淺談地鐵工程的防水設計及滲漏水治理

程利 何旭 盧耐飛

摘 要：隨著我國城市經濟水平的提高，城市軌道系統也迅速發展。據預算，到2020年，我國將會有40余個城市擁有軌道系統。人們也日益親睞這種安全舒適、快速便捷、節能減排、較高運量的交通工具，它被稱作“綠色通道”。然而地下工程滲漏水問題很突出，危害巨大且難修復，地鐵工程防水一直是各個國家面臨的一個技術性的難點。本文主要分析了地鐵滲漏水的原因及一些具體的防水方案。

關鍵詞：地鐵工程；防水設計；滲漏水治理；注漿法

0 引言

目前正在大力興建地鐵的城市有：重慶、杭州、沈陽、武漢、蘇州、西安、寧波、青島、鄭州、合肥、長春、長沙、昆明、哈爾濱等。地鐵的運營與建設體現了一個城市的經濟水平和青春活力。在它給人們帶來極大便捷的同時不能忽視其潛在的危險——滲漏水。目前不少地下工程發生過滲漏水事件，由于地鐵是地下結構，如果處理不好防水層就很容易發生泄露，地鐵運營后如果發生滲漏水，維修賭漏費用較高，并且會降低結構使用壽命，因為水能腐蝕金屬構件。如果漏水嚴重會使站臺積水給乘客安全帶來威脅，降低了地鐵的可靠性。因此，必須從根本做起，加強地下工程的防水設計與施工，不能走“先完工，后修補”的道路。故本文分析了城市地鐵工程滲漏水的原因，并總結了一些優良的治理措施。

1 我國的地下結構防水等級標準

我國地下結構防水等級標準分為1級、2級，其對應的工程地段為地下車站及機電設備集中區段、區間隧道及連接通道等附屬的隧道結構，與之匹配的標準為“不允許滲水，結構表面無濕漬”、“頂部不允許滴漏，其他不允許漏水，結構表面可有少量濕漬，濕漬總面積不應大于總防水面積的6‰，單個濕漬面積不大于0.2m2，任意100m2防水面積不超過4處”。[1]

2 地鐵滲漏水的原因分析

（1）砼結構主體滲漏水：①砼結構成型的初期由于地下水過早的侵入導致局部結構自防水失效。②在砼結構初凝前后，由于風等自然因素使其水分快速流失引起伸縮應變會形成裂縫。③水化熱產生的熱應變所引起砼結構的早期開裂。④砼結構外包防水層（防水涂料、防水板等）施工工藝不精細或者防水材料不能達到標準防水質量，導致不密封而滲漏水。⑤地下施工作業比較困難，如果工人所用施工方法不當、設計不合理或施工質量不精細就很難保證砼的均勻性，連續性，這就會使結構自防水能力較差。

（2）由于砼結構的變形縫、施工縫、穿墻管等部位處理不當導致滲漏水[2]： ①對于熱力管道，如果不加套管，且施工質量較差很容易破壞防水層導致滲漏。②如果結構施工縫處理不當，會在施工縫處產生過水通道。③模板不牢固且產生縫隙，導致混凝土不密實，容易形成裂縫。

（3）由于施工方法不當，特殊部位處理欠佳造成滲漏。例如：采用蓋挖逆做法在地下作業時，當樁柱穿過底板混凝土時，若不加強防水或底板防水層不連續，以及樁柱四周混凝土不密實，地下水會沿樁柱根部滲入底板。

（4）其他原因：材料收縮、溫差變形、地基沉降不均勻和施工中的震動等因素也會使結構產生裂縫或滲水通道。

3 地鐵防水及滲漏水治理

地下防水設計的總體要求是“防排結合，防為基礎；多道防線，剛柔并舉；因地制宜、綜合治理”。

（1）對于大面積防水混凝土，可以摻入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑。例如：水泥混凝土的缺點是易收縮，而產生大的空隙，如果加入膨脹劑，膨脹劑水化后結晶生成穩定的水化物，填充在混凝土毛孔縫隙中，這就降低了混凝土的空隙率，使混凝土更加密實，抗滲性提高，彌補了混凝土易收縮的致命缺點。

（2）活動縫的滲漏水治理：日本東京是亞洲最早擁有地鐵的城市，其防水設計采用了比較周到的導水溝設計。擁有先進的3S工法治理滲漏水[3]。設計理念是伸縮（spread）、追隨（sealed）、固定（solid）的有機結合，將綜合處理融為一體。

施工程序：施工位置標示、裂縫機械切槽、凹槽按設計成形、清除槽內碎屑、黏結劑涂刷、嵌入填充材料、面層材料施工、恢復原裝飾層最后完工驗收。

（3）高聚物注漿法：高聚物注漿法是一種較為實用的方法，利用高聚物的膨脹性可以改善地基沉降不均勻。另外一些高聚物材料具有抗滲性好、柔韌性好、不易開裂等特點，可用于封堵結構縫以保護內部的鋼筋免遭腐蝕，也可用于封堵活動縫。

（4）泡沫橡膠管塞縫法[3]：2010年，深圳大學張道真教授介紹了一種泡沫橡膠管塞縫工藝，可在管中充氣，使其在寬度多變的活動縫中保持密封止水狀態。

（5）合理設計水灰比。減少水泥的用量，水泥用量不超過280kg/m3，增加優質粉煤灰，其含量不低于凝膠材料的30%，或者增加其他水硬性凝膠材料如磨細礦渣比例。合理設計水灰比可以提高水泥混凝土的強度，確保混凝土的質量。

（6）由于施工縫部位防水能力較差，底板的混凝土應連續澆灌，應盡量不設施工縫，墻體一般只允許設水平施工縫，不得設垂直施工縫，垂直施工縫應與變形縫相結合且避開地下水和裂縫較多的地段[4]。

（7）另外，也應該注意結構的防腐蝕[5]，因為這也會對結構滲漏水提供有利條件。為防止土壤中的微生物腐蝕地下結構，可以在施工周圍的土壤中加入抑菌物質，這樣可有效抑制微生物生存。混凝土結構也應該防止電腐蝕。在國外，整個結構均用瀝青卷材全部包裹圍護。而北京地鐵系統是采用玻璃布油氈全包的方法。

地鐵防水工程具體施工方案很多，可以根據當地地質情況，針對不同地段并考慮經濟合理性選取最優治理方法。

4 結語

在我國的目前城市尤其是大城市日益擁堵的現狀中，城市地鐵工程已經發揮了巨大的作用，緩解了交通擁堵，提高了人們的工作效率。做好防水工作是人們安全保障的第一步，地鐵防水工程是一個系統的工程，涉及到選擇合格的防水材料、結合經濟合理的設計方法、進行嚴格施工管理等很多個方面，只有各個方面的努力配合才能達到較長的防水耐用年限和使用功能。

參考文獻：

[1]龔克崇.地基基礎與地下防水工程[D].中國建筑工業出版社，2004（11）.

[2]北京土木建筑學會.地下防水工程施工操作手冊[D].經濟科學出版社，2004（12）.

[3]薛紹祖.地鐵系統結構防水劣化與修繕[D].經濟科學出版社，2011.

[4]沈春林，周俊，李芳等.地下防水設計與施工[D].化學工業出版社，2006（07）.

[5]薛紹祖.地下建筑工程防水技術[D].中國建筑工業出版社，2003.