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探究城市运营地铁车站结构渗漏的防治措施

2021-07-24 132 上传者：管理员

摘要：城市地铁可以高效解决城市人口增加问题,同时也能有效缓解交通压力,城市地铁优势相对较多,比如高准点率、地面空间节约、大运载量。作为地下轨道交通,城市地铁工程比较复杂、涉及环节较多,任何一个环节产生问题,都会严重干扰到城市地铁的运营。最突出的问题是地铁车站结构渗漏问题,此问题对地铁车站运行造成了严重的干扰,增加了其安全风险。因此,对该问题进行全面而深入的剖析,针对该问题制定相应的防治措施,是增强城市地铁运营安全以及地铁工程质量的关键内容。基于此,文章结合实际案例,对城市运营地铁车站结构渗漏原因及防治措施进行了详细分析。

关键词：
交通压力
城市运营地铁
安全风险
渗漏问题
车站结构
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1、引言

现阶段，在人们的生活中经常可以见到的问题就是城市地铁车站结构渗漏了，城市地铁车站结构渗漏问题对地铁车站主体结构的安全性会造成不利影响，与此同时对其稳定性也会造成一定的干扰，很大程度上增加了地铁运行的安全风险。基于此，文章结合实际案例，对城市运营地铁车站结构渗漏原因及防治措施进行了详细分析，以期能够为相关业界人士提供有效参考。

2、城市运营地铁车站结构渗漏特征、类型及危害

2.1 危害

渗漏问题带来的危害有：会引起车站内设施损坏、设备故障等现象，会使内装修装饰材料变霉，会对车站外观美观性造成影响。比如，渗漏引起吊顶服饰、地板石材浸渍等。另外，渗漏问题不但会影响地铁正常运行，而且到后期渗漏治理成本较高，使得地铁车站经济遭受损失。

2.2 类型

以复合式地铁车站渗漏为例，其主要特征有:首先，开裂渗漏现象重点汇集在顶板、中板与内衬墙面，且大多数接近顶板、中板与侧墙交汇位置，而底板渗漏不常见，甚至是没有。其次，渗漏现象比较明显的是“三缝”，即变形缝、施工缝以及诱导缝等。最后，侧墙的支撑头、穿墙管附近等特殊部位会产生宏观裂缝，或者孔洞，进而发生渗漏。

2.3 特征

例如XX城市地铁1号线，其结构渗漏种类包括：一是施工缝渗漏；二是孔洞口部位渗漏；三是车站离壁沟渗漏。城市运营地铁车站结构渗漏具有诸多特征，如干扰范围大、涉及专业多、渗流不确定、治理难等特征，对城市地铁站的正常运营带来严重危害。

3、引发城市运营地铁车站结构渗漏的主要原因

3.1 施工缝渗漏

(1）设计因素。导致防水失效的原因有设计因素，主要体现在两个方面：第一，设计者不够认识结构防水的重要性，设计过程中，对于漏水会影响结构的整体安全性一般都会忽略掉，在确定设计方案时，它没有完全遵循地铁站的结构特点，过多地关注了规格要求，从而导致设计缺乏针对性，同时缺乏合理性。第二，在防水施工中，应按照防水技术规范使用防水卷材，同时使用注浆管，以此来达到预防的目的，但是，随着使用时间的延长，会影响到变形缝和施工缝的防水设置，将会对其防水效果造成影响。

(2）施工因素。在施工中，如果存在以下情况，例如注浆管位置不当、位移等，则会使后期注浆不能顺利实施；施工开挖中，如果破坏防水卷材，则不能对新建结构进行有效连接；基面不平整，尖锐，而破坏防水材料等。上述问题都会导致防水系统失效，引发渗漏问题。另外，在施工中存在施工不符相关标准，技术不合格等问题，也极易引起渗漏问题。

(3）结构变形。地铁车站主体结构因为外力作用会变形，从而引发渗漏现象。一是，地下结构环境不平衡，引起车站结构变形，以致防水系统失效，这主要是因为地下环境特殊外力的施压，举个简单的例子，围岩松弛地压、地震、塑性地压、承载力薄弱等，引发的地铁主体结构变形，严重时可能引发地铁主体结构开裂，最终导致局部防水层承受压力、拉伸力、剪力越来越大而对地铁主体结构造成破坏。二是，施工过程，需要降水，依据地下水动力学以及部分固结理论，在排水过程中，清除大批量的固体物质（含水层），水位下降，降低了底层孔隙净水压，进而导致地面产生沉降。施工完成以后，当水位恢复时，会提升结构物的水位，地下水会产生较大的浮力，这就对土壤的承载力以及重力进行降低。

3.2 离壁沟等特殊位置渗漏

(1）设计因素。在设计中，因为离壁沟等位置水沟挡水坎等为小微构建，极易被忽略，其设计简单，以致设计施工缺乏规范性，发生渗漏。比如，未对阴角防水进行设置、对渗水通道不能有效切断等。

(2）施工因素。施工期间，在挡土墙和远离壁沟的其他部分上进行二次混凝土浇筑，但是，因为截面尺寸相对较小，所以必须对人工振捣进行使用，如此一来，就很难控制振捣的质量，对于混凝土自防水密实性的要求也不能得到满足，导致结构内部出现泄漏通道。除此之外，挡土墙基础表面的清理和变形和模板的加固不足等不合理的处理方法在挡土墙底部形成了渗漏通道，促进了渗漏的构成。

4、城市运营地铁车站结构渗漏防治措施

4.1 快干水泥封堵法

城市地铁车站结构的建设是大体积混凝土的浇筑，在施工过程中，不均匀的散热通常会导致混凝土中的温度应力开裂，长期静水侵蚀后，会出现应力裂缝或潮湿，泛滥等现象，这种小型洇渗点通常无压力，可以选择速干水泥堵漏和U形小凹槽处理。运用电动切割机在裂缝两侧15mm处切割两条缝，缝深约为30mm，长度大于裂缝两端200mm～300mm左右。用电锤凿掉缝隙之间的混凝土，形成一个U形的小槽，U形小槽的尺寸和平面度必须符合标准要求，不能侵入凹槽外的混凝土，在凹槽两侧100mm内凿毛。清洁槽体和槽体侧面，涂上防水材料砂浆层，将速干水泥与清水混合，用混合的速干水泥填充U形小凹槽，并将改性环氧聚合物水泥粉抹在槽帮两面的混凝土表面，需抹3mm。此方法用于材料选择，通常，初始设置时间为1.3min，终凝时间为4min～5min。

4.2 接水槽排水法

排水箱排水方法主要用于处理同一结构截面的渗漏点治理中，变形缝和施工缝光滑连续，缝宽准确的渗漏点治理中。接水槽材料通常使用不锈钢，槽深需在30mm之上，宽度为300mm,1mm为不锈钢厚度。在水平槽部分，布置一个2‰的人字形坡度或一个人字形的坡度，以排泄到侧壁排水沟。基面和水箱用单组分聚氨酯密封剂密封，并用M-8不锈钢膨胀螺栓固定，每个螺栓之间的距离小于250mm。集水箱的重叠长度超过100mm，并且上集水箱必须包裹在下集水箱周围，以防止水泄漏。水槽排水法更适合于反复出现并沿间隙连续转移的线性滴落点，可以通过传递水流来实现渗漏治理点的目的。但是需要特别注意的是，需合理控制接槽的角度，与此同时合理控制接槽的密封性。

4.3 注浆封堵法

在处理渗漏水时，这种方法是最常用的，适用的位置主要是在空间允许钻孔的位置。根据灌浆材料的不同，灌浆管可注入单浆、双浆、树脂、聚氨酯等，其中常用的双组分改性环氧树脂灌浆材料，结合小型电动灌浆泵，可直接钻取泄漏点，然后用灌浆针进行灌浆，泥浆实现遇水膨胀，有效封堵泄漏点。该材料密封效果好，携带方便，对施工机具要求低。具体来说，首先要清除混凝土表面的杂物，凿除蜂窝状和松散结构，用压力水冲洗露出坚硬的基层；其次要布置灌浆孔，灌浆孔位置距裂缝约110mm，错开空位，间距250mm，倾角约60°，孔深约250mm，孔径大于12mm，最后用压力水冲洗灌浆孔，预埋灌浆管口，选用高强度堵料封堵灌浆管口，与钻孔相结合。另外，灌浆前要进行压力调试，调整首孔灌浆时裂隙和地下水的压力，以确定稳定压力。

5、工程概况

XX省XX地铁站的东西布局为地下三层岛式车站，采用明挖，平整的施工方法。该车站是露天的地下三层13m岛车站。第一地下层是车站大厅层，第二地下层是设备层，第三地下层是平台层。车站围护结构的总长度为146.5m，标准段宽21.9m，中心覆土厚度约4.1m，底板埋深26.36m～29.35m。

5.1 渗漏情况与原因

(1）情况。根据漏水的状态，漏水的形式可以归结为点渗漏，表面渗漏和线渗漏，点渗漏主要位于底板，侧壁上有蜂窝状凹坑的表面和结构性的嵌入式位置；表面渗漏重点表现在侧墙施工缝或蜂窝点蚀表面上；线渗漏重点表现在主体结构的施工缝和变形缝中。

(2）原因。根据XX省XX地铁站漏水的出现状况，漏水的原因可总结为：(1)结构混凝土自防水失效或外防水层损坏的主要原因。(2)由于施工缝粗糙，清洁和界面处理不到位，振捣不到位，导致新旧混凝土连接不充分，是结构渗漏的关键原因。(3)混凝土主体的温度变化和收缩裂缝以及建筑冷缝的泄漏。(4)地铁正在运营时，由于振动和其他原因，混凝土薄弱部位有裂缝和渗漏。(5)没有正确构造施工缝，变形缝和结构连接处的详细防水措施。例如，变形缝的止水口没有被很好地掩埋，这是造成结构泄漏的根本原因。

5.2 渗漏治理措施

(1）地铁车站渗漏治理原则。(1)应确定水源，漏水的位置和漏水水量的大小，并遵循“预防，排水，拦截和阻塞”的原则，并采取预防，刚性和柔软性合并，适应性，因地制宜等原则，还应进行综合管理。(2)结构强度不宜被减弱，与此同时也不宜被损坏。(3)处理应遵循以下原则：先大泄漏，再小泄漏和点状泄漏，最后集中堵漏。(4)灌浆法和下沉法，即堵水法和排水法是渗水的主要处理措施。

(2）注浆法。(1)通过高压注浆设备在混凝土结构的裂缝中注入注浆防水材料（堵漏剂），与此同时延伸到全部的裂缝，对全部裂缝填满，灌浆防水材料与水接触以后，会产生交联反应，将释放诸多二氧化碳并产生2次渗透压，设备的高压推力和二次渗透压压入弹性体，与此同时填充全部空隙，以此来达到堵塞的目的。(2)对注浆法进行积极、高效的应用。通常情况下，在施工缝和冷缝混凝土自应力裂缝的处理中会应用到注浆法，与此同时，在混凝土变形缝以及蜂窝点蚀表面的渗漏处理中也比较适用。(3)施工过程，钻孔灌浆：第一步施工准备；第二步清理泄漏部位的杂质；第三步钻机；第四步埋管。堵漏施工过程：第一步灌浆针堵头，第二步注浆，第三步观察和维护，第四步拔针，第五步验收。(4)灌浆材料的特性。灌浆材料的性能必须要特别高。环氧树脂和双液是在XX省XX地铁站的2号线地铁运营中用于灌浆和堵漏的关键灌浆材料。(5)注意事项，钻孔：钻机的钻头长度大于等于350mm，并沿接缝布置钻孔，钻孔角度通常为30°～45°。灌浆：首先，在灌浆过程中必须保持清洁；然后在灌浆完成后，应及时用水冲洗溢流物，以防止结构表面被污染；最后，在灌浆完成后应及时清洗灌浆泵。

(3）接水槽法。(1)本方法的原理，近些年来，集水箱法属于一种对铁路隧道渗漏的新方式之一。假设注浆效果不理想，则需对储水箱法进行使用。在泄漏点外侧安装并固定水接收箱。通过集水箱，来自施工缝，螺栓钻孔，注浆孔以及裂缝的水会流入两侧的排水沟，与此同时通过地漏排出水，进而防止泄漏的水对站台造成影响。在泄漏处理过程中，采用PVC材料或304不锈钢制作半截面水箱。为防止侧面泄漏，水箱的两端均密封。(2)施工过程，水槽的施工方法：预制水槽→施工准备→清理渗漏部位的杂质→安装水槽→排水管→固定并关闭排水箱→观察维修→验收。(3)注意事项，堵塞：安装后要注意集水箱的密封性，特别是非排水端侧以及与接触到的墙面的堵塞和密封性；渗漏处裂缝的处理：如果渗水量相对比较大，应对裂缝是否有增长的趋势，是否影响结构强度进行特别注意。

6、结束语

为对城市交通压力进行有效缓解，城市轨道交通已逐渐成为城市交通基础设施建设的关键内容。在地铁工程建设过程中，车站结构渗水问题严重影响了地铁施工质量，与此同时，还影响着地铁运营的稳定性和安全性。针对地铁车站结构的渗漏问题，要坚持多重防御工事的原则，具体问题具体分析，全方位管理，监测和预防等，将防水设计以及渗漏处理工作做好，进而保障地铁站运行的稳定性以及安全性。

文章来源：周小锋.城市运营地铁车站结构渗漏原因及治理措施[J].绿色环保建材,2021(07):169-170.