谈谈地裂缝地质条件下的地铁工程防水技术
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摘要：地裂缝是地质灾害中地面变形灾害的一种，它是直接或间接地恶化环境、降低环境质量、危害人类和生物圈发展的地质事件。西安地铁区间隧道六条线都几乎垂直或倾斜地穿过地裂缝，这些特殊的地质条件势必会给地下洞室的稳定性带来影响。为减少由于隧道施工而引起的地表沉降和变形所造成的对地面建筑物及地下设施的损害以及对周围环境的不良影响，必须对地表移动与变形进行正确预计。
中图分类号： TV543 文献标识码： A 文章编号：
西安的地裂缝特征比较典型，它受到构造活动和人为因素控制。构造活动是地裂缝形成的基础，人类活动导致了地裂缝活动加剧，且视其相对的强弱表现出不同的属性。西安地裂的人为属性表现为地裂强烈活动地段多位于承压水位降落漏斗及地面沉降的中心区;地裂有年内周期性变化规律(3一4月份快，9一10月份慢)，且与地沉的年周期变化基本一致，抽水量增加的区域内，地裂活动由隐伏到明显增强。
一、 诱导缝、变形缝防水措施
笔者所施工的地铁车站主体不设变形缝，采取在混凝上结构中易开裂的部位设置诱导缝的措施，可适当减少钢筋对混凝土的约束：将车站主体结构分为5个段，共设置4道诱导缝，确保避免发生有害裂缝。而在车站与风道、出入口、区间衔接处设置变形缝，变形缝宽度为20mm。变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带止水，缝间充填聚苯乙烯泡沫板,在变形缝内侧设接水槽，在变形缝外侧设外贴式止水带。见下图1、图2。
图1底板诱导缝纵剖面示意图图2侧墙变形缝防水构造平面示意图
二、施工缝防水措施
结构施工缝处设置钢板止水带，浇筑前应将先浇混凝土基面凿毛冲洗干净，并涂刷优质混凝土界面处理剂。环向施工缝间距宜取8～12米。
三、 穿墙管件的防水措施
穿墙管件(如穿墙管或接地电极等)穿过现浇混凝土结构的部位采用止水法兰和遇水膨胀止水条进行加强防水处理，同时根据选用的不同材料对穿过防水层的部位采取相应的防水密封处理。
四、 混凝土结构自防水施工
结构自防水是整个防水工程的主体，也是决定防水成败的关键，根据以往的经验，如果自防水不好，结构在相当长一段时间内会产生不断变化和发展的渗漏，处理代价大，施工困难。
结构自防水的核心问题是裂缝问题，主体结构采用高性能补偿收缩防水混凝土进行结构自防水，结构自防水混凝土的抗渗等级为P8，同时保证补偿收缩防水混凝土的低干缩率和高耐缩性，尽量减少混凝土在固化过程中出现裂缝，提高结构的抗渗性能。
保证防水效果的关键在于减少混凝土收缩。混凝土收缩成因主要包括水化收缩和降温收缩，为此从混凝土级配和混凝土养护两方面着手。
结构顶板掺加混凝土微膨胀剂，这是减少混凝土水化收缩的最根本措施。
1 混凝土浇筑
对应于防水要求，结构混凝土在运输与浇筑过程中防止混凝土产生漏浆、离析和尽量减少坍落度损失，混凝土实行分层浇筑，分层捣固，保证混凝土的密实，特别注意防止浇筑过程中出现冷缝。
(1) 浇混凝土过程中注意浇混凝土流向，一般每30～40㎝一层，同一层中沿一个方向浇筑，相领两层浇筑时间不超过2h，严防出现冷缝，控制混凝土的入模温度，夏天尽量安排在夜间浇筑混凝土。
(2) 浇混凝土前协调好商品混凝土的供应，既要保证浇混凝土的连续进行，又不能使混凝土罐车现场等候时间过长。
(3) 混凝土振捣采用Φ70振动棒，在钢筋密集处采用Φ30振动棒，转折较多或钢筋极为密集处可适当结合模外振捣。振捣间距应符合不同直径振动棒要求。
2 混凝土养护
防水混凝土在终凝后立即浇水养护，养护时间不少于14天，在养护期间使混凝土表面保持湿润。拆模时混凝土表面温度与环境温度差不得超过25℃，以防止混凝土表面产生裂缝。若温差＞25℃，应对混凝土表面采取保温措施。
(1) 顶板养护采用带模养护达100%强度方可拆模。
(2) 侧墙养护采用带模养护7天后立即使用养护液养护，养护液养护混凝土具有良好的保水性能。
(3) 底板养护采用浸水养护，斜腋处采用覆盖浇水养护。
五、 车站综合接地施工方案
(1) 本车站综合接地装置是由水平接地体和垂直接地体组成的人工接地体，引上线均与结构钢筋绝缘，同时考虑穿越结构底板时的防水问题；
(2) 如果接地网不要使用降阻剂，则水平接地体直接敷设于沟槽底部(无需设置降阻剂施放槽)，水平接地体沟槽及垂直接地体孔洞用素土回填。
(3) 接地网沟槽、孔洞中回填用的素土，可采用粘土或土壤电阻率的粉末状强风化岩。
(4) 水平接地体：仅对接地网周边水平接地体施放降阻剂。首先开挖沟槽，抽干内部积水。其次敷设水平接地体并按要求与相邻接地体连接。最后想降阻剂填充区灌注降阻剂，并保证水平接地体应处于降阻剂填充中心部位。(可在灌浆前对水平接地体进行必要的底部支撑)。降阻剂每米用量约19公斤。见下图3、图4。
图3垂直接地体断面示意图 图4水平接地体断面示意图
(5) 在向敷设完接地体的沟槽、孔洞中填充降阻剂或素土时，应使填充料与接地体充分接触，并夯实。
(6) 为配合车站施工，综合接地网敷设可分段进行：在阶段性施工结束后，应对完工部分的综合接地网进行接地电阻测量，以此推算出整体接地网的接地电阻值，如推算结果不能满足设计要求，在余下部分接地网敷设中应采取(例如添加降阻剂等)相应的补救措施。
总之，对于地裂缝环境下的地铁隧道，特别是横穿地裂缝的隧道结构，在地裂缝上下盘相对错动状况下，隧道衬砌在纵向将承受比正常情况下大得多的附加应力和变形，此时衬砌在结构强度和防水两个方面都可能失效，使隧道不能正常运营。为了搞清楚地铁隧道在地裂缝作用下的受力特征，需对地裂缝的几何特征和运动学特征进行分析，主要是上下盘的错动特征、错动影响范围、地表断坎的形态等。
参考文献：
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作者简介：
黄诚（1984- ）男（汉族），上海浦东，成人大专学历，主要研究方向：工程建设（施工）