地铁车站主体工程渗漏水成因及防治

　　摘要：我国经济建设在改革开放以后的迅猛发展，带动了城市地下工程的迅猛发展，尤其是从二十一世纪初到二十一世纪中叶，这是我国进入大规模建设地铁和地下工程的阶段。因此，相应的地下工程也存在大量的技术问题需要解决，地铁车站主体工程渗漏水的问题就作为土建工程中的重点难点而存在。针对某地铁工程的具体情况，本文笔者根据自己多年的监理经验，针对渗漏水的成因以及防治提出了一些肤浅的分析和总结。以其研究为未来的地铁工程施工起到一定的借鉴作用。
　　关键词：地铁，车站工程，渗漏水，成因，防治
　　
　　我国城市规模随着经济发展而不断发展，城市的人口以及车辆都在不断增加，地面交通的压力也日渐增加，轨道交通作为最新式的交通方式，已经被成功用以解决我国大中城市交通问题。我国很多大城市兴建了很多大型的地铁工程，并为解决交通问题发挥了积极的作用。属于地下工程的地铁，其结构渗漏与否、渗漏程度，都将对地铁运营环境是否舒适产生巨大的影响，另一方面，也将会致使地铁车站内的电气设备随着工作环境的恶化损坏，直接影响城市地铁运行过程中的安全问题。另外，渗漏问题还严重影响主体结构的耐久性问题。
　　某地铁车站有效站台长118m，宽12m，车站总建筑面积11542．8m2，总长度162m，总宽度21．05m。车站采用直径1000@1150的旋挖桩+内支撑作为基坑的围护结构，明挖顺筑法施工，基坑等级为一级。车站主体内部结构为框架、墙板受力体系：侧墙厚700mm,标准段底板厚900mm；中板厚400mm；顶板厚700mm，采用预铺反粘卷材外包防水及结构自防水的防水体系。主体结构全部完成拆模后发现顶板、底板、侧墙渗漏水比较严重。根据笔者多年的监理经验，对渗漏水成因及防治作了一些肤浅的分析及总结。
　　一、渗漏水成因
　　从该工程主体结构的渗漏部位分别是顶板、底板、侧墙等可以看出，水均是由主体结构中混凝土相对薄弱的部位逐渐渗漏出来的。这就说明该地铁工程存在以下两个方面的问题：一是主体结构部分的刚性自防水存在局部失效；二是整体外包防水层存在局部失效。
　　（一）、刚性自防水局部失效原因
　　1、混凝土的收缩变形使混凝土构件产生裂缝
　　采用大流动性泵送混凝土时经常会发生混凝土终凝前的沉缩裂缝。这是因为大流动性混凝土初凝前，混凝土中粗骨料始终处于一种自由状态，虽经振动器械进行了振动，内部的孔隙已基本排除，但混凝土内部的粗骨料仍在其自身的重量作用下缓慢下沉。在混凝土未达到初凝前，其内部粗骨料仍处于下沉状态，由于钢筋上面的混凝土受钢筋的支撑不能下沉，因此在钢筋表面沿着钢筋的走向产生裂缝；另外，混凝土在浇捣完毕后，混凝土拌合物中的水分一部分被水泥水化，由于水泥水化生成物的体积，比反应前物质的总体积小，而使混凝土收缩，这种收缩称为化学收缩。另一部分水则分泌出流失和被蒸发，而引起胶凝体失水产生收缩，以及毛细管水分蒸发而使混凝土系统内的颗粒受到毛细管压力作用而产生的体积收缩，这种裂缝出现的时间较早，一般在混凝土初凝前就已经发生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整过混凝土结构。
　　2、侧墙厚薄不匀产生裂缝
　　在围护桩成孔过程中，因多方面原因致使桩位相对偏差较大。主体结构施工时，因忙于追赶工期，对凹凸不平（平整度有部分甚至达到15cm左右）的围护结构面没有进行有效处理，从而使得成型的主体结构侧墙厚度厚薄不匀。主体结构竣工后，自然受到沉降和温度应力，因侧墙厚薄不匀，在较薄处便产生应力集中以致产生结构裂缝。
　　3、施工方法不当造成质量缺陷
　　浇筑方案不合理或不按浇筑方案进行混凝土的浇筑，浇筑方案行同虚设，交底不到位，是施工过程中易出现的问题。浇筑过程中，没有明确的浇筑路线，中途需要暂停时，也忽略施工缝的留置位置，在这种情况下，极易出现与施工缝位置一致的裂缝。混凝土浇筑时，操作工人没有责任心，多处出现漏振欠振，拆模后发现混凝土结构蜂窝麻面比较严重。另外，按照设计要求，正常施工缝处须预埋中埋式钢边止水带、混凝土面须凿毛。但在实际施工过程中，钢边止水带埋设位置不准确，施工缝也没有严格按照要求凿毛。所有这些，都是造成结构渗漏水最基本的原因。
　　（二）、整体外包防水层局部失效原因
　　用常理来判断，刚性结构的自防水出现局部失效和柔性防水层的局部破坏有时在同一部位，但是，多数情况下他们不会出现在同一部位，这是因为柔性防水层在遭到局部破坏以后，地下水将穿过柔性防水层，进入到结构层的外壁，在地下水的压力作用之下，水将在柔性防水层和结构混凝土的外表之间，劈开联接通道。这种情况下，进入结构混凝土中自防水失效的部位时，地下水会穿透混凝土，然后进入主体结构，产生渗漏情况。因此，一旦人们发现了主体结构出现漏水时，地铁的主体结构中的自防水以及柔性防水层都早已经出现了局部的破坏和失效，但是，也正因为如此，具体渗漏水部位也就难以查清了。
　　根据构造不同来考虑，主体结构漏水成因可以归结为结构混凝土的刚性自防水局部出现失效，柔性防水局部遭到破坏以及建筑细部构造存在不当等。
　　从其他方面考虑地铁工程渗漏水成因，有如下的原因“
　　1.防水设计原因
　　设计师在进行地下工程设计的时候对于防水的重要性认识不够，防水设计不合理，存在参数不明确，数据不具体，没有实际考察当地地下施工现场的具体情况，忽视了很多细节作法，忽视了“多道设防，刚柔结合“地下工程防水原则。
　　该地铁工程在防水设计上采用预铺反粘卷材外包防水及结构自防水的防水体系，在选用材料以及防水设计上存在不合理的情况，没有针对地下工程的结构特征认真的研究。
　　其次，防水理念问题也会引发一定的地铁渗漏问题，因此地下工程再放水设计上应该考虑排水系统的已更换性和长期维护性。
　　最后，防水设计上的经济性问题也会引发侧漏，设计者对造价问题处理不当，选用廉价较差的材料，最终将导致水渗漏问题的发生。
　　有防水设计经济性问题引发的渗漏：尽管防水工程在地下工程中占得工程总费用
　　2.防水材料原因
　　针对地下话虽渗漏问题应该从多方面考虑周全，随着地铁的使用，因充分考虑到地下水环境以及微生物侵蚀在弱化防水材料性能方面发挥的作用，当然，防水材料自身存在一个使用周期的问题。
　　3.工程结构原因
　　地铁工程主要出于复杂的地下环境，引起工程结构变的原因有很多，并最终导致衬砌结构的位移、开裂、变形、混凝土剥落等，造成防水层失效。
　　4.维护和管理原因
　　如果不能及时有效地维护处理排水系统的堵塞，严寒地区冰冻问题等，水压或冰冻将长期积累，最终导致结构开裂，破坏防水系统。
　　二、渗漏水预防方案
　　1.地铁车站防水工程要根据工程具体施工地点的特点，遵循防水工程“防、排、截、堵”、“因地制宜，刚柔相济”的原则，重点推广以自防水混凝土作为主要材料，并和防水卷材或者防水涂料相结合的具体防水方案。
　　2.提高防水材料耐久性，尤其是要鼓励新材料、新技术的改革创新、满足地铁以及更多的地下工程所提出的高要求，演变准的防水要求。从这个角度出发，在目前现有的各方面相关检测标准基础之上，建立健全适用于地铁以及更多地下工程防水耐久性的技术标准和检测方法。加强防水工程的维护和管理。及时监测管理防水工程的工程结构的变异，预防或检修防水材料的失效。
　　三、渗漏水的治理方案
　　根据现有的具体情况，进行具体问题具体分析，参照内防水法进行处理。
　　（一）在沉降缝隙的地方，凿开逢，清理缝内水以及杂物，使用沥青这种柔性带伸缩的材料进行灌缝，在距离底板8-19的地方停止灌注，使用强大的刚性水防水材料填充到缝隙内，厚度保持在3cm左右，在防水材料上放置砂纸，或者棉毡等材料，在砂纸或者棉沾上填入防水材料，使防水材料与底板相平，在填充的同时埋上止水针头在治水材料内（注意放置止水针头被防水材料堵死，因此要确保防水材料的粘稠度，不可太稀）。高压灌浆，注入一定量的止水剂，当发现止水剂在表面渗出，再灌注其他针头，实现止水一小时之后，可敲出灌注针头，如果针头内仍然存在没有完成的发泡，需等待发泡完全完成之后，再填补空洞，最后清理干净。
　　沉降缝处漏水凿开缝，清理缝内水和杂物，用柔性带伸缩的沥青类材料灌缝，灌到离底板面约8-19处，用强大的刚性水不漏等材料均匀的填入缝内，厚度约3cm，在水不漏上放置砂纸，或棉毡等材料，在砂纸或棉毡上填入水不漏至与底板相平，在填的同时埋上止水针头在水不漏
　　（二）处理局部少量漏水的情况
　　（1）结构龟裂缝处渗漏水的处理。
　　施工缝的最低至5-10cm的地方，倾斜45度角，在结构体厚度的三分之二深度处钻孔，循环由低处钻向高处，最好保持15-30cm的孔距。钻孔到最高处，再一次埋入灌注针头，设置完灌浆针头之后，用高压灌注机从上往下灌注止水剂，当发现止水剂在结构表面渗出，再去关注其他的针头，其他操作按照以往程序的步骤进行操作，直至发泡完成，填充空洞和最后清理。
　　（2）蜂巢漏水的相关处理。
　　在蜂巢范围内钻孔，钻孔间距为20-30cm，在结构体厚度的三分之二处停止钻孔，埋设灌注针头，并在锁紧固定以后，将止水剂用高压注浆机注入其中，灌注顺序是从最低处的灌注针头开始灌注的，经由止水剂发泡并填满硬化后的蜂巢内，止水剂从表面渗出时，再按顺序向高处进行灌注，止水剂和渗漏水反应后就会将所有的大小细缝填满，由此可以完全解决漏水的问题，完成止水一小时以后，既可敲出灌注针头，如针头内存在尚未完成的发泡，需等待完全发泡以后，再将空洞填补并清理干净。
　　总结：通过对该地铁的具体案例进行分析研究，在地下水充沛，存在较多地裂缝的地质条件下，基于渗漏水的成因分析尽可能采取因地制宜、刚柔相济的地铁工程防止渗漏水措施。本文措施为更多地铁的渗漏水问题提供了科学的预防措施以及补救办法，并且讲科学的指导类似的地下工程。
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