封闭引道沉降缝渗水处理

王 东

(中铁工程设计集团有限公司济南设计院，山东济南 250022)

随着社会发展和城市建设规模不断扩大，为解决既有铁路对城市造成的分割、制约、瓶颈等现象，修建了许多穿越铁路的立交桥，下穿铁路框架桥为常用桥式。在地下水文较高地区，一般采用封闭引道封闭地下水，以保证道路路面正常使用。封闭引道一般分节现浇施工，节间沉降缝止水带经常因设计、施工等多种因素造成老化、破损，出现渗水现象，影响道路的正常使用。结合具体工程实例，对渗水问题提出处理措施，进一步探讨从设计方面需要改进的地方。

1 工程概况

1)基本情况。205国道新沂改线段在北沟镇闻马村与陇海铁路交叉，新建5 m+11.7 m+11.7 m+5 m公路下穿铁路框架桥1座。桥址区地层分布自上而下依次为粉质粘土、全风化砂岩、强风化砂岩，地下水的类型为第四系壤中潜水及基岩裂隙水，地下水埋深0.6 m～1.5 m，水位变化幅度约1.0 m，主要受大气降水的补给，水位随季节变化而变化。根据地质情况，采用宽24.9 m U形框架封闭引道封闭行车道地下水，封闭引道总长437.8 m，节长10 m～15 m，共30节，节间设3cm宽沉降缝。引道范围内雨水及辅道路面下地下水通过泵站机械抽排入徐州方向侧沟，然后汇入原排水系统。封闭引道横断面布置如图1所示。封闭引道节间沉降缝处设置内贴式氯丁橡胶平板止水带及中埋式氯丁橡胶止水带各一道，止水带沿U形框架四周埋设。沉降缝止水带构造如图2所示。

图1 封闭引道横断面布置图（单位：cm）

2)渗水问题。工程施工完成时各项质量良好，未有渗水现象。道路运营1年后，框架桥两侧共5道沉降缝在徐州方向一侧半幅路面范围内出现渗水现象，渗水点沿沉降缝不连续分布，个别点渗水量较大(见图3)。

2 原因分析

1)地下水位高，渗水处封闭引道挖深最大，止水带承受较大的水压力。2)泵站出水口在渗水侧侧沟，排水增加了地下水位，增大了水压力。3)止水带施工时需要采用螺栓固定，且浇灌混凝土时需固定止水带位置，若施工质量控制不好，易出现渗水点。4)引道底板为强风化砂岩，渗透系数大，透水性强，一旦出现渗水点，会形成涌水，加剧渗水现象。所以，沉降缝出现渗水现象不是单一因素造成的，而是多种因素共同作用的结果。

图2 沉降缝止水带构造图（单位：mm）

图3 沉降缝渗水情况

3 解决方案

3.1 设计原则

通常，此类渗水的处理方式有堵、排两种，堵漏为常用方式。堵主要是化学注浆法，将聚氨酯发泡剂等防水堵漏剂压入沉降缝，依靠堵漏剂膨胀变形后填满缝隙实现堵水;排主要是埋设纵横向引流管道及沟槽，将渗水导流、汇集后集中排出。结合本工程情况，考虑修复后可能出现的再次渗漏，采用堵、排结合的方法。

3.2 实施方案

1)施工方案。根据确定的堵、排结合的方法，即在内贴式氯丁橡胶平板止水带及中埋式氯丁橡胶止水带两层止水带之间采用堵漏剂封堵，根据实际情况，重新施作内贴式氯丁橡胶平板止水带，然后在内贴式氯丁橡胶平板止水带上面埋设导流管，将可能出现的未封堵住的少量渗水引流导出。细化材料的选用及施工组织，制订出详细的施工方案。施工方案见图4，施工组织平面布置见图5。

2)施工工艺流程。确定施工方案→报主管部门审批→施工现场安全防护→凿除混凝土及沥青路面→拆开平板止水带(U形框架上层)检查(如有随时修补)→在U形框架上下层止水带间沉降缝内注入聚氨酯发泡剂→恢复平板止水带(U形框架上层)并浇筑混凝土保护层→铺设碎石和排水管→铺设塑料薄膜、钢筋网片、浇筑→铺设排水总管、恢复混凝土路面→养护混凝土路面→拆除施工现场防护设施、开通道路。

图4 施工方案示意图（单位：mm）

图5 施工组织平面布置图（单位：mm）

3)施工方法。第一步:委托交通局配合半幅道路封锁及各种交通标识的设置，提供施工所需电源。在行车道南北两侧均用钢管脚手架搭设彩钢瓦围栏，对施工现场进行封闭，悬挂警示标牌及夜间警示灯等;第二步:沿2号框架行车道外侧(南北方向)用风镐凿出混凝土矩形凹槽，将沉降缝中的部分渗水导入既有排水沟;第三步:凿除渗水处沥青及混凝土路面。先用墨斗弹出需破除的混凝土路面的轮廓线，再用切割机沿着轮廓线进行切割，最后将轮廓线内的混凝土用风镐凿除掉，凿除深度为沥青路面至U形框架底板氯丁橡胶平板止水带顶;第四步:拆装止水带。拆下平板止水带，检查遇水膨胀止水条及止水带有无破损，螺栓、螺母是否松动等，如有，及时修复。然后在距U形框架底板顶上方180 mm深度的沉降缝内浇筑聚氨酯发泡剂，最后加装遇水膨胀止水条、平板止水带、铝板、镀锌扁铁压板及螺母;第五步:设置热沥青木丝板，浇筑平板止水带顶混凝土保护层。热沥青木丝板厚度为30 mm，沿U形框架沉降缝放置，底部放在铝板上，顶部与混凝土保护层顶标高均同沥青底板顶平齐;第六步:安装横向(东西方向)不锈钢排水钢管，铺设碎石滤水层。沿着沉降缝正上方轴线保护层上放置φ50 mm不锈钢排水管一根或多根，其外侧用电钻钻φ6 mm间距20 mm梅花状布置的渗水收集孔，然后在不锈钢排水管四周铺设粒径为5 mm～10 mm的碎石。碎石沿沉降缝方向铺设，碎石顶距既有沥青路面为200 mm;第七步:设置钢筋网片，浇筑碎石滤水层顶混凝土。在碎石滤水层上部及南北两侧凿出的混凝土立面上铺设一层厚度为0.2 mm的塑料薄膜，然后在塑料薄膜上(沉降缝正上方)顺沉降缝方向放置热沥青木丝板(露出沥青路面约200 mm，方便拔出)加固后，在塑料薄膜上方浇筑C40微膨胀混凝土(钢筋网片规格为为φ10 mm@150 mm，距沥青路面净保护层为25 mm)至沥青路面。待混凝土终凝后拔出热沥青木丝板，在沉降缝内浇筑聚氨酯发泡剂，上部在路面以下30 mm范围内填聚氯乙烯胶泥;第八步:设置纵向(南北方向)排水总收集管及检查井。在第二步工序完成的混凝土沟槽中铺设直径为75 mm的UPVC排水管，管顶再用C40混凝土浇筑至原路面标高。排水管与沉降缝交叉处设矩形检查井，井底标高同U形框架底板顶标高，检查井上方设铸铁雨水篦子，其他部分每隔8 m左右设一处;第九步:养护混凝土路面。沉降缝及排水总收集管上方浇筑完混凝土后立即进行养护，养护时间不少于7 d;第十步:拆除施工现场防护设施、开通道路。

4)施工防护。为了保证施工期间作业人员及设备的安全，现场设防护员，分两班轮流值班，负责施工期间所有人员、机具的防护。施工前进行专门技术交底，明确施工流程及施工要求，对可能出现的问题制订预案，确保施工质量。

3.3 效果及改进

按照制订的施工方案实施后，经过一段时间运营，所有处理过的沉降缝均不渗水，埋设的导流管基本无水。采用堵、排结合的方法有效的解决了沉降缝渗水问题，效果良好。

分析整个过程，后期处理此类渗水问题对道路运营影响较大，施工难度大，因此，工程前期从设计角度应给予重视，采取更为可靠的方式。针对地下水位高、渗透性强的特点，可在沉降缝两侧各1 m范围内设置厚度0.5 m透水性差的粘土层，起隔水作用;针对止水带加强方面，可在沉降缝处U形框架外侧粘贴2道高聚物改性沥青防水卷材;合理布置泵站出水路径，使水流快速流走，避免增加对止水带的不利影响。

4 结语

在地下水丰富的地区，下穿铁路框架桥常采用U形框架封闭引道封闭地下水，节间沉降缝处设置一道或多道橡胶止水带。受环境、设计、施工等多种因素影响，沉降缝处止水带作为一个薄弱点，经常出现渗水现象。结合本工程实例，采用堵、排相结合的方法，有效的处理了沉降缝止水带渗水问题，并从设计角度对减少此类渗水现象提出了改进意见。采用本方法处理封闭引道沉降缝渗水问题，对于其他类似工程具有参考价值。

［1］ GB 50108-2008，地下工程防水技术规范［S］.

［2］ 铁建设［2010］241号，铁路混凝土结构施工技术指南［S］.

［3］ GB 50208-2002，地下防水工程质量验收规范［S］.

［4］ GB 18173.2-2000，高分子防水材料 第二部分 止水带［S］.