地铁车站主体工程渗漏水原因分析与防治

谷湘泉

摘 要：我国已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；分析；防治

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，渗漏问题还严重影响主体结构的耐久性问题。

某地铁车站采用800mm厚地下墙+墙间两根三管旋喷止水桩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、侧墙渗漏水不同程度存在渗漏水。根据笔者多年的施工经验，对渗漏水成因及防治作了一些肤浅的分析及总结。

1 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裂缝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：①主体结构部分的混凝土自防水存在局部缺陷；②主体结构外包防水层存在局部失效。

1.1 主体结构混凝土自防水局部缺陷

1.1.1 混凝土的收缩变形使混凝土内部产生裂缝

目前大体积混凝土均采用泵送混凝土浇注，大流动性泵送混凝土时经常会在初凝前发生沉缩裂缝。这是因为混凝土初凝前，混凝土中粗骨与细骨料、胶凝材料，虽经振动器械进行了振动，内部的孔隙已基本排除，但粗骨料仍在其自身的重量作用下缓慢下沉。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，而使混凝土产生收缩裂纹。大体积混凝土浇注过快，造成水泥水化热引起的混凝土过骤烈的温度升降变化造成裂缝。混凝土浇注完毕后，养生最最关键，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整过混凝土结构。

1.1.2 侧墙厚薄不匀产生裂缝

在地下连续墙成槽过程中，因多方面原因致使成槽相对偏差较大，出现墙缝错位。主体结构施工时，因盲目赶工期，开挖完成后，未对凹凸不平（平整度有部分甚至达到10cm左右）的围护结构表面进行有效的处理，导致成型的主体结构侧墙厚度厚薄不均。主体结构竣工后，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。

1.1.3 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，是施工过程中较常出现的问题。浇筑过程中，没有严格按浇注方案执行。施工缝位置需要暂停浇注时，造成施工缝的留置位置偏差，违规浇注，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，出現漏振欠振，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或跑偏，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主要的原因。

1.2 整体外包防水层局部失效原因

地下主体结构工程，混凝土自防水出现局部缺陷和柔性防水层的局部破坏有发生在同一部位的可能。一般情况下，这种可能比较少见，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，在围护结构与侧墙外表面缝隙间形成联接通道。继而地下水通过混凝土的裂缝通道穿透混凝土，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）防水材料原因

地下车站主体结构渗漏是一个长期困扰的质量通病，应该从设计、施工、后期维护等方面考虑周全，应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寿命周期的问题。

（2）工程结构原因

地下车站结构工程引起工程结构病害的原因有很多，并最终导致主体结构的位移、裂缝、变形、混凝土剥落等，造成防水层失效。

2 渗漏水预防方案

（1）地铁车站防水治理要根据工程实际的特点，遵循“防、排、截、堵”、“因地制宜，刚柔相济”治理的原则，重点推广以自防水混凝土作为主要材料，并和柔性外包防水相结合的具体防水方案。

（2）提高防水材料适用性、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、高标准。从这个角度出发，在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。加强防水工程的施工及治理的管理，预防或检修防水材料的失效。

3 渗漏水的治理方案

根据车站渗漏水的具体情况，进行具体问题具体分析，制定裂缝分级及处理措施。

3.1 裂缝分级

根据裂缝的形态以及对结构的影响程度，主要分为以下三级：

（1）裂缝宽度小于0.2mm，不贯通的裂缝，其对结构没有本质影响，定义为三级，只需进行表面修复即可；

（2）裂缝宽度大于0.2mm，不贯通的裂缝和贯通不渗水裂缝，定义为二级，为保证结构强度及性能要求，需对其进行灌浆补强处理；

（3）裂缝宽度大于0.2mm，裂缝贯通渗漏，定义为一级，采用低压慢速灌浆。

3.2 裂缝处治措施

3.2.1 三级裂缝处治措施

该法适用于裂缝宽度<0.2mm，不贯通的裂缝，用以恢复构件表面的观感质量。将裂缝表面清理干净，采用黑、白相掺配的水泥净浆多层涂刷，靠液体的毛细吸力挤进裂缝，堵塞裂缝。

3.2.2 二级裂缝处治措施

对裂缝宽度>0.2mm，不贯通的裂缝和贯通不渗水裂缝，采用环氧树脂进行灌浆补强处理。基本工序为：先封闭裂缝，在每隔30～50cm处设置环氧胶体注入座，然后用注射器通过注入座往裂缝内注入环氧胶体，最后拆除注入座，再封闭其表面。

改性环氧灌浆材料是由过量的多无异氰酸酯和多羟基化合物预先制成含有游离异氰酸基团的低聚的氨基甲酸酯预聚体。常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和聚次甲基聚苯基异氰酸酯三种。

3.2.3 一级接缝处治措施

对渗水裂缝进行高压灌浆补强和封堵，于裂缝最低处左或右5～10cm处倾斜钻孔至结构厚度之一半深，循序由低处往高处钻孔，钻孔至最高处后再一次埋设止水针头，然后使用单液SL-999高压堵漏灌注机将改性环氧灌浆材料注入结构，以达到强化和封堵效果。

3.3 渗漏处治方法及步骤

3.3.1 缺陷处标识标记

在施工前针对车站顶板、侧墙、中板、底板以及梁柱会同监理工程师进行整体的排查，对发現的质量缺陷进行统计，并检查以前处理过的缺陷，判断是否出现二次开裂或渗水。对于发现的缺陷编号并建立缺陷台账，使用红油漆将编号标记在缺陷附近，使缺陷与台账一一对应，以便后续修补施工，防止出现遗漏处理的情况。

3.3.2 “壁可”法灌浆补强

搭设临时脚手架，在脚手架上铺设木板，作为修补用的工作平台。

（1）根据裂缝调查结果，对宽度d≥0.2mm裂缝进行标记。

（2）用塑料薄膜将裂缝周边没有缺陷的混凝土覆盖，避免在修补时污染完好的混凝土表面。

（3）根据裂缝的长度，在其上每隔30～50cm设置环氧胶体注入座。

（4）对各条裂缝的表面进行打磨，用棉布将表面清理干净，然后用吹风机吹对裂缝处进行除尘。

（5）调配环氧胶体并将其装入注射器中，依照从上到下的顺序，将环氧胶体注入裂缝内。

（6）待注入的环氧胶体固化后，再拆除注入座。

（7）利用高分子树脂粘结剂封闭、填平注入座，并用砂纸将其表面打磨平整。

（8）清理、打磨裂缝及其周围混凝土表面，使其表面光洁、平滑，最后清除周边覆盖的塑料薄膜。

（9）拆除临时脚手架等临时设施，清理施工现场。

3.3.3 高压灌浆补强和封堵

考虑到裂缝补强时，结构体内的气体要完全排除，才能使注浆材料充分填充结构体内的空隙，达到裂缝补强效果，因此在注浆时，施工顺序尤为重要。裂缝补强注浆时从一端向另一端连续进行；竖向裂缝时，注浆由下往上依次进行。现场注浆压力控制在0.4～0.5MPa，恒压时间应以下部针头注浆液从渗漏水缝隙挤压出为标准，方可进行上部针头的注浆，注浆过程依次进行，不可跳做。

（1）施工顺序

（2）具体施工方法

①在裂缝最低处左或右5～10cm处，倾斜钻孔至墙体结构一半厚度，由低处往高处钻孔距为20～30cm为宜，钻孔至最高处后再一次埋设止水针头，由于一般结构体裂缝呈不规则状，故要求所钻孔与破裂面交叉，止漏才会有效果。钻孔注浆范围应超过裂缝渗水上下各200mm，以防止堵漏时渗水此阻彼出，从而提高防渗堵漏效果。

②高压灌注完成后，即可去除止水针头，再将孔洞以封口胶填补。

3.3.4 质量检查

（1）渗漏处修补后，目测或用放大镜进行检验处治效果。

（2）对修补质量有怀疑时，采用跨缝钻芯取样进行检验。钻芯取样可按每100m裂缝修补长度取一个芯样，将芯样送至有资质的检测机构进行强度检验。

4 总 结

通过对地铁车站主体结构渗漏水具体案例进行分析研究，笔者对于结构渗漏的治理篇幅较多，这不是本课题的初衷。地下车站结构混凝土自身防水是第一道关，外包防水卷材及后期采取的渗漏封堵都是被动防水，随着时间仍然会再次失效。所以主体结构施工过程中的质量控制，仍然是监理、施工单位重点把控的关键。