地铁车站结构渗漏及防治技术

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摘要：地铁车站结构出现渗漏就会影响车站主体结构的使用功能和寿命，影响人民的正常通行。因此，地铁车站应做结构渗漏的预防与处理工作。本文就地铁车站结构渗漏的原因进行分析，并对结构渗漏的防水技术与治理技术进行概述。

关键词：地铁车站；结构渗漏；治理；

中图分类号：U231+.2 文献标识码：A

一、工程背景

夏季连日暴雨过后，某地铁车站出现了车站主体、人行通道、车厢等漏水，不仅为市民出行和地铁运营带来较大影响。据悉此车站为单层双跨钢筋混凝土框架结构。车站围护结构采用φl200mm@2000mm人工挖孔桩支护，隧道进出口明暗分界处拱部1200范围内设φl08mm大管棚超前支护，进、出口各设一环。车站采用明挖顺作法施工，隧道区间采用暗挖法施工，土方开挖至大管棚高程后，进行大管棚导向管施工。大管棚导向管长50cm，孔口管中133 mm。大管棚φ108mm，长度为50m，中间搭接10m。车站主体封顶后进行暗挖隧道施工[1]。此工程渗漏主要集中在迎水侧墙、顶板和底板。渗漏按照直观表象分为点渗漏、面渗漏、线渗漏及其组合；按照部位分为施丁缝渗漏、贯通缝渗漏、穿墙管渗漏等。

二、地铁车站结构渗漏原因

原因不明的渗漏，往往是地铁车站自身结构存在裂缝缺陷，防水失效导致的漏水；部分是由于建设阶段抢工期，忽视了细部结构防水质量，防水的若干层次先天缺陷，造成渗漏；部分结构施工过程中，穿墙管、对拉筋、施工缝等处止水措施不到位，造成积水沿缝隙渗入[2]。本车站防水以混凝土结构自防水为主，顶板上采用聚氨酯涂膜防水，结构混凝土一旦开裂，侧墙就会渗漏。现就调查发现的本次车站结构渗漏原因进行分析：

（1）混凝土干缩产生裂缝。混凝土在凝固过程中，产生大量的水化热，随着混凝土内水分的蒸发，混凝土自身干缩产生裂缝。本车站结构的混凝土设计强度等级为C30，但实验数据显示混凝土强度等级达到了C40-C50。混凝土强度等级的提高，单位体积混凝土的水泥用量加大，水化热加大，混凝土更容易开裂。

（2）混凝土收缩产生裂缝。混凝土随温度的下降而产生收缩变形，结构混凝土受地下连续墙束缚，收缩变形受到限制而开裂，这是混凝土产生裂缝的主要原因[3]。再者，本车站主体结构第一、第二施工段的混凝土浇筑是在2010年7月至10月完成的，当时的天气十分炎热，与2011年冬天的温度相比，温差接近50度。这样，混凝土降温收缩率可以达到5*10-4，而混凝土的极限拉伸应变值为10-4，即使考虑混凝土的徐变性能，在慢速荷载作用下，也只能达到1.5*10-4。这表明混凝土降温收缩率远大于其极限拉伸应变，尽管设置了两条后浇带，结构施工采用了分段施工，混凝土收缩裂缝仍是难以避免的；而且，由于各种原因使本车站工期加长，经历了3年多时间，两端盾构出土孔及中间预留出土孔均未封堵，也加剧了裂缝的产生。

（3）应力释放产生裂缝。在开始做车站内衬结构前，支护结构采用地下连续墙加钢支撑，在内衬结构施工完成并达到设计强度后，进行钢支撑的拆除，钢支撑拆除后，原支撑部位受外部土压力作用产生内缩变形，致使内衬结构产生裂缝[4]。

（4）受到剧烈震动产生裂缝。混凝土结构受到剧烈震动，使混凝土内部产生拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，即产生裂缝。2011年底南端头井盾构施工的出土对结构存在一定的冲击，从而加剧了第一、二施工段裂缝的产生。

三、地铁车站结构渗漏治理技术

（一）面渗漏治理

确定渗漏位置后，在漏水面区域范围内，每隔100mm垂直埋设1个注浆止水针头，然后用F512高压灌注机灌注氯丁胶乳水泥浆，观察浆液的灌注情况，等大量的注浆材料渗出混凝土表面时，即可停止。若面渗漏区域混凝土为“狗洞”状，需要将渗漏区域的混凝土凿至密实混凝土基面，然后钻孔埋设注浆止水针头，表面采用氯丁胶乳水泥砂浆进行修补，隔天进行注浆处理。

（二）线渗漏治理

首先确定裂缝两端收口及再延长15cm的部位为凿槽截止位置。为确保开槽的完整性，首先用钢碟片切割边界(以直线转折)，深1cm即可，宽度不大于20cm。沿裂缝顺着切割边界剔成U型沟槽，沟槽深度至主筋暴露为止，深度原则为：钢筋保护层+主筋直径+lcm填充空间(一般能达到7cm)。使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔，钻孔必须穿过裂缝，但不得将结构打穿(壁后灌浆除外)。沿裂缝方向等间距埋置Φ6mm的铝管，并进行临时加固，使水流从铝管中流出，然后采用氯丁胶乳拌合水泥砂浆进行封补，隔天对铝管注浆，浆体为氯丁胶乳水泥浆。

（三）其他施工情况

本工程混凝土面渗漏采用上述施工工艺进行注浆堵漏，隔几天后发现仍然在渗漏。凿出后，发现混凝土骨料与骨料之间的空隙仍然较多，仍有大量的空隙未破浆体填允密实。针对此情况，对凿出部位埋置注浆嘴，用氯丁胶乳水泥砂浆进行封堵，待砂浆有强度后再进行注浆。注浆后，确认渗漏点不再渗漏.拆除注浆嘴并将同化的溢漏出的灌浆液清理干净，对修补处进行打磨处理。通过两次循环堵漏，原渗漏部位被封堵密实，堵漏效果达到(地下防水工程质量验收规范》一级防水等级的要求。

四、地铁车站结构渗漏预防技术

从本次地铁车站渗漏事件来看，我们在施工阶段应当做好车站主体结构的防渗施工，减少或避免渗漏问题的发生，现就以下预防措施进行分析。

（一）结构自防水技术

防水混凝土在应用上主要通过调整混凝土材料的级配,采用高效减水剂,适当增加水泥用量和选择适宜的水泥品种,提高砂率,采用较小的水灰比。控制大骨料粒径等措施,以改变毛细管的分布状态,增加混凝土的粘滞性,提高混凝土的密实度。浇筑混凝土的时机一定要把握好。浇筑混凝土之前,一定要及时排走围岩的裂隙水,不至于改变混凝土的水灰比,出现混凝土的离析现象[5]。

（二）围护结构的防水措施

主体围护结构防水主体围护结构（地下连续墙）的质量直接影响 内衬结构的自防水效果。而每幅地下连续墙的接缝是其薄弱环节，为保证接缝质量，必须检查邻幅槽壁的清刷工作，经反复清刷后的刷壁器上无结块泥团；混凝土浇筑时槽内泥浆比重应控制在设计和规范允许范围，同时必须保证混凝土具有较好的和易性；混凝土浇筑时要求连续紧凑，以避免由于浇注间隔时间过长而产生夹泥现象。

（三）缝的防水

图1 图2

在工程实践中，目前渗漏难以控制的主要是主体结构与附属结构之间施工缝的防水处理。不同车站主体结构与通道(风道)间施工缝在底板部位的防水构造存在较大的差异，图1中均采用“夹心饼干”的形式，施工缝设置了1—2道防水措施，从工程实践看，当主体结构与通道差异沉降较大时，由于底板下水压力很大，易出现渗漏问题，且堵漏难度大。图2中凿除了底板处的地墙混凝土，防渗漏效果较好。综上所述，今后此类施工缝可采用图3所示的防水构造设计，考虑到顶板处不易做到完全不渗不漏，为减小渗漏影响，在施工缝下部增设排水槽，同时凿除该部位处的地墙混凝土，将钢筋锚入通道顶板内。为了避免主体结构与通道之间变形导致施工缝的撑开而渗漏，可保留通道底板内的地墙钢筋，同时设置2道防水措施，这样能增强施工缝处结构的刚度，而主体与通道之间的差异变形主要由通道内设置的变形缝来完成。

图3图4

（四）结构顶板附加防水

顶板结构表面在混凝土达到强度后，需做低膜量聚氨酯防水涂料，因此要对基层的低凹部位，使用聚合物防水水泥砂浆修补平整，转角部位做到圆顺，阳角应打磨其尖角，并采取必要的加强措施。保持基面干燥清洁，均匀交错涂刷防水涂料。重点控制诱导缝、施工缝、平面与垂直面交接部位、顶板上有突出构筑物及预留孔洞部位等。在完成顶板附加防水层后及时做好隔离保护层。要求在施工时做到成品保护措施到位，避免损坏已完成的附加防水层，保证结构顶板的抗渗防漏性能。

（五）穿墙钢支撑、穿墙模板拉杆、泄水孔、穿板格构柱等部位

在地铁车站施工过程中，由于施工需要，常需将钢支撑、模板拉杆、格构柱等浇筑在侧墙或结构顶、底板中，这些节点处的防水若处理不当或不到位，将极易出现渗漏水。因此，对穿墙模板拉杆需设置止水片，有条件的情况下尽可能加大止水钢片的宽度。对于穿墙钢支撑，通常有圆钢管支撑头和H型钢支撑头两种，由于圆管支撑头对钢支撑的损耗太大，目前多采用H型钢支撑头。目前支撑端头大多只设置l道止水环，考虑到此处是防水的薄弱部位，建议今后增设1道止水环(单组分聚氨酯膨胀密封胶)，起到双保险的作用（图4）。

参考文献

[1]解秀涛.北京地铁黄庄站防水设计与施工技术[J].城市建设理论研究，2013（12）.

[2]张波.地铁车站接头防渗漏处理技术[J].建材与装饰，2013（03）.

[3]何滔.浅谈地铁车站的防水工程施工技术[J].科学之友, 2011(10).

[4]祁洪实.浅谈地铁车站防水工程的施工技术[J].城市建设，2012（08）.

[5]王希旺.地铁车站防水施工技术探讨[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2012(11).

[6]祝和意.广州地铁车站暗挖隧道防水施工技术[J].铁道工程学报，2011(01).