劉軍艦 李映春

(后勤保障部工程兵第四設(shè)計(jì)研究院,北京 100850)

關(guān)于地鐵工程中地下結(jié)構(gòu)防水問(wèn)題的思考

劉軍艦 李映春

(后勤保障部工程兵第四設(shè)計(jì)研究院,北京 100850)

簡(jiǎn)述了地鐵工程中地下的防水要求和防水設(shè)計(jì)，分析了地鐵工程中地下結(jié)構(gòu)的滲漏現(xiàn)象及原因，并從結(jié)構(gòu)防水的選型與變形縫設(shè)置兩方面，探討了地鐵結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，同時(shí)提出了相應(yīng)的解決策略，有利于提高地鐵地下結(jié)構(gòu)的防水效果。

地鐵，結(jié)構(gòu)防水，變形縫

0 引言

地下結(jié)構(gòu)滲漏水是地鐵工程中的一個(gè)主要問(wèn)題，其與地鐵施工的整體水平有著密切的聯(lián)系，工程結(jié)構(gòu)防水處理是設(shè)計(jì)和施工都必須要十分重視的問(wèn)題[1]。本文闡述了地鐵工程中地下的防水要求和防水設(shè)計(jì)，分析了地鐵工程中地下結(jié)構(gòu)的滲漏現(xiàn)象及原因分析，針對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 地鐵工程中地下的防水要求和防水設(shè)計(jì)

地鐵工程地下結(jié)構(gòu)的防水措施十分重要，在防水設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將預(yù)防放在首位，之后結(jié)合防排，根據(jù)實(shí)際情況綜合治理。同時(shí)，為了保證車(chē)站及機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行，應(yīng)注重隧道結(jié)構(gòu)的干燥，不得出現(xiàn)濕漬的現(xiàn)象。另外，隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)防止出現(xiàn)線(xiàn)流與漏泥砂的現(xiàn)象。

2 地鐵工程中地下結(jié)構(gòu)的滲漏現(xiàn)象及原因分析

在設(shè)計(jì)過(guò)程中都會(huì)有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)防水措施，但在實(shí)際中還存在著滲漏問(wèn)題。常見(jiàn)的滲漏主要有這幾種：1)結(jié)構(gòu)縫漏水，包括兩種，分別為變形縫漏水、施工縫漏水；2)局部混凝土面滲漏；3)混凝土開(kāi)裂導(dǎo)致的漏水。對(duì)于滲漏的原因一般為這三點(diǎn)：1)在進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，有的地方需要用螺栓固定，如果缺少螺栓，或者止水片沒(méi)有焊好都會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象；2)沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)拆模，或者由于施工時(shí)強(qiáng)行擰卸螺帽，導(dǎo)致螺栓在混凝土中松動(dòng)形成透水通道；3)施工人員沒(méi)有按照要求做好防水封堵工作。

結(jié)構(gòu)縫漏水中的變形滲水問(wèn)題主要是止水帶埋設(shè)位置不準(zhǔn)確，或者是由于止水帶周?chē)炷恋拿軐?shí)度沒(méi)有達(dá)到要求[2]所致。一般最常見(jiàn)的原因是由于固定止水帶的端頭模板支模剛度不足，尤其在澆灌混凝土振搗過(guò)程中，如果模板出現(xiàn)變形的問(wèn)題，止水帶就會(huì)被迫移位，混凝土無(wú)法充分的振搗，最終導(dǎo)致混凝土的密實(shí)度無(wú)法達(dá)到要求。對(duì)于這種情況，在施工過(guò)程中采用盒式端頭模板，能夠有效改善這種現(xiàn)象。

還有漏水現(xiàn)象是發(fā)生在邊墻和板的水平接縫上。如果遇到這種情況，主要是由于邊墻模板過(guò)高，在澆灌邊墻混凝土?xí)r沒(méi)有按照相關(guān)的要求實(shí)施，導(dǎo)致混凝土從墻頂模板口自由落下，最終導(dǎo)致相互脫離的現(xiàn)象發(fā)生[3]?；蛘哂捎谶^(guò)高的墻導(dǎo)致底部振搗受到一定影響，甚至發(fā)生漏振的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致不均勻的混凝土，最終形成透水通道。對(duì)于解決這種問(wèn)題，可采取有效的施工措施來(lái)解決。

地鐵結(jié)構(gòu)漏水占據(jù)一定比重的就是混凝土結(jié)構(gòu)裂縫漏水，漏水裂縫一般與線(xiàn)路結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)方向垂直，主要是由于結(jié)構(gòu)混凝土收縮所造成的裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)的收縮在實(shí)際中很難避免，在混凝土收縮率逐漸增大時(shí)，收縮裂縫的現(xiàn)象將很難避免發(fā)生。

導(dǎo)致施工漏水的原因十分復(fù)雜，有的是由于沒(méi)有采取有效的施工技術(shù)所致。如果在施工過(guò)程中采用遇水膨脹橡膠止水條，但遇到水時(shí)，將會(huì)以較快的速度膨脹，在濕作業(yè)下，還沒(méi)有進(jìn)行混凝土的澆筑就已經(jīng)膨脹完成，使其遇水膨脹止水作用無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。同時(shí)，如果在施工中沒(méi)有處理好止水條的固定，在澆混凝土?xí)r，止水條與已硬化的混凝土可能會(huì)出現(xiàn)脫離的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致施工縫漏水的問(wèn)題。因此，為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)從源頭上解決，應(yīng)保證選用的材料質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，遇水膨脹橡膠止水條應(yīng)當(dāng)保證其良好的性能，做好材料的質(zhì)量把關(guān)十分重要。

上文所述幾點(diǎn)情況一般出現(xiàn)在地鐵車(chē)站與明挖隧道結(jié)構(gòu)中。因此，施工人員需要注意這點(diǎn)，做好地鐵結(jié)構(gòu)防水工作，提升地鐵施工的整體質(zhì)量。對(duì)于大面積滲水現(xiàn)象的發(fā)生一般是施工因素所導(dǎo)致的，因此，施工人員要嚴(yán)格按照防水設(shè)計(jì)圖紙施工，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，以此防止出現(xiàn)滲水的問(wèn)題。

3 地鐵結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

地鐵結(jié)構(gòu)防水的目標(biāo)分為三點(diǎn)：1)使結(jié)構(gòu)內(nèi)使用功能不受到水的影響，或者出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象控制在一定范圍內(nèi)；2)使周?chē)h(huán)境不會(huì)由于滲漏的現(xiàn)象而帶來(lái)不良的后果；3)不由于滲漏的現(xiàn)象而縮短結(jié)構(gòu)使用的時(shí)間。

為了實(shí)現(xiàn)以上的目標(biāo)，首先需保證設(shè)計(jì)的合理性。然而對(duì)于設(shè)計(jì)中還存在著一些爭(zhēng)議性，下面就對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行分析探討。

3.1 結(jié)構(gòu)防水的選型問(wèn)題

從結(jié)構(gòu)防水可分為兩種類(lèi)型，分別為防水型與排水型，防水型結(jié)構(gòu)能夠防止周?chē)h(huán)境的水滲入其中，將其拒于結(jié)構(gòu)之外，以此使結(jié)構(gòu)內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)水的條件；排水型結(jié)構(gòu)具有良好的排水系統(tǒng)，其能夠?qū)⒅車(chē)h(huán)境的水從結(jié)構(gòu)內(nèi)部排出，以此使結(jié)構(gòu)內(nèi)使用空間不受到水的影響。在實(shí)際工程中，這兩種結(jié)構(gòu)都得到廣泛的應(yīng)用。大多數(shù)鐵路或公路的隧道一般都會(huì)應(yīng)用排水型結(jié)構(gòu)，其自身就具備了自流排水的條件，排水并不會(huì)給周邊環(huán)境帶來(lái)不良的影響。防水型結(jié)構(gòu)一般在城市地下鐵道中應(yīng)用較廣泛，由于城市內(nèi)對(duì)環(huán)境有著較高的要求，采用防水型結(jié)構(gòu)比較適合。這兩種結(jié)構(gòu)各有各自的優(yōu)點(diǎn)，與排水型結(jié)構(gòu)相比，防水型結(jié)構(gòu)的建設(shè)投資更高，所以在城市地鐵工程中需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇。當(dāng)圍巖滲透系數(shù)較低時(shí)，結(jié)構(gòu)排水不給周?chē)h(huán)境帶來(lái)不良影響。同時(shí)，排水型結(jié)構(gòu)比較適合日后長(zhǎng)期運(yùn)行排水代價(jià)不高的情況；相反則比較適合防水型結(jié)構(gòu)。

對(duì)于這兩類(lèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中也考慮到各個(gè)方面，其中包括這幾點(diǎn)：1)防水型結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)密與完整，同時(shí)防水層是否能夠承受所有水壓力等。2)排水型結(jié)構(gòu)的排水系統(tǒng)是否完整、有效。同時(shí)，對(duì)于防水層的設(shè)置中，需要保證將周?chē)h(huán)境的水在防水層外將其排出。

3.2 變形縫設(shè)置問(wèn)題

對(duì)于變形縫設(shè)置問(wèn)題也存在著一定的爭(zhēng)議。干縮與降溫收縮是水泥混凝土材料固有的特征，在地鐵結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，由于混凝土中水泥化的影響而導(dǎo)致混凝土的溫度不斷上升，最高可達(dá)到55 ℃以上。所以在實(shí)際施工中，混凝土經(jīng)歷的溫差較大。同時(shí)再加深干縮，一般情況下收縮率比混凝土極限拉伸應(yīng)變更大。但結(jié)構(gòu)受到約束的情況下就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂的現(xiàn)象發(fā)生。

實(shí)際中，較大的地鐵結(jié)構(gòu)尺度，以及較大的混凝土構(gòu)件厚度，干縮可能需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。如果只是由施工縫分段構(gòu)筑對(duì)收縮并沒(méi)有較大的影響，所以，不設(shè)變形縫結(jié)構(gòu)混凝土的開(kāi)裂的避免存在一定難度。

同時(shí)，由于混凝土固結(jié)后收縮延續(xù)時(shí)間十分長(zhǎng)，雖然采用設(shè)置后澆帶的方式能取得良好的效果，但對(duì)于收縮導(dǎo)致開(kāi)裂的問(wèn)題很難消除，尤其是后澆帶的方式在冬季時(shí)期無(wú)法實(shí)施。

對(duì)于地鐵結(jié)構(gòu)收縮導(dǎo)致的開(kāi)裂問(wèn)題，將補(bǔ)償收縮混凝土的方法應(yīng)用其中也無(wú)法從實(shí)質(zhì)上解決該問(wèn)題。在實(shí)際中有效的抗裂方法為：使用水泥混凝用的地鐵結(jié)構(gòu)，適當(dāng)設(shè)置變形縫來(lái)達(dá)到良好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

地下結(jié)構(gòu)防水是地鐵工程建設(shè)實(shí)施中最為突出的問(wèn)題之一，其與整個(gè)工程的質(zhì)量有著密切的聯(lián)系。由于地下結(jié)構(gòu)防水工程十分復(fù)雜，要想保證地鐵地下結(jié)構(gòu)的防水效果，首先要保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，在施工中采取有效的工藝技術(shù)，采取合格的材料，針對(duì)地鐵工程中地下結(jié)構(gòu)防水問(wèn)題進(jìn)行分析，并采取有效的解決措施，以此為保證地鐵地下結(jié)構(gòu)防水效果奠定良好基礎(chǔ)。

[1] 梁仲元.廣州地鐵地下工程結(jié)構(gòu)防水的回顧與思考[J].建筑技術(shù),2004(7):488-491.

[2] 胡 勇.淺談地下工程、隧道施工縫防水施工要點(diǎn)[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2012(16):273.

[3] 陳壽長(zhǎng).上海某緊鄰地鐵地下空間綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu),2013(S2):34-38.

On waterproof problems of underground structures in subway projects

Liu Junjian Li Yingchun

(EngineeringSoldiersNo.4DesignandResearchInstitute,LogisticsDepartment,Beijing100850,China)

The paper indicates the waterproof requirements and design for the underground of the subway projects, analyzes the leakage of the underground structure of the subway projects and its reasons, explores the problems of the waterproof design of the subway structure from the type selection of the structural waterproof and the allocation for the deformation joints, and points out respective solution and strategies, so as to enhance the waterproof effect of the subway underground structures.

subway, structural waterproof, deformation joint

1009-6825(2017)22-0111-02

2017-05-23

劉軍艦(1979- )，男，碩士，工程師

TU761.11

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