地鐵轉轍機坑積水原因分析及治理措施研究

何廣飛 馬建社 林凡

摘 要：轉轍機坑積水是地鐵行業內普遍存在的難題，準確找到轉轍機坑滲水積水原因是治理的前提。探尋轉轍機坑滲水積水原因，應綜合調查坑外因素、坑內因素，并從水源、滲漏點、滲流路徑等進行全方位分析。分析結果表明，滲漏水主要根源是施工中產生的混凝土毛細縫。由此，進一步探索施工階段工藝改進、既成轉轍機坑積水的治理措施，其中核心措施是實現水溝無縫化和采用后置止水鋼板。

關鍵詞：地鐵;轉轍機;機坑積水;治理措施

信號轉轍機是地鐵運行的重要設備之一，而轉轍機坑如有積水會影響信號轉轍機的運行環境安全。中華人民共和國交通運輸部交運規 [2019] 1號文通知及《城市軌道交通初期運營前安全評估管理暫行辦法》已明確規定，“轉轍機坑不得積水”。就全國地鐵城市而言，一般北方地下水位低的城市很少發生此類問題，而南方沿海沿江等城市多存在轉轍機坑積水問題，且從施工階段到運營階段都難以治理，幾乎成為行業內難題，部分城市采取增設水泵的治理辦法，則帶來較高的維修成本。為此，本文通過深度調查分析廈門市軌道交通1號、2號、3號線轉轍機坑積水情況及積水原因，研究制定了一整套治理措施，并在廈門市軌道交通3號線試驗了改進的工藝和既有轉轍機坑的治理措施，取得了顯著成效。

1 概述

轉轍機一般設置在道岔直股側，并設置2個轉轍機坑（圖1）。最初的設計方案曾考慮將轉轍機坑與附近水溝相連，使轉轍機坑內積水排到水溝內，但是由于轉轍機的厚度、位置，以及維修空間需求，轉轍機坑底標高一般比附近水溝低，如果將附近水溝與轉轍機坑連通，則附近水溝積水反而會倒灌入坑內。這樣，轉轍機坑內積水只能通過人工清理，增加大量的維修成本，或匯水后用特殊泵抽出，但轉轍機坑深度淺、積水深度也很有限，水泵發揮作用不佳;另外，1條地鐵線一般設有40 多個道岔、80多個轉轍機坑，如果增設抽水泵則增加不少成本。鑒于此，在治理轉轍機坑積水時，治理滲漏水就成了主要目標。

2 積水原因分析

要治理轉轍機坑積水，首先需要找對滲水、積水原因，一般認為底板滲漏水原因居多，但采取底板堵漏后還是存在慢滲水現象，可見轉轍機坑滲水、積水原因比較復雜。本文經過深入調查廈門市軌道交通1號、2號、3號線等轉轍機坑積水情況，并從“坑內、坑外”對以下4個方面進行分析。

2.1 落水管及站廳層滴水

道岔附近側墻會間隔設置落水管，主要是匯集站廳層離壁溝積水并排向軌行區水溝。實際中，部分落水管位置布置不當，有的落水管直接引向轉轍機坑，有的落水管管口過短，無法將水引導到水溝內，而是排向水溝側板上，致使水漫至轉轍機坑內，這種情況容易發現，只需要根據現場情況改正落水管位置即可;有的轉轍機坑正上方站廳層有預留孔洞，站廳層如有積水會從預留孔洞滴落到轉轍機坑內，這種情況不多，需要在站廳層增設擋水坎即可。該類情況占比在10%左右。

2.2 側墻滲漏

轉轍機坑附近側墻結構滲漏，并沿著墻體流水溝側板進一步漫流到轉轍機坑內，這種情況也容易發現，需要對結構滲漏進行堵漏處理即可避免。該類原因占比在10%左右。

2.3 底板滲漏

轉轍機坑內結構底板滲漏，返水到轉轍機坑內。施工過程中由于現場施工用水、其他部位積水漫流等，底板多有濕澤，不易判別是否存在轉轍機坑底板滲漏，加之轉轍機坑施工后底板被覆蓋，更難辨別，只能在坑內邊角連續長時間仔細觀察，按照“疑從有”判定采取堵漏處理。該類原因占比在30%左右。

2.4 混凝土毛細縫滲漏

轉轍機坑附近水溝內流水通過混凝土接茬的毛細縫滲流到轉轍機坑內，這種情況具有較強隱蔽性，最難發現，也是轉轍機坑滲水積水的主要原因，占比在50%左右。需要進一步分析深層原因、改進工藝，這是本文研究重點。

3 混凝土毛細縫滲漏及防治措施

3.1 混凝土毛細縫成因分析

混凝土毛細縫滲漏的水源是水溝流水。在水溝與道床、轉轍機坑施工過程中，水溝與道床、轉轍機坑一般分批分層分段澆筑，第一批澆筑道床（圖2 Ⅰ區），第二批澆筑水溝側方板（圖2 Ⅱ區），第三批澆筑水溝溝底（圖2 Ⅲ區）。由于分批分層分段澆筑的混凝土體之間結合不密實以及混凝土自然微收縮效應，各部分混凝土之間產生了毛細縫（圖2中紅色線和藍色線）。當水溝內積水時，會出現慢滲情況，慢滲路徑為：水溝內流水通過水溝與道床之間的毛細縫滲流到底板，再沿著道床與底板之間的毛細縫滲流到最低處的轉轍機坑內。

3.2 新機坑積水防治措施

以上分析表明，轉轍機坑滲水的主要原因在于機坑分批分段分層施工導致的混凝土毛細縫。由此，新機坑施工階段的道岔轉轍機坑防滲漏水控制思路為：消除混凝土毛細縫，不能完全消除的混凝土毛細縫則采取阻隔滲流路徑或封堵的措施，具體如下。

（1）水源治理。優化水溝路徑設計，把距離轉轍機坑較近的水溝減少減短、提前截流、盡量遠離轉轍機坑。

（2）界面治理。對于道床與下部結構底板之間出現的混凝土毛細縫，在道岔道床施工前，對結構底板加深加密鑿毛（鑿毛間距控制在50 mm內、深度控制在10mm內、見新率控制在90%以上），將基底清理干凈并涂刷界面劑，在澆筑混凝土前進行專項驗收控制，保障基底100%優良。

（3）阻隔滲流路徑。道床與底板之間的混凝土毛細縫是滲漏水路徑之一，其最佳的治理方式是在轉轍機坑和溝槽周邊的基底上開10 mm寬50 mm深的槽道，在槽道內植入止水鋼板底板，底板外露50 mm，對止水鋼板槽溝用強力防水堵漏劑進行嵌縫封堵，止水鋼板繞轉轍機坑和條形轉轍機坑溝槽一圈并焊接形成封閉環形狀，之后再進行道床澆筑，這樣道床與底板之間的混凝土毛細縫在發生滲流水時就會被止水鋼板阻隔（圖3紅色框部位）。

（4）水溝無縫化。水溝混凝土毛細縫是轉轍機坑滲水積水的主因，為此提出2種水溝無縫化方案：①將水溝、道床、轉轍機坑三者一次性同步澆筑，水溝采取吊模施工以形成整筑結構，減少澆筑的分層分段，消除水溝與道床之間的混凝土毛細縫（圖3藍色框范圍）;② 采用U型水溝結構，為不使水溝因二次澆注形成混凝土毛細縫，第二次澆筑時可將水溝做成獨立U型結構（水溝側墻不再直接依賴道床側面），并采用吊模方式一次性澆筑成型，即可消除水溝的混凝土毛細縫（圖4紫色部分）。

（5）坑內邊角補強。止水鋼板和水溝無縫化是阻隔滲流水2道主要防線，混凝土毛細縫封堵是最后一道防線。在道岔道床和水溝全部澆筑完成后，應及時對所有坑與基底結合處進行補強防水封堵處理，先用干粉式堵漏劑噴注3次，再用膠體式堵漏劑涂刷3層，形成防水保障（圖3綠色框范圍）。

3.3 既有機坑積水處理措施

既有轉轍機坑由于已施工完畢，道床、水溝以及轉轍機坑業已分段分層澆筑實施，混凝土毛細縫業已形成，針對此類轉轍機坑，需要重點從水源、混凝土毛細縫的堵漏出發進行治理，具體治理措施如下。

（1）清理。對轉轍機坑附近所有水溝內積水和雜物全部徹底清除，將轉轍機坑和溝槽內殘渣淤泥等徹底清除。

（2）截流。截流的目的是讓水流盡量遠離轉轍機坑，該部位水溝內積水距轉轍機坑較近，是滲流的主要來源之一，將該段水溝截流后，就會極大降低轉轍機坑滲水（圖5藍色部位）。

（3）坑內底板堵漏。部分轉轍機坑內結構底板存在滲漏點的情況，在清理后進行注漿堵漏處理。

（4）水溝混凝土毛細縫封堵。道岔曲股側的水溝距離轉轍機坑溝槽最近，是滲流的第一根源，此段水溝底混凝土毛細縫需要重點強化封堵。采取干粉堵漏劑噴注3遍，再用膠體式堵漏劑涂刷3遍（圖5綠色長框部位）。

（5）坑內混凝土毛細縫封堵。處理措施同水溝混凝土毛細縫封堵。

4 結論

（1）轉轍機坑積水根源分為坑外原因和坑內原因，坑外原因主要是落水管和墻體滲漏。

（2）坑內積水原因主要在于因分批分層分段施工引起的混凝土毛細縫。轉轍機坑積水治理分為既有機坑積水治理和新機坑積水預防治理，新機坑積水預防措施主要是水溝采取無縫化處理，底板混凝土毛細縫采用止水鋼板來阻隔滲流路徑，在轉轍機坑內封堵坑內邊角來補強，最后形成3道防線;既有機坑積水治理主要采取截流、水溝混凝土毛細縫封堵、坑內邊角毛細縫封堵等治理措施。

（3）廈門市軌道交通3號線采取以上轉轍機坑積水防治措施，效果顯著，可為同類問題提供借鑒。

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收稿日期 2020-04-13

責任編輯 朱開明