富水地区运营地铁车站渗漏水治理关键技术

关键词：地铁；运营；渗漏水治理关键技术

0引言

在人口密集的城市，地上交通压力日益增大，给市政地铁建设项目带来了新一波的建设高潮。天津市已运营地铁及轻轨线路5条，在建线路9条，预计到2020年将形成14条运营线路，总长513公里的轨道交通网络[2]。随着地铁的运营，天津市作为沿海城市由于其富水软土地层导致的车站渗漏水现象的普遍性和反复发作性也就暴露了出来。据统计，天津地铁既有线路开通近20年以来的车站，底板返水，侧墙洇渗，顶板滴水等现象屡见不鲜。由于地铁车站客流量较大，渗漏水现象发生后，对客运工作造成不便，严重时甚至可能导致设备线路短路，损坏电气元件，危及行车安全。

1工程概况

南翠屏站位于南开区宾水西道与水上西路交口，车站为曲线车站（曲线半径1000m），双层双柱三跨结构，采用明挖法加局部盖挖法施工。车站主体围护结构采用0.8m厚地下连续墙，车站标准段深17.9m，宽24.3m；盾构井段深19.7m，宽28.2m。场地表层地下水类型主要为第四系孔隙潜水，地下水水位较高，初见水位埋深2.0～2.5m，静止水位埋深1.30～1.80m，且车站小里程靠近南翠屏公园人工湖，地下水含量十分丰富。

2维保难点、渗漏水原因分析及治理思路

2.1维保难点

2.1.1施工时间受运营影响大，需进行合理有效的组织

根据运营期间地铁车站的功能性，将车站分为两个区域，即公共区和设备办公区。公共区行车期间客流量较大，施工易产生粉尘，噪声污染，影响乘客乘车，设备办公区运营期间机械设备运行有特殊要求房间禁止施工。综上所述，渗漏水处理一般集中在夜间进行，且天窗点时间较短，需进行合理有效的组织。

2.1.2操作空间受限，无法使用大型堵漏机具

建造完成的车站内顶板以下架设的风管，水管、电力线槽错综复杂，空调设备送风排风管道尺寸较大，故发生顶板漏水时施工人员作业空间狭小，无法使用大型机具施工。

2.1.3发生漏水须及时处理，采用简单有效的手段迅速止水

运营期间，公共区渗漏水影响客运工作，设备区渗漏水易导致电力或线路故障。故在运营期间接到渗漏水通知后，必须立即勘察漏点位置，组织人员采用简单有效的手段迅速治理漏水。

2.2渗漏水原因分析

在车站维保过程中，通过对水害现场的踏勘、调查与总结，发现结构顶板漏水发生频率较高，且表现为典型的季节性特征（冬季严重，夏季缓解）。结合现场水文地质特点，分析认为结构渗漏水原因主要有以下三方面：

①混凝土养护不到位，散热不均形成温度应力裂缝。

②施工缝、变形缝位置防排水设施功能随时间推移逐步失效[3]。

③混凝土浇筑不密实，振捣不到位，混凝土自防水效果不佳，在静水压力长期侵蚀下在薄弱部位形成渗水通道。

2.3治理思路

2.3.1以堵为主，以排为辅，堵排结合

地下车站、出入口及机电设备集中区段防水等级为一级，不允许渗水且要求结构表面无湿渍，车站附属结构防水等级为二级，顶部不允许滴漏，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的2‰[4]。严格的防水要求决定了地铁车站渗漏水治理应该以堵为主，从根本上治理漏水。

2.3.2查明水源补给，拒绝盲目施工

常见漏水点位可分为结构漏水及设备管道漏水两大类。地铁车站运营期间，空调系统管道易产生冷凝水，消防管道可能存在连接不紧密现象可能会被误认为顶板漏水，风机室设备排水可能会被误认为底板返水。初步观察漏水点位时应明确漏水来源，从根源上制定处理措施，拒绝盲目施工。

2.3.3结合漏点位置，合理选择机具

观察漏点周围构件、管线、净空、电源位置、设备带电情况、风机运转情况等可能影响施工的因素，如是否影响脚手架的搭设，是否可以采用人字梯，是否方便钻孔接电等情况，选择合理的施工机具。

3渗漏水治理关键技术

3.1快干水泥封堵法

地铁车站在大体积混凝土浇筑过程中，难免因散热不均形成温度应力裂缝，随着时间推移，静水侵蚀会导致应力裂缝出现潮湿或沁水现象。此类渗漏水一般无压力，在空间允许的条件下，可采用开“U”型小槽配合快干水泥或水不漏封堵法进行治理[5]。

使用电动切割机沿裂缝两侧各15mm的位置切割两条缝，缝深30mm，切缝长度向裂缝两端各延伸200～300mm。采用电锤沿缝凿除缝间的混凝土，形成U型槽，要求槽体平整，尺寸准确，不得侵入U型槽体外的混凝土，并在U型槽帮两侧100mm以内凿毛。冲洗槽体和槽帮，涂刷优质水泥基渗透结晶型防水材料灰浆层，然后在用清水拌合快干水泥将U型槽填平，并在槽帮两侧100mm的混凝土面抹3mm的改性环氧聚合物水泥胶粉。开槽位置详见图4渗漏水治理示意图。

快干水泥封堵法的材料宜选择初凝时间在1～3分钟，终凝时间在4～5分钟的无机防水粉。此方法同样适用于个别点渗漏水，拉杆螺栓、结构夹带杂物的滴水情况，可先清除杂物，然后开槽抹快干水泥按步骤封堵。

3.2注浆封堵法

注浆封堵法为治理漏水最为普遍的方法，注浆管可注射单液浆、双液浆、树脂、聚氨酯等多种注浆材料。在漏水现象较为明显和严重的部分，在快干水泥封堵法的基础上应结合注浆封堵法进行渗漏水整治处理[6]。

注浆封堵法是利用双组份改性环氧树脂灌浆材料配合小型电动注浆泵在渗漏水点直接钻孔，结合注浆针头注浆，利用浆液遇水膨胀的特性进行堵漏止水[3]。双组份改性环氧树脂较之其他材料具有携带方便、止水效果好、注浆机具要求低等优点。

首先将砼表面的浮浆、反碱、油污、尘土等杂物清除干净，如遇蜂窝及疏松结构应凿除，并用压力水冲洗掉，直至露出坚硬的基层；然后布设注浆孔，注浆孔的位置距裂缝115mm，孔位两侧错开布置，间距250mm斜孔，内倾角约60度，孔深250mm左右，孔径10～12mm，详见图4渗漏水治理示意图。最后用高压水将注浆孔冲洗干净，埋设注浆嘴，并用强度高的堵漏材料或改性环氧砂浆封堵注浆孔嘴位，确保注浆嘴与钻孔紧密结合。

开始在第一孔注浆时，进行注浆压力试调，根据裂缝和地下水情况，确定稳定压力。根据设定的注浆压力，当浆液在管内循环时，该孔注浆成功，断管后采用环氧砂浆封孔，转移至邻近注浆孔继续注浆。

注浆材料应严密封紧，防止与水接触和裸露，严禁在有机灌浆材料中加各种溶剂（如丙酮）和水。此外应对作业范围内设备进行保护，防止注浆材料低落粘结在设备表面，影响设备运作。

3.3接水槽排水法

在大体积混凝土浇筑过程中，不可避免的要设置施工缝和变形缝，该位置为防水薄弱环节，预留注浆导管只能一次性使用，处理不当很可能发生漏水点沿缝转移、预留接水槽被注浆材料堵塞失效等情况。针对在一个结构断面内，变形缝和施工缝平顺连续，缝宽准确的特点，此类反复发作的漏水点建议采用接水槽排水法治理水患[7]。

接水槽应采用不锈钢材质，槽宽300mm，槽深不小于30mm，钢板厚度1mm。其水平槽段应设置2‰人字坡或一字坡，沿缝就近引流至侧墙排水沟。接水槽与基面间采用单组分聚氨酯密封胶密封，采用M8不锈钢膨胀螺栓固定，螺栓间距不大于250mm。在接水盒搭接处应确保接水盒搭接长度不小于100mm，并且下侧的接水盒包住上侧的接水盒，防止水漏出。

接水槽排水法适用于反复发作并沿缝转移的线性漏点，通过转移水流的思路达到治理漏水的目的。此方法应注意严格控制接水槽角度和接水槽搭接的严密性。对于变形缝位置存在的失效接水盒应先进行拆除并清理杂质，用快速堵漏剂填补凹槽，然后重新施作接水盒。

3.4技术方案比选表（表1）

4结束语

天津市作为沿海地区修建地铁的代表性城市，水文地质条件具有复杂多变性，运营多年的地铁车站仍饱受水患侵扰。在运营车站内施工作业属于有限时间和有限空间作业，应分析施工特点，精心组织，采用科学合理的治理方法和治理思路至关重要，并兼顾安全文明施工。

工程实践表明，针对漏水部位的特点，合理的选择、严格的执行以上三种关键方法，能够快速有效地治理运营期间车站水患，该套技术行之有效，可为其他同类工程，特别是天津地区车站渗漏水治理提供借鉴和参考。

运营期间车站渗漏水治理的难度远远高于施工期间的水患治理，故施工过程中混凝土浇筑、防水施工质量控制才是地下结构工程工序控制最为关键的环节。

參考文献：

[1]净少敏，高琪，孟善宝，等.中铁十二局集团第四工程有限公司.富水软土地层地铁车站深基坑施工技术.晋科鉴字[2014]第289号.

[2]天津市城市轨道交通第二期建设规划（2015-2020）.

[3]朱科.浅谈高速铁路混凝土桥梁聚氨酯弹性体伸缩缝施工技术[J].铁道建筑技术，2017（6）.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50108-2008，地下工程防水技术规范[S].北京：中国计划出版社，2008.

[5]申志军，李树忱，吴治家，等.运营隧道缺陷与病害整治技术[M].北京：人民交通出版社，2016：25-57.

[6]刘晓宇，蔡慧兵，李建春，李建雄.建设工程变形缝渗漏水治理施工方法.

[7]蔡飒，单积明.高速公路隧道渗漏水病害分析及治理措施[J].市政技术，2018，35（2）：34-05.