòu)混凝土自防水失效或外防水層損壞的主要原因。②由于施工縫粗糙，清潔和界面處理不到位，振搗不到位，導(dǎo)致新舊混凝土連接不充分，是結(jié)構(gòu)滲漏的關(guān)鍵原因。③混凝土主體的溫度變化和收縮裂縫以及建筑冷縫的泄漏。④地鐵正在運營時，由于振動和其他原因，混凝土薄弱部位有裂縫和滲漏。⑤沒有正確構(gòu)造施工縫，變形縫和結(jié)構(gòu)連接處的詳細(xì)防水措施。例如，變形縫的止水口沒有被很好地掩埋，這是造成結(jié)構(gòu)泄漏的根本原因。

5.2 滲漏治理措施

（1）地鐵車站滲漏治理原則。①應(yīng)確定水源，漏水的位置和漏水水量的大小，并遵循“預(yù)防，排水，攔截和阻塞”的原則，并采取預(yù)防，剛性和柔軟性合并，適應(yīng)性，因地制宜等原則，還應(yīng)進行綜合管理。②結(jié)構(gòu)強度不宜被減弱，與此同時也不宜被損壞。③處理應(yīng)遵循以下原則：先大泄漏，再小泄漏和點狀泄漏，最后集中堵漏。④灌漿法和下沉法，即堵水法和排水法是滲水的主要處理措施。

（2）注漿法。①通過高壓注漿設(shè)備在混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫中注入注漿防水材料（堵漏劑），與此同時延伸到全部的裂縫，對全部裂縫填滿，灌漿防水材料與水接觸以后，會產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，將釋放諸多二氧化碳并產(chǎn)生2次滲透壓，設(shè)備的高壓推力和二次滲透壓壓入彈性體，與此同時填充全部空隙，以此來達到堵塞的目的。②對注漿法進行積極、高效的應(yīng)用。通常情況下，在施工縫和冷縫混凝土自應(yīng)力裂縫的處理中會應(yīng)用到注漿法，與此同時，在混凝土變形縫以及蜂窩點蝕表面的滲漏處理中也比較適用。③施工過程，鉆孔灌漿：第一步施工準(zhǔn)備；第二步清理泄漏部位的雜質(zhì)；第三步鉆機；第四步埋管。堵漏施工過程：第一步灌漿針堵頭，第二步注漿，第三步觀察和維護，第四步拔針，第五步驗收。④灌漿材料的特性。灌漿材料的性能必須要特別高。環(huán)氧樹脂和雙液是在XX省XX地鐵站的2號線地鐵運營中用于灌漿和堵漏的關(guān)鍵灌漿材料。⑤注意事項，鉆孔：鉆機的鉆頭長度大于等于350mm，并沿接縫布置鉆孔，鉆孔角度通常為30°～45°。灌漿：首先，在灌漿過程中必須保持清潔；然后在灌漿完成后，應(yīng)及時用水沖洗溢流物，以防止結(jié)構(gòu)表面被污染；最后，在灌漿完成后應(yīng)及時清洗灌漿泵。

（3）接水槽法。①本方法的原理，近些年來，集水箱法屬于一種對鐵路隧道滲漏的新方式之一。假設(shè)注漿效果不理想，則需對儲水箱法進行使用。在泄漏點外側(cè)安裝并固定水接收箱。通過集水箱，來自施工縫，螺栓鉆孔，注漿孔以及裂縫的水會流入兩側(cè)的排水溝，與此同時通過地漏排出水，進而防止泄漏的水對站臺造成影響。在泄漏處理過程中，采用PVC 材料或304 不銹鋼制作半截面水箱。為防止側(cè)面泄漏，水箱的兩端均密封。②施工過程，水槽的施工方法：預(yù)制水槽→施工準(zhǔn)備→清理滲漏部位的雜質(zhì)→安裝水槽→排水管→固定并關(guān)閉排水箱→觀察維修→驗收。③注意事項，堵塞：安裝后要注意集水箱的密封性，特別是非排水端側(cè)以及與接觸到的墻面的堵塞和密封性；滲漏處裂縫的處理：如果滲水量相對比較大，應(yīng)對裂縫是否有增長的趨勢，是否影響結(jié)構(gòu)強度進行特別注意。

6 結(jié)束語

為對城市交通壓力進行有效緩解，城市軌道交通已逐漸成為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容。在地鐵工程建設(shè)過程中，車站結(jié)構(gòu)滲水問題嚴(yán)重影響了地鐵施工質(zhì)量，與此同時，還影響著地鐵運營的穩(wěn)定性和安全性。針對地鐵車站結(jié)構(gòu)的滲漏問題，要堅持多重防御工事的原則，具體問題具體分析，全方位管理，監(jiān)測和預(yù)防等，將防水設(shè)計以及滲漏處理工作做好，進而保障地鐵站運行的穩(wěn)定性以及安全性。