朱尚明

(中電建鐵路建設(shè)投資集團有限公司，北京 100070)

福州城市靠海，內(nèi)河較多，地下水豐富且承壓水壓力較大，地鐵車站施工完成后極易發(fā)生滲漏水，對車站施工質(zhì)量及工期均有一定的影響.以往關(guān)于車站滲漏水原因分析及治理措施的研究較多，但多集中在車站主體結(jié)構(gòu)方面，關(guān)于車站附屬結(jié)構(gòu)滲漏水特征、滲漏水原因分析的研究相對較少，且缺乏針對性的治理措施.本文依托福州地鐵5號線在建地鐵車站項目，對附屬結(jié)構(gòu)滲漏水原因進行了分析，并提出了一套適用于附屬結(jié)構(gòu)滲漏水封堵的治理措施，以期為類似工程提供借鑒.

1 滲漏水特征分析

通過現(xiàn)場調(diào)查，福州地鐵5號線車站附屬結(jié)構(gòu)滲漏點主要為：車站附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)接駁處后澆帶滲漏水；變形縫滲漏水；出入口斜坡段底板腋角、側(cè)墻滲漏水；施工縫滲漏水；其他部位裂縫滲漏水.其中后澆帶、變形縫處滲漏水情況較為明顯.總結(jié)滲漏水特征，主要為以下幾個方面.

1) 附屬結(jié)構(gòu)與車站主體結(jié)構(gòu)因基礎(chǔ)埋深、基底地層、沉降發(fā)生先后順序及基礎(chǔ)選型不同，會出現(xiàn)差異沉降[1]，從而導致附屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，此類裂縫多出現(xiàn)在附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)接駁處.附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計常根據(jù)差異沉降計算結(jié)果，采用設(shè)置變形縫處理，而實際施工完成后，變形縫處極易出現(xiàn)滲漏水.在本次統(tǒng)計的所有附屬結(jié)構(gòu)中，接駁處、變形縫均有出現(xiàn)滲漏水.

2) 因設(shè)計及施工組織原因，附屬結(jié)構(gòu)施工過程中需要進行附屬與主體結(jié)構(gòu)接駁處圍護結(jié)構(gòu)破除，多因此設(shè)置后澆帶，導致產(chǎn)生多條施工縫，最終產(chǎn)生多處滲漏水通道.在本次調(diào)查的所有附屬結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有后澆帶的部位均有滲漏水，某站點頂板后澆帶滲漏水見圖1.

圖1 頂板后澆帶滲漏水

3) 地鐵設(shè)計一般規(guī)定機電設(shè)備集中區(qū)段防水等級為一級防水，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬[2].附屬結(jié)構(gòu)風亭中常為機電重點設(shè)備用房，防水等級高.同時，附屬結(jié)構(gòu)若防水不滿足要求，在機電裝飾裝修、設(shè)備安裝后極易出現(xiàn)反復滲漏，封堵時常需要拆除機電支架、設(shè)備等，施工協(xié)調(diào)難度大.如圖2所示為風亭設(shè)備用房地磚鋪設(shè)后產(chǎn)生滲漏水.

圖2 設(shè)備用房地磚鋪設(shè)后滲漏水

4) 其他部位.① 附屬結(jié)構(gòu)多為異形結(jié)構(gòu)，多含斜坡段、集水泵坑等異形構(gòu)筑物，受力復雜，極易滲漏水；② 多采用對拉螺栓固定側(cè)墻模板，如風井、消防水池等，極易產(chǎn)生滲漏水；③ 附屬結(jié)構(gòu)施工工期一般較緊張.相較于車站主體結(jié)構(gòu)板墻混凝土其足夠時間等待強度增長，附屬結(jié)構(gòu)施工一般面臨保開通的工期壓力，需要及時進行支架拆除，為后續(xù)風水電施工提供工作面.

綜上可知，附屬結(jié)構(gòu)相對主體結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)差異沉降，異形結(jié)構(gòu)多，具有滲漏水部位多、易反復出現(xiàn)、后期封堵困難的特點，有必要加強防水施工過程控制，并在此特征分析基礎(chǔ)上進行原因分析，制定針對性治理措施.

2 滲漏水原因分析

相較車站主體結(jié)構(gòu)，附屬結(jié)構(gòu)埋深較淺，埋深一般為10.3～11.6 m(地下水位埋深一般為0.8～2.8 m)，所處的地層多為淤泥、黏土，部分會涉及砂層，多在地下承壓水之上，受地下水影響相對較小.但從滲漏水統(tǒng)計情況分析看，其發(fā)生頻率并不亞于主體結(jié)構(gòu)，需要從其結(jié)構(gòu)特征上分析滲漏水原因.本文從附屬結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)段、后澆帶、變形縫、出入口斜坡段等方面進行滲漏水原因分析.

2.1 一般結(jié)構(gòu)段裂縫滲漏水

關(guān)于一般結(jié)構(gòu)段滲漏水原因，當前已進行了大量研究[3-4]，主要原因有：

1) 進場混凝土質(zhì)量較差.地鐵車站防水設(shè)計原則提出，強調(diào)結(jié)構(gòu)自防水首先應保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自防水能力；當混凝土水化熱高、塌落度失控、和易性差、泌水性大時，均可能導致混凝土收縮，毛細管通道形成滲水路徑，導致結(jié)構(gòu)自防水失效.

2) 施工縫虛渣未清理干凈，澆筑過程中出現(xiàn)冷縫，導致滲漏水通道.

3) 施工時漏振、欠振，導致混凝土振搗不密實.

4) 未分層澆筑，養(yǎng)護不善，混凝土出現(xiàn)收縮裂縫.

5) 防水材料材質(zhì)老化，施工未嚴格按設(shè)計設(shè)置.

6) 提前進行支架拆除，或提前施加較大荷載，結(jié)構(gòu)強度不能滿足荷載要求產(chǎn)生裂縫.

2.2 后澆帶處滲漏水

后澆帶處滲漏水主要分后澆帶與主體車站施工縫滲漏水、后澆帶混凝土收縮裂縫滲漏水、后澆帶與附屬結(jié)構(gòu)施工縫滲漏水3大類.

1) 附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)存在差異沉降，導致接駁處產(chǎn)生沉降裂縫.

2) 施工縫處新舊混凝土界面處理不到位，遇水膨脹橡膠止水條施作不到位，或提前失效.

3) 附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)接駁處外包防水搭接不到位.

4) 預埋注漿管失效.本文中，多個附屬結(jié)構(gòu)施工縫預埋注漿管在后期堵漏時無法注入水泥漿、環(huán)氧樹脂.

5) 使用的微膨脹混凝土效果不明顯，混凝土出現(xiàn)收縮裂縫.

6) 后澆帶較長時，常分多段施工，導致施工縫增多.

7) 后澆帶施工時常伴隨主體結(jié)構(gòu)地連墻破除，施工振動與結(jié)構(gòu)應力重分布，均導致后澆帶出現(xiàn)裂縫滲漏水.

2.3 變形縫處滲漏水

當前地鐵附屬結(jié)構(gòu)變形縫防水設(shè)計多為“外貼式橡膠止水帶+中埋式橡膠止水帶+背水面嵌縫+接水盒”，某車站側(cè)墻變形縫設(shè)計如圖3所示.該防水做法體現(xiàn)了堵排結(jié)合的思想，但施工工序較為復雜，施工后極易滲漏水，原因主要有：

1) 圍護結(jié)構(gòu)基面處理不平整，外貼式止水帶與圍護結(jié)構(gòu)未密貼，形成滲漏水通道.

2) 鋼邊橡膠止水帶、外貼式止水帶施工過程中未固定到位，混凝土振搗導致其出現(xiàn)位置偏差.

3) 鋼邊橡膠止水帶兩側(cè)混凝土振搗不密實，止水帶與混凝土之間粘結(jié)不牢，形成滲漏水路徑.

4) 變形縫縫內(nèi)充填物未按要求設(shè)置.

圖3 側(cè)墻變形縫設(shè)計(單位：mm)

2.4 斜坡段側(cè)墻及底板腋角處滲漏水

現(xiàn)場附屬結(jié)構(gòu)滲漏點調(diào)查統(tǒng)計中，出入口斜坡段占比較高，部分站點底板腋角在暴雨后出現(xiàn)噴射狀滲漏水.關(guān)于出入口滲漏水原因，文獻[5]對北京地鐵出入口滲漏原因進行了分析，本文結(jié)合福州地鐵設(shè)計及施工情況，原因分析如下：

1) 斜坡段在開挖過程中為修成斜坡狀，地基多擾動，地基承載力很難滿足設(shè)計要求.

2) 車站出入口坡度多為30°，混凝土在澆筑過程中，結(jié)構(gòu)混凝土平整度和密實度很難保證，且底板施工縫止水鋼板易被全部澆入混凝土中，失去止水效果.

3) 斜坡段底板與側(cè)墻轉(zhuǎn)角處受力復雜，應力突變出現(xiàn)滲漏水裂縫.

4) 出入口底板、頂板呈斜面，支架搭設(shè)固定困難，整體穩(wěn)定性較差，混凝土澆筑后極易出現(xiàn)不均勻沉降，產(chǎn)生裂縫.

3 治理措施

3.1 當前堵漏方法的不足

當前堵漏多采用涂堵漏粉、防水砂漿、打設(shè)針頭灌注環(huán)氧樹脂等措施，只能在混凝土結(jié)構(gòu)表面形成一個局部的防水薄膜，不能全面完成附屬結(jié)構(gòu)滲漏點封堵，當附屬結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化、地下水壓劇增后，極易失效或在其他部位產(chǎn)生新的裂縫滲漏水.本文調(diào)查的部分附屬結(jié)構(gòu)用此類堵漏方法，經(jīng)暴雨、地下水位劇增后出現(xiàn)了反復滲漏水的現(xiàn)象.

3.2 整體堵漏思路

滲漏水封堵應遵循地下工程“防、排、截、堵”相結(jié)合，剛?cè)嵯酀虻刂埔?，綜合治理的原則，樹立“防大于治”的理念[1].為避免附屬結(jié)構(gòu)反復滲漏，采取結(jié)構(gòu)迎水面注漿(或加涂環(huán)氧樹脂)+局部滲漏點加強封堵的原則進行滲漏點封堵.主要分以下2種類型：① 底板、側(cè)墻采用結(jié)構(gòu)迎水面注漿+局部滲漏點針孔注環(huán)氧樹脂加強封堵；② 頂板采用迎水面刻淺槽灌注環(huán)氧樹脂+背水面針孔注環(huán)氧樹脂.

3.3 結(jié)構(gòu)迎水面注漿封堵

車站結(jié)構(gòu)大面積滲漏水封堵的核心是對主體結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)、土體間的“水囊”進行填充密實[5]，避免水壓擊穿混凝土、防水層薄弱處形成滲漏水，從根源上截斷滲水通道，解決車站滲漏水問題.本工程選取4座車站的10座附屬結(jié)構(gòu)進行試驗研究，采取結(jié)構(gòu)迎水面注水泥漿的措施進行滲漏水封堵.

1) 滲漏水封堵原理.

結(jié)構(gòu)迎水面注漿進行滲漏水封堵的原理主要為2個方面：一是漿液從注漿孔道注入結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)、土體接觸面中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走結(jié)構(gòu)背部水分和氣體，并填充其位置，通過漿液中所含礦物與既有結(jié)構(gòu)分別發(fā)生反應形成懸浮膠體和團粒，硬化后形成強度大、壓縮性小和抗?jié)B性高、穩(wěn)定性良好的加固土體，從而在結(jié)構(gòu)迎水面形成1層水泥質(zhì)隔水層，對外防水效果補充加強，從而起到堵漏的作用[3]；二是漿液在壓力作用下，從混凝土結(jié)構(gòu)迎水面通過裂縫滲透到混凝土結(jié)構(gòu)縫隙中，對裂縫進行填充，起到滲漏水封堵效果，同時也對結(jié)構(gòu)自防水進行恢復補償.結(jié)構(gòu)迎水面注漿封堵示意見圖4.

2) 治理措施.

注漿鉆孔深度以打破防水板而不破壞圍護結(jié)構(gòu)為原則，直徑取40 mm，間距按10～15 m進行布置，可按現(xiàn)場滲漏情況適當調(diào)整.

鉆孔完成后打入注漿管，注漿管采用長250 mm、φ32 mm無縫鍍鋅鋼管，一端套絲便于安裝球閥，無套絲一端利用彈性膠皮或編織袋包裹.注漿采用水泥漿，水灰比為1∶1(可視滲漏水情況將配合比減小至0.8∶1)，注漿壓力控制在0.5 MPa以內(nèi).

注漿過程中要加強注漿壓力控制及周邊漏漿情況觀察，并在主體結(jié)構(gòu)注漿影響區(qū)域內(nèi)設(shè)置變形監(jiān)測點.

圖4 結(jié)構(gòu)迎水面注漿封堵示意

3.4 結(jié)構(gòu)表面環(huán)氧樹脂封堵

進行結(jié)構(gòu)迎水面注漿封堵后，依然會存在局部的滲漏情況，針對該類滲漏水處理，采用打設(shè)針孔注環(huán)氧樹脂封堵(不宜使用改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯).

1) 在結(jié)構(gòu)滲漏水部位先用φ10 mm鉆頭電錘鉆孔，布孔間距一般為100～200 mm，梅花形布置，鉆孔深度取200～400 mm，視滲漏水大小及結(jié)構(gòu)厚度適當調(diào)整，鉆孔軸線與水平面成30°～45°斜角，便于漿液向下流動.

2) 鉆孔完畢后再進行灌漿針頭埋設(shè)，針頭背部后部附有膨脹橡膠，采用專用扳手將灌漿針頭擰緊，防止孔隙漏漿.注漿豎向由低處向高處，橫向由一端向另一端逐孔灌漿.開泵至規(guī)定壓力時停泵，讓灌漿液慢慢流入，壓力降至0.1 MPa時二次開泵，提升至規(guī)定壓力.如此反復，直到壓力穩(wěn)定在規(guī)定壓力值不再下降為止[6].

3) 灌漿完成后要做好灌漿嘴拆除，采用防水砂漿對堵漏點進行修補.

3.5 后澆帶堵漏

后澆帶底板、側(cè)墻采用結(jié)構(gòu)迎水面注漿+局部滲漏點注環(huán)氧樹脂加強封堵，頂板采用迎水面刻淺槽灌注環(huán)氧樹脂+背水面針孔注環(huán)氧樹脂.此處主要針對頂板后澆帶堵漏展開研究.

頂板迎水面沿施工縫、裂紋騎縫鑿深和寬20 mm凹槽，在凹槽內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂風干后，在頂板范圍涂刷1道環(huán)氧樹脂加強層后，再按設(shè)計圖紙要求施做聚氨酯防水涂料層.同時，因接駁處與圍護結(jié)構(gòu)之間存在空隙，此空隙后期進行頂板土方回填時無法保證密實度，極易形成水囊，宜用混凝土填充密實，避免后期形成滲漏水通道.附屬結(jié)構(gòu)頂板后澆帶堵漏措施見圖5.

圖5 附屬結(jié)構(gòu)頂板后澆帶堵漏

3.6 變形縫堵漏

1) 當變形縫處遇到線狀或股狀流水時，埋設(shè)塑料排水管進行引排.

2) 采用迎水面注漿+局部滲漏點加強封堵的措施，進行滲漏點封堵.并待水堵住后，將注漿管切斷.

3) 鑿除變形縫周邊不密實混凝土，將縫內(nèi)虛渣、垃圾清理干凈，制模修縫.最后，按設(shè)計要求打設(shè)低模量聚氨酯密封膠及結(jié)構(gòu)表面接水盒安裝.

4 處理效果分析

本文在對福州地鐵5號線9座車站滲漏水情況進行調(diào)查基礎(chǔ)上，選取其中4座車站的10座附屬結(jié)構(gòu)中進行了本治理措施實施.經(jīng)頂板蓄水試驗、數(shù)次暴雨后地下水位上升的持續(xù)觀察表明：堵漏效果較好，避免了滲漏點反復出現(xiàn)，降低了堵漏施工成本，具有一定的經(jīng)濟性與實用性，在富水地層地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)施工中具有一定的推廣性.某車站出入口堵漏后效果見圖6.

圖6 堵漏后車站無滲漏點

5 結(jié)論與建議

1) 附屬結(jié)構(gòu)相較于車站主體結(jié)構(gòu)，異形結(jié)構(gòu)多，具有滲漏水部位多、易反復出現(xiàn)、后期封堵困難的特點，其中滲漏水主要發(fā)生在變形縫、后澆帶、出地面斜坡段等部位.

2) 附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)施工往往會出現(xiàn)差異沉降，從而導致結(jié)構(gòu)接駁處極易出現(xiàn)裂縫滲漏水，可設(shè)置沉降樁等減小差異沉降，優(yōu)化細部防水設(shè)計.

3) 附屬結(jié)構(gòu)施工時應做好主體結(jié)構(gòu)地連墻破除、后澆帶施工等組織安排，盡量少設(shè)置后澆帶與施工縫.

4) 本文以結(jié)構(gòu)迎水面注漿(或加涂環(huán)氧樹脂)+局部滲漏點加強封堵為原則的滲漏水治理方法能從附屬結(jié)構(gòu)迎水面截斷滲漏水通道，并對局部易滲漏部位進行針對性封堵，避免了滲漏點反復出現(xiàn)，具有一定的經(jīng)濟性和實用性，可為類似工程提供借鑒.