江道鐠
(1.福建省建筑科學研究院有限責任公司 福建福州 350108; 2.福建省綠色建筑技術重點實驗室 福建福州 350108)
近年來,隨著國家大力推進城市軌道交通工程建設,據相關資料報告截至2018年年底,中國大陸地區(不含港澳臺)共有35個城市開通城市軌道交通運營線路185條,運營線路總長度5761.4km。福建省福州城市軌道交通1號線一期工程2016年已建成運營,2號線也在2019年4月底正式運營;廈門城市軌道交通1號線也于2017年年底全線建成運營,泉州、武夷山等城市軌道交通工程項目正在加快推進前期工作。城市軌道交通拓展了城市發展空間,緩解了城市交通擁擠問題,目前已成為現代城市居民出行的主要方式。
俗話說“十隧九漏”,城市軌道交通工程因為大部分結構在地下或者在隧道里,滲漏成了城市軌道交通工程最普遍的一種病害。對福建省城市軌道交通工程滲漏水現象進行調查表明,軌道交通工程滲漏水現象主要集中分布在結構裂縫部位、施工縫、誘導縫、車站與隧道連接部位、車站主體與附屬連接部位變形縫、盾構隧道管片縱環縫及預埋件、螺栓孔、管道根部等部位(圖1~圖6)。滲漏現象主要表現為混凝土表面濕漬、滴漏、線流及漏泥等,形態上有點滲漏、線滲漏及面滲漏。從滲漏水分布嚴重情況來看,車站滲漏水情況好于暗挖區間,盾構隧道滲漏水情況好于車站。這些滲漏中,結構裂縫及施工縫、變形縫、誘導縫滲漏較為普遍,根據參考文獻[1],裂縫、施工縫、變形縫及誘導縫的滲漏占軌道交通工程滲漏總數的90%,滲漏現象一般呈帶狀,長度較長;裂縫滲漏主要在內襯墻面、中板、頂板部位,大部分裂縫靠近側墻與中板、頂板相交的部位,形成距離較長的裂縫滲漏帶。

圖1 頂板板底裂縫

圖2 頂板板底施工縫開裂

圖3 側墻變形縫處滲漏

圖4 側墻施工縫處滲漏

圖5 側墻裂縫處滲漏

圖6 隧道管片環向接縫處滲漏
如何進行城市軌道交通工程滲漏治理、杜絕滲漏水對工程質量產生嚴重危害通病的發生,是城市軌道交通建設和使用過程中面臨的難題,《福建省城市軌道交通工程滲漏水治理技術規程》就是基于以上這些背景下立項編制。
基于滲水形式千變萬化,不同地區的城市軌道交通工程具有不同的特點,滲漏水治理是一個綜合治理過程。本規程編制提出在滲漏治理時采用“以堵為主,因地制宜,多道設防,綜合治理”的原則。
軌道交通工程滲漏治理的主要原則——“以堵為主”,盡量在治理中少用“排”,因為在實踐堵漏工程中,結構的排水措施及位置都已經完成并確定,較難增加其他排水通道。但在實際工程中僅通過“堵”往往不能徹底解決滲漏問題,在具備排水條件時,還是可以充分利用排水系統減少滲漏量。對于這點,本規程未解答,但實踐中可根據具體情況去做?!耙虻刂埔恕敝饕槍唧w的滲漏問題,允許該治理工藝因時、因地根據滲漏的緣由可能有所不同而采取不同的治理方法。“多道設防”是保證防水工程可靠性的必要措施?!熬C合治理”就是在滲漏治理過程中不僅僅要滿足達到治理部位不滲不漏,還要將工程看作一個整體,綜合運用各種技術手段,達到滲漏治理的目的。總之,本規程是針對常見的滲漏問題給出了一些典型的治理措施,使用本規程時可靈活運用。
規程要求城市軌道交通工程滲漏水治理施工前,應根據滲漏水治理設計方案以及相關防水技術規范編制專項實施方案,按規定組織論證,治理方案要能夠適應滲漏部位結構及環境要求,并應進行技術和安全交底。滲漏水治理必須在監理、建設單位或運維方的監督下進行,對每道工序、每個部位進行質量檢查和現場監督,發現問題及時督促整改。已完成滲漏治理的部位應采取保護措施。
城市軌道交通滲漏水經治理后的滲漏部位,防水能力應達到原結構設計的防水等級要求,并考慮適當提高,任意100m2防水面積上的濕漬不應超過2處,與《福建省城市軌道交通防水工程技術規程》(DBJ/T13-288)[2]的2處相協調一致;同時,對治理過的工程要求不允許出現滲漏量,即去除《福建省城市軌道交通防水工程技術規程》(DBJ/T13-288)平均滲漏量不應大于0.05L/m2·d,任意100m2防水面積滲漏量不應大于0.15L/m2·d的規定。
規程要求在滲漏治理前要進行滲漏調查,并明確滲漏水調查的內容,滲漏治理前應收集的技術資料。而滲漏水如何進行檢測及評估,規程要求滲漏水量的檢測結果評定應符合《福建省軌道交通防水工程技術規程》(DBJ/T13-288)軌道交通工程防水等級的要求。滲漏檢測評估報告宜包含以下內容:
(1)滲漏水治理前,應結合現場調查結果和收集到的技術資料,從設計原因、混凝土材料缺陷、施工質量、使用維護不當及環境變形侵蝕影響等方面綜合分析滲漏的成因,并提出書面報告。
(2)滲漏水治理前,應結合現場調查結果,對滲漏嚴重情況進行分類評估。
(3)分析滲漏點的水質、混凝土性能狀態情況,評估其對結構承載能力和耐久性的影響。
(4)對滲漏可能影響結構正常工作的構件,評價其在下一次檢查之前的退化情況;對具有潛在退化可能的構件,提出相應的養護及處理措施。
城市軌道交通工程具有獨特性,對滲漏治理的材料要進行選用,部分材料要采取限制范圍使用。因此,規程要求材料進場,應按規定進行見證取樣復檢,封閉材料、灌漿材料、剛性防水材料及柔性防水涂料應符合相關規定。
聚氨酯灌漿材料遇水會反應并發泡[3],如果在貯存過程中遇水接觸,則會由于提前反應而喪失使用性能。丙烯酸鹽灌漿材料固結體凝膠的抗壓強度較低,且會失水收縮。因此,車站、區間永久性結構滲漏治理工程不宜使用丙烯酸類、聚氨酯類注漿堵漏材料。此外,環氧樹脂灌漿材料固化速率較慢,水流速度過大則容易被水帶走,因此不能被用作注漿止水材料。
水泥-水玻璃雙液注漿材料存在耐久性不好的缺點,在《隧道工程防水技術規范》(CECS 370-2014)[4]及新版《地下工程防水技術規范》[5]中規定:水泥水玻璃雙液注漿材料不得用于永久性工程防滲堵漏。鑒此,本規程條文中明確規定,車站、區間永久性結構滲漏水治理工程嚴禁使用水泥-水玻璃材料。
明挖法車站的防水工程,以混凝土結構自防水為主,以接縫防水為重點,并在結構迎水面設置柔性全包防水層或半包柔性防水層加強防水。
礦山法車站迎水面主體結構,采用防水混凝土、復合式襯砌半包防水做法,設置防水注漿系統,同時根據工程需要在變形縫等特殊部位設置防水分區系統。
地下車站因為在地面以下長期與水接觸,水流很容易透過防水層薄弱環節如變形縫、施工縫進入等發生滲漏。地下車站滲漏治理的重點,是對混凝土裂縫、接縫處位置的滲漏進行治理。
本規程根據對福建省城市軌道交通工程滲漏水現象的調查結果,從裂縫、變形縫、施工縫、大面積滲漏、孔洞或蜂窩、麻面滲漏、地下連續墻連接處等方面對滲漏治理要求進行規定。
(1)混凝土裂縫滲漏治理時,沿裂縫走向開槽并用速凝型無機防水堵漏材料直接封堵滲漏水,是一項傳統的堵漏工藝。止水后,在凹槽中嵌填、涂刷或抹壓含水泥基滲透結晶型防水材料的膩子、涂料或砂漿;斜向鉆孔有利于橫穿裂縫,使漿液沿裂縫面流動并反應固化,快速切斷滲漏通道。由于建筑工程混凝土地下結構的厚度相對較薄,規定鉆孔垂直深度超過混凝土結構厚度的1/2,一方面是為了防止注漿壓力對結構的破壞,另一方面確保將漿液注入結構中。
(2)變形縫滲漏的原因,主要有止水帶固定不牢導致澆筑混凝土時偏離設計位置、止水帶兩側混凝土振搗不密實及止水帶破損等。為了解決變形縫滲漏治理后出現的復漏,采用在背水面安裝止水帶這一途徑。粘帖內置式密封止水帶及螺栓固定內置式密封止水帶[3]如圖7~圖8所示。
當采用膠粘劑粘貼內置式密封止水帶時,應先涂布底涂料,止水帶在變形縫兩側基層上的粘結寬度均不應小于50mm。
當采用螺栓固定內置式密封止水帶時,宜先在變形縫兩側基層中埋設膨脹螺栓或用化學植筋方法設置螺栓,螺栓間距不宜大于300mm,止水帶在變形縫兩側基層上的粘結寬度各不應小于100mm。
對于不明原因或受現場施工條件限制而無法止水的變形縫,可通過設置排水裝置的方法避免滲漏水對結構內部造成更大的不利影響。

圖7 粘帖內置式密封止水帶

圖8 螺栓固定內置式密封止水帶
(3)本規程考慮到降水井頂部也常出現滲漏,對降水井頂部的滲漏防治也進行規定。
(4)對預埋件、螺栓孔滲漏、管道根部的滲漏宜先止水、再設置剛性防水層,必要時可設置柔性防水層。對于受振動而造成預埋件周邊出現的滲水,宜鑿除預埋件,將預埋位置剔成凹槽,將替換的混凝土預制塊表面抹防水層后,固定于凹槽內,周邊應用速凝材料嵌填密實,分層抹壓聚合物水泥防水砂漿防水層至表面齊平。為了增強材料的整體拉結、抗振動變形能力,同時在水泥砂漿層鋪設纖維增強材料。
盾構法隧道中管片接縫眾多,是滲漏高發部位,也是滲漏治理的重點。明挖法、礦山法施工區間隧道進出洞門段、隧道與聯絡通道相交部位,也是防水的重點。明挖法、礦山法施工區間隧道、盾構法區間隧道內的聯絡通道、泵房、中間風井等主要是采用現澆混凝土結構,該部分的滲漏可以按照本規程車站混凝土結構滲漏的規定進行治理。礦山法區間隧道防水實施效果不佳區段,還可利用原縱向防水分區預留在拱頂、拱腰、仰拱的注漿孔和注漿管,對該區段的防水板與二襯迎水面之間進行注漿補救治理。
本規程的編制應與《地下工程滲漏治理技術規程》(JGJ/T 212-2010)相協調,《地下工程滲漏治理技術規程》(JGJ/T 212-2010)[3]治理技術,分為現澆混凝土結構滲漏治理、預制襯砌隧道滲漏治理及實心砌體結構滲漏治理章節,主要是混凝土結構、預制襯砌隧道結構及實心砌體結構的滲漏水治理。本規程在制定過程中考慮到福建省軌道交通的具體情況,將滲漏治理技術分為地下車站滲漏治理、區間隧道滲漏治理兩個章節。
地下車站按施工方法分為明挖法車站、礦山法車站,滲漏水治理均以混凝土裂縫、接縫處位置的滲漏為重點進行治理。
區間隧道按施工方法分為明挖法、礦山法及盾構法施工。明挖法、礦山法施工區間隧道滲漏,主要根據滲漏部位、滲漏現象按現澆混凝土結構的技術進行治理,盾構法區間隧道滲漏治理主要是按預制襯砌隧道結構的滲漏治理方法進行。
總之,本規程在編制過程中,既參考了《地下工程滲漏治理技術規程》滲漏治理相關技術方法,又考慮了福建省軌道交通特點,并對福建省軌道交通混凝土結構工程出現的滲漏情況進行滲漏治理技術總結、研究。
福州多條地鐵規劃路線經過地熱田區,福州地熱田主要發育兩種性質不同的熱儲層[1]。基巖裂隙脈狀承壓熱水主要富水帶沿斷裂構造帶分布,儲存深度一般在70m 以下,孔口最高水溫97.5℃,孔底最高水溫108℃,深部熱儲溫度可達130~155℃;第四系孔隙層狀熱水含水層由泥質砂礫卵石組成,熱儲層厚度為10m~25m,埋深一般在15m以下,該層地熱水溫度一般可達45~65℃。考慮到福州地鐵很多要經過溫泉地帶,廈門地鐵在沿海地區運行,并根據《福建省軌道交通防水工程技術規程》中的規定,在本規程第五章材料要求中提出“位于溫泉地段的地下防水工程所選用的防水材料還應通過耐溫水試驗”,并要求嚴格控制混凝土及原材料的耐腐蝕性能,保證滲漏治理材料的耐久性。
(1)福建省城市軌道交通工程存在明顯的區域和工程特點,如福建省區域既有沿海平原地貌如福州、廈門,也有山區丘嶺如南平等地,有臺風及部分頻繁大降雨的季節,也有地下水位變化劇烈、氣候潮濕不均的時候等。城市軌道交通工程與其它構筑物相比,存在線路長,高程變化大(地上地下),接口豐富(預留出入接口,與既有建筑物接口,水電風外接口,人防外接口等),型式多樣(車站,明暗挖區間、盾構、出入口,橋梁,路基,消防水池等)。軌道交通除了車站、區間存在滲漏治理問題外,還有橋梁段,高橋車站,附屬大型水池、重要外接口等內容,也存在滲水處理情況,這些部位的滲漏水治理未列在本規程范圍內,但這些部位主要以現澆混凝土結構為主,可以參照車站及區間的混凝土結構滲漏治理方法。
(2)規程規定應在結構保持安全穩定的情況下進行滲漏水治理。考慮到結構加固修復有專門的標準,本規程主要以滲漏治理為主,為了避免滲漏治理時要對結構進行加固修復,應確保滲漏治理時結構安全穩定;當結構出現大的變形、沉降或結構強度、剛度無法滿足安全要求時,應先對結構采取加固修復技術措施。
城市軌道交通拓展了城市發展空間,緩解了城市交通擁擠問題,目前已成為現代城市居民出行主要方式。但基于種種原因,城市軌道交通工程不可避免出現滲漏問題。如何進行城市軌道交通工程滲漏治理、杜絕滲漏水對工程質量產生的危害,規程編制組在這種背景下立項編制了《福建省城市軌道交通工程滲漏水治理技術規程》。本文對福建省工程建設地方標準《城市軌道交通工程滲漏水治理技術規程》的規程編制背景、規程要點解析及規程編制過程中存在問題的處理情況等3個方面進行解讀,旨在為廣大軌道交通工程滲漏治理工作者能更好地了解及后續應用本規程提供便利。