地鐵站滲漏水治理施工技術

摘要：某地鐵車站地下部分共有四層，由于其復雜的水文地質條件及結構形式，給車站的防水帶來很大困難，主體結構施工完成后，地下各層都有不同程度的滲漏水，尤其是地下三層主體結構施工縫大量滲水并攜帶泥沙。本文根據車站滲漏水情況，分析了滲漏水產生原因，提出了不同情況下滲漏水的處理方法，并采用工程實例詳細地介紹了施工縫涌水、涌砂治理的方案設計、注漿參數選擇、注漿材料比選等技術，在較短的時間使滲水治理達到預期的效果，具有較好的實用性，值得在類似工程中借鑒和推廣。

關鍵詞：地鐵站；結構；滲漏水；治理；施工技術

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

0引言

地鐵工程滲漏水是現今國內較常見的一種工程病害，特別是以粉質粘土、粉細沙為主的地層，地下水位高的地區，由于長期受地下水的侵蝕及壓力滲透作用，一旦防水措施存在缺陷，就易出現滲漏水現象[1]。滲漏水的存在，不僅會影響混凝土結構耐久性,還會危及地鐵的運營及設備安全，因此地鐵工程滲漏水治理顯得尤其重要。近年來，我國在地下工程滲漏水治理方面作了較多、較深入的研究：任偉新通過對混凝土裂縫、防水匹配、設防原則及質量監控問題的探討，指出了地鐵車站滲漏水的主要原因，并據此提出了滲漏水防治措施和建議，以期防止地鐵車站出現滲漏水現象[2]。金廣謙等人結合南京地鐵車站施工實踐，探討了軟弱地層．富含地下水條件下地下結構施工綜合防水技術措施,采取從施工工藝、混凝土原材料、施工配合比到新型防水材料運用等措施，對有效遏制地下車站結構的滲漏水是切實可行的[3]。但對于地鐵工程主體工程出現多種情況的滲漏，尤其主體結構施工縫大量滲漏水及流砂方面的治理技術尚少，需要進一步實踐和總結，本文通過天津站主體滲漏水治理施工經驗，提出了針對地鐵車站主體結構各種滲漏水治理的施工技術，具有較好的實用性。

1工程概況及滲漏水調查

該地鐵站交通樞紐工程是集普速鐵路、高速鐵路、城市軌道交通、公交和周邊市政道路于一體的大型綜合項目。地下部分共有四層：地下一層配合市政開發為交通層；地下二層為地鐵2、3、9號線車站的站廳層；地下三層為地鐵2、9號線的站臺層和地鐵3號線的設備層；地下四層為地鐵3號線的站臺層。地鐵2、9號線的站臺標高為-17.97m，地下負四層頂板標高為-21.446m。地下負二層地板以下第Ⅲ陸相層 (Q3eal)為河床～河漫灘相沉積，地表下35m范圍內有兩層地下水，第一層為潛水，第二層為承壓水；第Ⅲ陸相層Q3eal地下水類型為承壓水，抽水試驗測得水位埋深4.99～5.05m，水位標高為-0.46～-0.40m。

車站主體結構完成后，各層頂板、設備房、側墻不同程度出現裂縫、變形，局部裂縫伴有滲水，隨著時間的推移，裂縫不斷增多；半年后，車站內各種裂縫發展趨于穩定，滲漏水主要集中各個通道出口及結構頂板，以大面積濕漬、裂縫滲水為主；地下負三層滲漏水，以股狀涌水為主，其中有一條貫穿于地鐵軌道面的結構施工縫，縫寬2～20mm，裂縫上有5處股狀涌水，最大一處涌水量達到72m3/d且伴有涌砂；地下負四層以面滲及股狀涌水為主，出水位置多集中在四個換乘通道頂板與邊墻。

2滲漏水原因分析

通過對地鐵站主體結構滲漏水情況調查分析，滲漏水主要有以下原因：

2.1結構混凝土開裂

本車站防水以混凝土結構自防水為主，頂板上采用環氧樹脂砂漿涂膜防水，頂板混凝土一旦開裂，側墻就會滲漏?；炷灵_裂原因主要有以下幾點：

(1)混凝土在凝固過程中，隨著混凝土內水分的蒸發，混凝土自身干縮產生裂縫[4]。

(2)混凝土隨溫度的下降而產生收縮變形，結構混凝土受地下連續墻束縛，收縮變形受到限制而開裂，這是混凝土產生裂縫的主要原因

(3)應力釋放產生裂縫[5]。在開始做車站內襯結構前，支護結構采用地下連續墻加鋼支撐，在內襯結構施工完成并達到設計強度后拆除。原支撐部位受外部土壓力作用產生內縮變形，致使內襯結構產生裂縫。

2.2 地下水壓力的作用

車站附近地下水位高、地層以粉質粘土、粉細沙層為主，車站地下四層長期受地下水的侵蝕及壓力滲透作用，一旦結構開裂，防水措施失效，就易出現滲漏水現象。

2.3 施工缺陷

(1)結構自防水存在缺陷引起滲漏：主體結構自防水施工是最為重要的防水環節，但在施工過程中由于地下工程環境相對特殊，各地混凝土原材料、商品混凝土質量、混凝土的澆筑缺陷、結構模板支架拆除不當、混凝土養護以及地下結構支撐系統拆除引起結構過早受力等多方面原因，形成結構裂縫難以避免。

(2)由于主體結構變形縫施、施工縫、誘導縫、穿墻管、抗拔(立柱)樁穿越底板處防水細部處理不精細而導致滲漏。

(3)外包防水層失效[6]。外包防水板、防水涂料等選材不當或施工質量欠佳造成滲漏。

3滲漏水治理原則及方法

對于滲漏水治理按照“以堵為主，限量排放，剛柔并濟，表本兼治”的原則,根據不同的滲漏水情況，選擇適宜的治理方案，達到耐久有效的治理效果[7]。

3.1點滲及表面濕漬處理方法

點滲及表面濕漬主要是混凝土內部的缺陷或蜂窩麻面導致表面滲水而形成，通過對滲水點注入化學漿液，封堵滲水通道，即能達到治理效果。理方法：

（1）注入改性聚氨脂堵水：在滲水點鉆孔，鉆孔直徑為φ10～15mm，鉆孔間距為20～50cm，，安裝10～15cm長的止水針頭進行化學注漿，注漿材料為改性聚氨脂，注漿終壓0.5Mpa。以提高混凝土密實度和抗滲能力；

（2）KT防水材料:將濕漬范圍內混凝土清理干凈；將KT防水涂料按一定比例加水配制，并混合均勻，均勻涂在混凝土表面，一次涂抹的厚度不宜大于2mm，涂刷范圍應超過濕漬邊緣30cm，涂料用量應控制在0.8～1.0kg/m2；C、待表面的涂層初凝并達到一定強度以后，灑水進行養護，每天的灑水的次數不小于3次，養護時間不小于7天。

3.2施工縫水處理方法

采用注入超細水泥堵水、化學漿液補強、抗滲材料表面處理。處理方法：(1)沿施工縫出水處每隔1.0～1.5m鉆孔，孔深以不破壞止水帶，距離止水帶10cm左右為準，并安φ25mm的注漿鋼管，管長30～50cm，采用錨固劑填充料固定注漿管，待錨固劑達到強度后，連接好管路和注漿泵，壓注超細水泥，注漿壓力為2～3MPa。

（2）在止水帶兩側鉆斜孔，孔距0.2～0.5m，孔徑為φ10cm，孔深至止水帶迎水面，安設止水針頭。然后壓注化學漿液，注漿順序是從周邊無水區向中間滲水部位推進，注漿壓力0.4～1MPa。

（3）注漿完成后，割掉管嘴，并進行表面打磨處理，涂抹抗滲型KT結晶涂料。

3.3股狀涌水處理方法

股狀涌水為涌水量大于1m3/h，但無任何地層介質帶出。處理步驟：（1）在集中出水點處切槽，槽寬度4～5cm，深度6cm左右，沿出水點鉆孔，鉆孔直徑為φ15～30mm,深度為穿透混凝土結構，進入地層大于50cm。安裝φ10～25mm的鋼管作為注漿管，固結注漿管；通過注漿管注入超細水泥漿，水灰比1∶1，注漿速度1～10L/min，注漿壓力2～3MPa。（2）超細水泥注漿完成后，如還有滲水，，則繼續注改性聚氨酯漿液封堵細微滲水通道，最后注入環氧樹脂補強。（3）割除管頭，并對切槽采用防水抗滲砂漿充填，并涂刷滲透結晶類防水涂料。參見圖1。

圖1集中出水點堵漏

4工程實例

以該地鐵車站負三層軌道面變形縫涌水涌砂治理施工為例，簡單介紹滲漏水的治理施工技術在地鐵車站的應用。

4.1 滲漏情況

車站負三層軌道面變形縫開裂是因主體結構變形而產生的。裂縫起于左線站臺邊墻，終止于右線軌道中線，縫長約7m，裂縫寬5～15mm,裂縫有明顯滲漏水并夾雜少量粉細沙，直接影響結構安全和地鐵運營。

圖2軌道床裂縫 圖3 軌道床涌砂情況

4.2方案設計

根據現場情況，應在變形縫附近地層注入超細水泥漿液對原地層進行堵水和加固，待變形縫附近地層堵水和加固完成后，針對變形縫內部的縫隙，在迎水面（外貼防水層和中埋式止水帶之間）注入化學漿液進行嵌縫處理，達到標本兼治、長期耐久的效果。具體設計如下：

（1）在負四層換乘大廳的邊墻上布設3排水平注漿孔，孔底位于負三層底板下面碎石墊層的下方，其中第一排注漿孔距離碎石墊層底面0.5m，第二排注漿孔距離碎石墊層底面1.5m，第三排注漿孔距離碎石墊層底面2.5m，相鄰兩排注漿孔呈梅花型布置，注漿孔孔深為5.0m（進入地層2.5m），鉆孔后安設TSS管進行注漿范圍長10m,寬3m。

（2）TSS管注漿完成后再距離碎石墊層底面1m鉆設斜孔進入變形縫，終孔位于外貼防水層和中埋式止水帶之間，傾角15°，孔深3.5～4m,孔間距1.0m，共計11個，鉆孔直徑Φ25mm，安設直徑為Φ20mm注漿花管，注化學漿液。水泥漿液注漿孔和化學漿液注漿孔平面圖與剖面圖如4、圖5所示；

圖3注漿孔平面布置圖 圖4注漿孔剖面圖

4.3注漿參數及順序

注漿孔孔（排）間距按1m設計，注漿結束標準采用定壓定量相結合，以定壓為主的原則[8]；

注漿終壓：水泥漿液注漿終壓為0.5MPa，化學漿液注漿終壓0.3Mpa。

注漿定量：單孔每米設計注漿量控制在１～2m3，當單孔注漿量達到設計注漿量的1.0～1.5倍，壓力仍然不上升，可采取調整漿液配比縮短凝膠時間或進行間歇注漿等工藝使注漿壓力達到設計終壓，結束該孔注漿。水泥漿液終壓0.5Mpa。

TSS管注漿孔的施工順序為由下向上、由左至右間隔跳孔施工，先施作單序孔，然后再施做雙序孔，雙序對對單序孔注漿效果進行檢查并補充注漿。

4.4注漿材料

(1)水泥系漿材：根據地層情況及注漿加固要求，地層加固堵水注漿采用超細水泥單液漿，超細水泥單液漿配比為：（0.6～1）:1，外加劑的摻量為水泥用量的5～10%。

（2）后期變形縫填充補強使用的化學漿液應具有綠色環保、彈性好，耐磨耗，低收縮，耐老化、粘結性強、現場操作性強等特點[9]。根據變形縫滲漏水情況和類似工程經驗，對性能比較優良的Deneef聚氨脂漿液和橡化瀝青非固化漿材進行比較（如表1所示），根據對比結果，采用了Deneef聚氨脂化學注漿材料。

表1Deneef聚氨脂和橡化瀝青非固化漿材比較表

序號 名稱 關鍵性能參數 優缺點

1 Deneef HA Flex LV （122油性聚氨脂） 密度1.05g/cm3

固含量:100%粘度:650mPa .s(25℃)凝結時間:110～360秒抗拉強度:1.2MPa

斷裂伸長率220%

收縮：小于4% ①在接縫中形成一種韌彈性的膜和栓；

②不易燃，無溶劑，使用安全、綠色環保；

③調節催化劑可以控制反應速度；

④固化物可耐大多數有機溶劑，酸和堿以及有機微生物。

⑤膨脹倍率和含水量有一定關系；

⑥采用注漿施工。

2 橡化瀝青非固化材料 固體含量≥99%

延伸性（無處理）：31mm粘結強度:0.3 MPa 1、永不固化，固化物含量大于99%； 2、柔韌性好，延伸率高，適于基層變形；

3、黏度大，一般采用涂抹或噴涂施工。

4.4施工完成情況

嚴格按照設計要求進行施工，歷時10天完成變形縫涌水涌砂的治理施工。共完成TSS注漿孔33個、化學注漿孔11個、注入超細水泥30t，Deneef聚氨脂化學漿材0.88t。施工中為避免下方注漿引起道床隆起，采用動態監控量測，控制注漿施工過程，確保施工安全和進度。

圖5 施工縫治理前照片 圖6 施工縫治理后照片

5結束語

（1）通過對滲漏點調查分析，各個滲漏點選用合適的堵漏材料并采用適宜的施工方法，有效地解決了車站的滲漏水問題具有較好的實用性。

（2）對于涌水量較大的滲漏點，先采用水泥系材料加固堵漏，封堵主要過水通道，后采用化學系漿材補強，避免滲漏點反復，通過現場實踐，堵水效果明顯，達到了設計及規范的要求，從而保證車站后期的長久運營要求。

（3）地鐵車站結構防排水措施、防排水材料以及施工質量是減少后期滲漏的關鍵因素，因此地鐵車站應因地制宜，選擇合理的防排水方案，嚴格按照方案進行施工。

參考文獻

［1］ 公志浩張娜地鐵車站結構滲水原因及治理[J].能源技術與管理， 2007年第5期：50-52

［2］ 任偉新地鐵車站滲漏水問題探討[J].鐵道建筑，2004年9月：24-26

［3］ 姜玉松現代注漿技術的開拓應用及發展[J].現代隧道技術 2008年2期：6-10

［4］ 譚世俊明挖地鐵車站基坑滲漏水治理淺析[J].山西建筑. 2008年9月：141-143

［5］ 楊君明挖地鐵車站主體結構工程滲漏水處理施工技術[J] 建筑科學 2011年5期：87-88

［6］ 孫太石西安地鐵車站防水施工措施初探[J].建筑安全. 2011年5期：21-23

［7］ 關寶樹 隧道工程施工要點集[M].人民交通出版社，2004

［8］ 彭峰 張明慶地下工程注漿技術 地質出版社［M］. 2008年6月：46-47

［9］ 楊勇 李治國等 化學注漿材料在滲漏水治理中的選擇和應用[J].西部探礦工程，2006年12期1386-187

徐啟鵬（1987-）男，甘肅天水人，2010年畢業于蘭州交通大學隧道與地下工程專業，本科，助理工程師，現從事隧道與地下工程技術研究工作。