潜水变化区域明挖地铁车站结构渗漏治理技术

摘要：经调查掌握了北京市轨道交通某地下结构的地铁车站水文地质和渗漏情况，基于此分析了渗漏原因，提出了该地铁车站结构渗漏治理方案。选择水泥基渗透结晶和改性环氧树脂治理材料，实施表面封闭法和注浆填充法的治理工艺，取得了显著的治理效果，达到了减渗堵漏的预期治理目的。

关键词：潜水区域；地铁车站；地下结构；渗漏治理；注浆填充

0 引言

与地上车站相比，地下车站具有病害隐蔽性强、长期水环境、病害处理难度大等特点。而随着运营时间的不断增加，越来越多的地下车站出现了变形缝、施工缝、结构裂缝等部位渗漏水现象，地下车站渗漏治理工程已经逐渐成为轨道交通行业的研究热点之一。

朱海龙[1]调查膨胀性泥岩地质条件下的车站结构渗漏水原因，有针对性地提出了渗漏的治理措施。葛文浩[2]等研究了在地下水位上升条件下的北京地铁车站渗漏的系统性治理原则和方案，提高了车站渗漏治理的耐久性。葛超[3]深入分析了岩溶地区地铁结构渗漏的出现规律及产生原因，总结了富水岩溶区域结构渗漏病害的整治技术。此外，激光扫描技术、监测预警技术等新型技术对地铁渗漏的检测和监控起到了重要作用[4-7]。

本文依托正在运营的北京市某明挖地铁车站结构渗漏水治理项目，分析了该车站渗漏分布范围及规律，针对渗漏的不同类型制定了相应的治理方案并予以实施。

1 工程概况

1.1 车站所处区域水文地质

北京市轨道交通某明挖地铁车站所处地层以巨厚卵石层为主，地下水主要为孔隙水（潜水），分布在埋深约为16m的卵石地层中。该车站区域地下水特征如表1所示。

该车站区域潜水的动态与大气降水关系密切。北京市每年5～7月份为大气降水的丰水期，地下水位自5月份开始上升，6～7月份达到当年最高水位，随后逐渐下降，至12月份达到当年的最低水位，平均年变幅约为2m。车站下伏基岩起伏大，潜水位于山前聚水漏斗中，年变幅较大，约可达3～8m。北京市近5年地下水位变化情况如图1所示。

1.2 车站渗漏水情况调查

1.2.1 调查结果

该车站于2008年开通运营，建成约5年左右开始陆续出现渗漏情况。自2021年之后，渗漏数量及范围呈增多趋势。于2023年对该车站进行渗漏专项调查，发现其渗漏类别（位置）主要是变形缝、施工缝、结构裂缝以及结构面渗漏，渗漏级别（程度）多样，有湿渍、滴漏、线流、股流、涌流等。该车站渗漏病害调查结果如表2所示。

1.2.2 数据分析

从表2可以看出，该车站渗漏严重的位置是施工缝和变形缝，其渗漏量合计为580.2m2，占渗漏总量的83.30%。其中施工缝的渗漏量为399.7m2，占渗漏总量的57.39%；变形缝的渗漏量为180.5m2，占渗漏总量的25.91%。施工缝和变形缝的渗漏点位合计为41处，占51处渗漏总点位的80.39%。其中施工缝的渗漏点位为29处，占渗漏总点位的56.86%；变形缝的渗漏点位为12处，占51处渗漏总点位的23.53%。结构裂缝与结构面渗漏量和渗漏点位均较少。

2 车站渗漏主要原因

根据该车站渗漏水调查情况，查找造成该车站结构渗漏的主要原因有以下5个方面：

一是变形缝的止水带老化破损，造成局部材质薄弱，导致渗漏；变形缝处的外包防水层粘贴不密实，存在初始破损问题，导致渗漏。

二是车站结构分块浇筑，形成较多不规整的施工缝，容易产生渗漏；车站建在市区，交通受限，混凝土供应不连贯，浇筑周期长，造成冷缝，导致渗漏。

三是车站存在原生的潜在裂缝或渗水通道，例如对锚杆处理不到位引起的侧墙渗漏、顶板及底板厚度较大引起温度裂缝等，都会产生贯穿结构厚度的裂缝，在防水板失效的情况下，渗漏产生的概率大幅度增加。

四是止水帷幕在底部较难保证其咬合距离产生长期止水效果，现阶段止水灌浆材料耐久性较难保证，造成止水帷幕体系失效，导致渗漏。

五是车站潜水水位较低，稳定水位位于车站结构中板位置附近，水位常年变化较大，对车站产生周期性变化荷载，造成车站结构裂缝的发展，导致渗漏。

3 富水区域车站结构渗漏水治理方案

3.1 治理方案

考虑到车站所处潜水区地下水位逐年上升，结构水压力不断增大的情况，在治理渗漏时应具有一定的前瞻性，因此以0.2mm缝宽作为该车站划分不同治理方案的判定条件。该车站渗漏治理方案如表3所示。

3.2 材料选择

根据该车站渗漏治理方案，选用水泥基渗透结晶、改性环氧树脂作为裂缝的堵漏材料。

3.2.1 水泥基渗透结晶材料

水泥基渗透结晶材料主要用于表面封闭。水泥基渗透结晶材料具有以下3个优点：一是超强渗透能力，能渗入混凝土表面5cm以上；二是具有极强的化学渗透和催化结晶能力，使混凝土基层具有优异的抗渗性能，能长久抵抗120m以上水头的高水压；三是具有优异的自愈能力，产品中独有的活性物质，遇水被激活，促使水泥再产生新的结晶体，可以封堵0.4mm以下的裂缝，从而把渗漏水堵住。水泥基渗透结晶材料技术参数如表4所示。

3.2.2 改性环氧树脂材料

改性环氧树脂材料适用于钻孔注浆、骑缝注浆。改性环氧树脂材料具有以下4个优点：一是浆液粘度低、可灌性好；二是固化物粘度高、韧性好，收缩率低，可用于修复严重破损的混凝土裂缝；三是与基材粘接强度高，经灌浆处理后的裂缝不易重新开裂与渗漏；四是耐化学品性能好，可耐大多数有机溶剂、酸、碱、盐以及有机微生物侵蚀。改性环氧树脂材料技术参数如表5所示。

3.3 治理工艺

3.3.1 表面封闭法

首先测定裂缝宽度，确定裂缝长度；其次进行表层处理，用喷砂机或打磨机打磨平整，直至露出坚实的骨料新面，并用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑、粉尘清除干净，处理宽度为裂缝纵向100mm、左右两侧各200mm；最后分层多遍涂刷水泥基渗透结晶材料，涂刷方向应一致、涂刷厚度应均匀无积洼，涂覆量≥1.5kg/m2，涂层厚度≥1.0mm。

3.3.2 注浆填充法

实施注浆填充法，应按下述顺序对渗漏位置进行治理：将裂缝周边混凝土进行基面清理，沿裂缝长度方向放线。使用混凝土切割机沿裂缝长度方向切割槽口，使用电镐凿除槽口内的混凝土。槽口宽度视裂缝宽度在40～50mm之内选择，槽口深度为30mm，且不超过混凝土净保护层厚度。清理槽内浮渣及灰尘，拌合快干水泥，使用瓦刀将快干水泥在槽内均匀磨平，外边与混凝土结构齐平。凿槽时不得损伤原有结构内的钢筋，并应采取可靠措施保证嵌补的快干水泥不掉块。

使用电钻在裂缝一侧倾斜钻孔，斜孔穿d2a6171bbb688f252c0bbea039edf510c6bc0c6bf5382b0d1259195ca4e06e3b过裂缝，钻孔角度为45～60°，孔径为14mm，孔深为结构厚度的1/3～1/2，钻孔间距为300～500mm。清孔后安装短针头，将改性环氧树脂注浆液注入裂缝，填满裂缝空隙。填补完成后拆除注浆针头并用快干水泥封孔。

裂缝两侧一定范围内涂刷水泥基渗透结晶防水涂料≥3道，涂刷方向应一致、均匀无积洼，涂覆量≥1.5kg/m2，涂层厚度≥1.0mm。前后两次涂刷方向相互垂直，并按照材料要求进行养护。该车站结构裂缝注浆填充方法如图2所示。

4 治理效果

该车站渗漏位置治理完成后进行了质量验收，验收标准及验收情况如表6所示。

治理前，该地下车站共有51处渗漏，面积共计696.5m2。治理后，线流、股流、涌水现象消失，湿渍及滴漏面积共计1.6m2，漏水处共计10处，治理效果非常显著，基本达到减渗堵漏的目的。

5 结束语

与地上车站相比，地下车站具有病害隐蔽性强、长期水环境、病害处理难度大等特点。而随着运营时间的不断增加，越来越多的地下车站出现了变形缝、施工缝、结构裂缝等部位渗漏水现象。本文以北京某车站为例经过现场调查，掌握了该车站渗漏的具体位置及分布情况。针对不同类型的渗漏采用了有针对性的治理措施，并将填充注浆的裂缝宽度判定标准由0.3mm调整为0.2mm。经过彻底的渗漏治理，该车站渗漏面积由696.5m2降至1.6m2，渗漏点位由51处降至10处，取得了显著的治理效果。

参考文献

[1] 朱海龙.浅谈膨胀性泥岩地质地铁车站渗漏水处治措施[J].四川建筑，2023，43（5）：64-65.

[2] 葛文浩，刘国强，曹玉新，等.地下水位上升条件下地铁车站渗漏治理研究[J].城市建设理论研究（电子版），2023（28）：183-186.

[3] 葛超.溶区地铁结构渗漏水病害分析与整治技术[J].交通科技与管理，2023，4（17）：63-65.

[4] 彭华，杨广武，王燕凯，等.既有地铁结构渗漏监测预警平台的设计和应用[J].市政技术，2023，41（10）：247-256+269.

[5] 罗喻真，杨统，加松.徕卡P50三维激光扫描仪在地铁隧道竣工测量中的应用[J].河南科技，2023，42（18）：14-18.

[6] 周宝定，谢沛瑶，郭文浩，等，基于激光点云灰度图像的隧道渗水病害检测[J].测绘通报，2023（8）：34-39+90.

[7] 于洪亮，李东彪，高玮，等.基于地质雷达与激光扫描的隧道检测现状分析[J].长沙理工大学学报（自然科学版），2023，20（3）：102-117.