地鐵車站主體工程滲漏水原因分析與防治

谷湘泉

摘 要：我國已進入大規模建設地鐵和地下工程的階段，因此，相應的地下工程也存在大量的技術問題需要解決，地鐵車站主體工程滲漏水的問題就作為土建工程中的重點難點而存在。針對滲漏水的成因以及防治提出了一些膚淺的分析和總結，以其研究為未來的地鐵工程施工起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：地鐵；車站工程；滲漏水；分析；防治

我國很多大城市興建了很多大型的地鐵工程，并為解決交通問題發揮了積極的作用。屬于地下工程的地鐵，其結構滲漏與否、滲漏程度，都將對地鐵運營環境是否舒適產生巨大的影響，滲漏問題還嚴重影響主體結構的耐久性問題。

某地鐵車站采用800mm厚地下墻+墻間兩根三管旋噴止水樁作為基坑的圍護結構，明挖順筑法施工，基坑等級為一級。車站主體內部結構為框架、墻板受力體系：側墻厚700mm，標準段底板厚900mm；中板厚400mm；頂板厚700mm，采用預鋪反粘卷材外包防水及結構自防水的防水體系。主體結構全部完成拆模后發現頂板、底板、側墻滲漏水不同程度存在滲漏水。根據筆者多年的施工經驗，對滲漏水成因及防治作了一些膚淺的分析及總結。

1 滲漏水成因

從該工程主體結構的滲漏部位分別是頂板、底板、側墻等可以看出，水均是由主體結構中混凝土裂縫部位逐漸滲漏出來的。這就說明該地鐵工程存在以下兩個方面的問題：①主體結構部分的混凝土自防水存在局部缺陷；②主體結構外包防水層存在局部失效。

1.1 主體結構混凝土自防水局部缺陷

1.1.1 混凝土的收縮變形使混凝土內部產生裂縫

目前大體積混凝土均采用泵送混凝土澆注，大流動性泵送混凝土時經常會在初凝前發生沉縮裂縫。這是因為混凝土初凝前，混凝土中粗骨與細骨料、膠凝材料，雖經振動器械進行了振動，內部的孔隙已基本排除，但粗骨料仍在其自身的重量作用下緩慢下沉。混凝土在澆搗完畢后，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體積，比反應前物質的總體積小，而使混凝土產生收縮裂紋。大體積混凝土澆注過快，造成水泥水化熱引起的混凝土過驟烈的溫度升降變化造成裂縫。混凝土澆注完畢后，養生最最關鍵，若不加以處理和養護，局部裂縫將會貫穿整過混凝土結構。

1.1.2 側墻厚薄不勻產生裂縫

在地下連續墻成槽過程中，因多方面原因致使成槽相對偏差較大，出現墻縫錯位。主體結構施工時，因盲目趕工期，開挖完成后，未對凹凸不平（平整度有部分甚至達到10cm左右）的圍護結構表面進行有效的處理，導致成型的主體結構側墻厚度厚薄不均。主體結構竣工后，受到沉降和溫度應力，因側墻厚薄不勻，在較薄處便產生應力集中，以致產生結構裂縫。

1.1.3 施工方法不當造成質量缺陷

澆筑方案不合理或不按澆筑方案進行混凝土的澆筑，澆筑方案行同虛設，交底不到位，是施工過程中較常出現的問題。澆筑過程中，沒有嚴格按澆注方案執行。施工縫位置需要暫停澆注時，造成施工縫的留置位置偏差，違規澆注，極易出現與施工縫位置一致的裂縫。混凝土澆筑時，操作工人沒有責任心，出現漏振欠振，拆模后發現混凝土結構蜂窩麻面比較嚴重。另外，按照設計要求，正常施工縫處須預埋中埋式鋼邊止水帶、混凝土面須鑿毛。但在實際施工過程中，鋼邊止水帶埋設位置不準確或跑偏，施工縫也沒有嚴格按照要求鑿毛。所有這些，都是造成結構滲漏水最主要的原因。

1.2 整體外包防水層局部失效原因

地下主體結構工程，混凝土自防水出現局部缺陷和柔性防水層的局部破壞有發生在同一部位的可能。一般情況下，這種可能比較少見，多數情況下他們不會出現在同一部位，這是因為柔性防水層在遭到局部破壞以后，地下水將穿過柔性防水層，進入到結構層的外壁，在地下水的壓力作用之下，在圍護結構與側墻外表面縫隙間形成聯接通道。繼而地下水通過混凝土的裂縫通道穿透混凝土，產生滲漏情況。因此，一旦人們發現了主體結構出現漏水時，地鐵的主體結構中的自防水以及柔性防水層都早已經出現了局部的破壞和失效，但是，也正因為如此，具體滲漏水部位也就難以查清了。

根據構造不同來考慮，主體結構漏水成因可以歸結為結構混凝土的剛性自防水局部出現失效，柔性防水局部遭到破壞以及建筑細部構造存在不當等。

從其他方面考慮地鐵工程滲漏水成因，有如下的原因：

（1）防水材料原因

地下車站主體結構滲漏是一個長期困擾的質量通病，應該從設計、施工、后期維護等方面考慮周全，應充分考慮到地下水環境以及微生物侵蝕在弱化防水材料性能方面發揮的作用，當然，防水材料自身存在一個使用壽命周期的問題。

（2）工程結構原因

地下車站結構工程引起工程結構病害的原因有很多，并最終導致主體結構的位移、裂縫、變形、混凝土剝落等，造成防水層失效。

2 滲漏水預防方案

（1）地鐵車站防水治理要根據工程實際的特點，遵循“防、排、截、堵”、“因地制宜，剛柔相濟”治理的原則，重點推廣以自防水混凝土作為主要材料，并和柔性外包防水相結合的具體防水方案。

（2）提高防水材料適用性、耐久性，尤其是要鼓勵新材料、新技術的改革創新、滿足地鐵以及更多的地下工程所提出的高要求、高標準。從這個角度出發，在現有的各方面相關檢測標準基礎之上，建立健全適用于地鐵以及更多地下工程防水耐久性的技術標準和檢測方法。加強防水工程的施工及治理的管理，預防或檢修防水材料的失效。

3 滲漏水的治理方案

根據車站滲漏水的具體情況，進行具體問題具體分析，制定裂縫分級及處理措施。

3.1 裂縫分級

根據裂縫的形態以及對結構的影響程度，主要分為以下三級：

（1）裂縫寬度小于0.2mm，不貫通的裂縫，其對結構沒有本質影響，定義為三級，只需進行表面修復即可；

（2）裂縫寬度大于0.2mm，不貫通的裂縫和貫通不滲水裂縫，定義為二級，為保證結構強度及性能要求，需對其進行灌漿補強處理；

（3）裂縫寬度大于0.2mm，裂縫貫通滲漏，定義為一級，采用低壓慢速灌漿。

3.2 裂縫處治措施

3.2.1 三級裂縫處治措施

該法適用于裂縫寬度<0.2mm，不貫通的裂縫，用以恢復構件表面的觀感質量。將裂縫表面清理干凈，采用黑、白相摻配的水泥凈漿多層涂刷，靠液體的毛細吸力擠進裂縫，堵塞裂縫。

3.2.2 二級裂縫處治措施

對裂縫寬度>0.2mm，不貫通的裂縫和貫通不滲水裂縫，采用環氧樹脂進行灌漿補強處理。基本工序為：先封閉裂縫，在每隔30～50cm處設置環氧膠體注入座，然后用注射器通過注入座往裂縫內注入環氧膠體，最后拆除注入座，再封閉其表面。

改性環氧灌漿材料是由過量的多無異氰酸酯和多羥基化合物預先制成含有游離異氰酸基團的低聚的氨基甲酸酯預聚體。常用的多異氰酸酯有甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯和聚次甲基聚苯基異氰酸酯三種。

3.2.3 一級接縫處治措施

對滲水裂縫進行高壓灌漿補強和封堵，于裂縫最低處左或右5～10cm處傾斜鉆孔至結構厚度之一半深，循序由低處往高處鉆孔，鉆孔至最高處后再一次埋設止水針頭，然后使用單液SL-999高壓堵漏灌注機將改性環氧灌漿材料注入結構，以達到強化和封堵效果。

3.3 滲漏處治方法及步驟

3.3.1 缺陷處標識標記

在施工前針對車站頂板、側墻、中板、底板以及梁柱會同監理工程師進行整體的排查，對發現的質量缺陷進行統計，并檢查以前處理過的缺陷，判斷是否出現二次開裂或滲水。對于發現的缺陷編號并建立缺陷臺賬，使用紅油漆將編號標記在缺陷附近，使缺陷與臺賬一一對應，以便后續修補施工，防止出現遺漏處理的情況。

3.3.2 “壁可”法灌漿補強

搭設臨時腳手架，在腳手架上鋪設木板，作為修補用的工作平臺。

（1）根據裂縫調查結果，對寬度d≥0.2mm裂縫進行標記。

（2）用塑料薄膜將裂縫周邊沒有缺陷的混凝土覆蓋，避免在修補時污染完好的混凝土表面。

（3）根據裂縫的長度，在其上每隔30～50cm設置環氧膠體注入座。

（4）對各條裂縫的表面進行打磨，用棉布將表面清理干凈，然后用吹風機吹對裂縫處進行除塵。

（5）調配環氧膠體并將其裝入注射器中，依照從上到下的順序，將環氧膠體注入裂縫內。

（6）待注入的環氧膠體固化后，再拆除注入座。

（7）利用高分子樹脂粘結劑封閉、填平注入座，并用砂紙將其表面打磨平整。

（8）清理、打磨裂縫及其周圍混凝土表面，使其表面光潔、平滑，最后清除周邊覆蓋的塑料薄膜。

（9）拆除臨時腳手架等臨時設施，清理施工現場。

3.3.3 高壓灌漿補強和封堵

考慮到裂縫補強時，結構體內的氣體要完全排除，才能使注漿材料充分填充結構體內的空隙，達到裂縫補強效果，因此在注漿時，施工順序尤為重要。裂縫補強注漿時從一端向另一端連續進行；豎向裂縫時，注漿由下往上依次進行。現場注漿壓力控制在0.4～0.5MPa，恒壓時間應以下部針頭注漿液從滲漏水縫隙擠壓出為標準，方可進行上部針頭的注漿，注漿過程依次進行，不可跳做。

（1）施工順序

（2）具體施工方法

①在裂縫最低處左或右5～10cm處，傾斜鉆孔至墻體結構一半厚度，由低處往高處鉆孔距為20～30cm為宜，鉆孔至最高處后再一次埋設止水針頭，由于一般結構體裂縫呈不規則狀，故要求所鉆孔與破裂面交叉，止漏才會有效果。鉆孔注漿范圍應超過裂縫滲水上下各200mm，以防止堵漏時滲水此阻彼出，從而提高防滲堵漏效果。

②高壓灌注完成后，即可去除止水針頭，再將孔洞以封口膠填補。

3.3.4 質量檢查

（1）滲漏處修補后，目測或用放大鏡進行檢驗處治效果。

（2）對修補質量有懷疑時，采用跨縫鉆芯取樣進行檢驗。鉆芯取樣可按每100m裂縫修補長度取一個芯樣，將芯樣送至有資質的檢測機構進行強度檢驗。

4 總 結

通過對地鐵車站主體結構滲漏水具體案例進行分析研究，筆者對于結構滲漏的治理篇幅較多，這不是本課題的初衷。地下車站結構混凝土自身防水是第一道關，外包防水卷材及后期采取的滲漏封堵都是被動防水，隨著時間仍然會再次失效。所以主體結構施工過程中的質量控制，仍然是監理、施工單位重點把控的關鍵。