王春凯
(中交(广州)建设有限公司,广东 广州 511400)
地铁车站是地铁线路的重要节点工程,由于其主体结构质量易受到所在区域地下水的影响,因此往往在防水方案、施工所用材料等方面要求较高。针对明挖地铁车站主体结构所表现出的各类渗漏现象,相关施工部门需要明确成因,并采取科学的防渗漏措施,以保证地铁车站的稳定运营。
深圳市轨道交通工程6号线建设于该市光明新区内,地勘资料表明,该工程沿线地质条件复杂,包含大量性质恶劣的地层,填土、软土和风化岩广泛分布,且存在大量腐蚀性地下水。因此,该工程的沿线施工以明挖顺筑法为主,左、右线明挖段长度分别为141.421m、140.00m。隧道埋深0~1.5m,主体结构采取单层双跨矩形断面设计形式,可见部分顶板露出地面,对施工技术要求极高。
针对明挖地铁车站主体结构所表现出的各类型渗漏水现象,探明具体成因是有效实现防治的必要前提,只有当成因被确定后,方能采取科学的防治工艺。
通过分析得知,结构设计阶段若未依据行业规范及先进工程理念而展开,将严重影响其后续的正常使用。其中,防水设计不合理现象主要表现为防水措施不当、防水等级偏低等,进而降低车站主体结构的防渗水平。具体而言,这与设计人员密切相关,若其未对渗漏问题给予高度重视,导致设计工作中出现疏漏,或并未针对现场的施工条件提出完备的防渗漏处理措施,造成正式施工的错误引导,最终其设计的工程就会发生渗漏水现象。
明挖地铁车站主体结构的施工作业量较大,包含多个细分子模块,而维护施工体系则是创造安全施工环境的关键,主要在于支护的桩体若接缝处未得到有效控制,易出现质量问题。
该工程地质条件复杂,且受到地下水的干扰,明挖基坑采取了两种方式,一是地下连续墙,二是钻孔桩与旋喷桩相结合的方案,具体工艺要求如表1所示。
表1 车站及区间主体围护结构统计表
部分施工单位在工作态度上有所偏差,如缺乏精细化管理意识,在日常工作中未依据规范将各施工环节落实到位。在此情况下,工程易引发变形缝、施工缝等质量问题。虽然其在短期内可能并无异常之处,但伴随使用时间的延长,结构支撑稳定性会随之下降,从而导致主体结构完整性不足,形成不同程度的裂缝,为渗漏水提供了通道。
针对明挖地铁车站主体结构的渗漏水现象,在分析原因时需充分考虑现场情况,采用科学可行的分析机制。从施工作业角度来看,外包防水板结构不合理易导致主体结构发生渗漏水现象;另外,防水涂料型号选用不当也会与预期的防渗漏要求产生偏差。在工艺方面,施工人员若缺乏对基面平整度的合理控制,则会出现基面明水处理失衡的局面,严重破坏防水层的应用效果。
此外,防水层施工中涉及大量钢筋绑扎作业,若绑扎的位置或方法不合理,也会影响结构的防渗漏效果。混凝土浇筑体系是车站主体的重要组成部分,当其中的防水层平整度欠佳时,将出现局部脱落问题,加之外界因素的作用,就容易引发渗漏水现象[1]。
施工部门需根据具体原因采取针对性防治措施,提高主体结构管理水平,以加强对施工质量的控制,从而保证车站各处都具有较强的防渗漏能力。
现阶段,明挖地铁车站主体结构防渗漏的可行途径主要包含三个方面,即对点渗漏、面渗漏、施工缝渗漏所采取的针对性处理措施。对此,施工部门要以实际情况为立足点,采取相适应的技术手段,创建并落实技术监督机制,保证渗漏水施工防治工作质量。地铁明挖结构与隧道洞口防水构造图如图1所示。
针对直径≤50mm的裂缝渗漏,适宜采取点渗漏处理技术,部分情况下该技术也可应用于钢筋头渗漏问题处理。
图1 地铁明挖结构与隧道洞口防水构造图
(1)充分考虑点渗漏的影响范围,若不会对车站主体造成明显影响,可采取钻孔处理的方式以达到阻止渗漏外扩的效果。其中,孔的位置选择至关重要,要兼顾渗漏点和裂缝中心的注浆材料,埋设注浆管并保证其深度的合理性。钻进成孔后需使用高压处理技术深度清理内部杂物,达到洁净状态后则可以组织注浆作业。部分情况下,喷浆嘴不具备直接触底的条件,因此需要与孔底保持适当间距。裂缝两侧要得到有效封堵,否则也会影响渗漏防治效果。
(2)点渗漏处理技术还可被应用于钢筋头渗漏问题处理。具体操作时要有效凿除钢筋头两侧的混凝土,再按照与上述相同的方式灌浆。部分情况下,钢筋头设置得不合理,如超出结构钢筋保护层,此时需要将多出的部分去除,再从一侧倾斜30°钻孔,满足孔径和深度要求后进入灌注施工阶段。
点渗漏问题的大范围出现将进一步构成具有整体性的面渗漏,在处理时需要做好基面清理工作,使其保持洁净且干燥的状态,在此条件下方可应用双组分聚氨酯涂料。完成施工作业后,需使用防水砂浆处理,以达到有效封闭效果,切实提高结构的防水能力,以免在后续使用中再次出现裂缝。
明挖地铁车站主体结构的运营环境复杂,导致其渗漏水的具体表现形式具有多样化的特点,具体要以实际情况为基础作出综合判断,合理布设注浆孔,以现行行业规范为指导合理组织各项处理工作,保证每道渗漏处理工序都满足要求。
(1)注浆孔的设置。合理的孔位布设方案对于渗漏处理效果有直接影响,通常应设在裂缝上。钻进设备可选择冲击钻,为之配备φ10mm的钻头,按照要求钻进成孔,期间加强对孔深和孔径的控制,并以裂缝为中心,要求钻孔与墙面保持相垂直的位置关系。设置注浆孔时需要注重对间距的控制,以50mm为宜,具体视实际情况灵活调整,必须给后续的注浆施工提供良好条件。
(2)设置凿槽结构。做好裂缝两端收口处理后,需要设长度约150mm的凿槽结构。此项工作对操作技术提出了较高的要求,边界的切割必须有足够的精度,可借助钢碟片完成,尺寸要求为深度约10mm、宽度不宜超过200mm。此外,还需沿裂缝方向切割修饰,优化结构形态,使其呈U型沟槽,充分考虑主筋暴露程度,视实际情况合理控制深度。
(3)加强基面的处理。基面应满足平整、洁净的要求,因此需要适当整理并通过冲洗的方式清理杂质,以免对注浆孔质量造成不良影响。基面的清洁程度是重要控制对象,其与堵漏粉和基面的结合效果将带来明显影响,甚至在很大程度上决定了结构整体的防渗漏水平,因此必须做好基面清理。此外,冲洗注浆孔时要注重对钻孔内部各隐蔽部位的处理,高压水冲洗是可行的方式,应确保孔内残留的各类杂物都清理干净,以便后续注浆等环节的顺利开展。
混凝土是施工中的重要材料,应严格控制配合比和坍落度,在两项指标都达标的前提下才有助于控制混凝土的水化热现象;同时,避免水灰比过大的情况,在不影响混凝土质量的前提下适当减少水泥用量。明挖地铁车站工程中,内衬墙厚度通常达到50cm,底板厚度达到1m,施工规模相对较大,常按照大体积混凝土的施工要求而展开相关作业。施工以跳仓法较为合适,有助于控制混凝土的收缩量;自混凝土凝固日算起,宜在10d后组织内衬墙模板的拆除作业,尽可能避免温差裂缝;浇捣作业应遵循分区、分工的原则,保证各部分施工质量。
工程经验表明,基坑开挖期间易发生超挖现象,导致车站结构失衡,局部受力不均匀,在应力过度集中处容易形成裂缝。对此,若存在超挖部位,需使用填砂夯实该处。环境因素对结构的影响也较为显著,施工期间要高度关注早期混凝土强度偏低的时段,严格防护内衬墙围护结构,不可出现变形现象,否则在结构性破坏条件下也容易出现裂缝。基坑开挖与结构施工应遵循交叉作业的原则,目的在于消除内衬墙里表温差过大对结构造成的不良影响。针对结构变形缝的处理,应确定止水带的具体位置,在两侧错开布置浅孔和深孔,止水带内侧填入适量填缝材料,使变形缝构造恢复原状[2-3]。
明挖地铁车站主体结构是整个地铁网络中的关键组成部分,但因地质条件特殊,地下水的侵蚀现象明显,易发生不同程度的渗漏现象,导致结构缺乏稳定性,加大安全隐患。对此,需要从实际情况出发,明确引发渗漏水的具体原因,在此基础上采取针对性防治措施,从根本上处理渗漏水问题;编制的防治方案要具有可行性,施工期间加强质量控制,全面确保渗漏水防治效果。