摘要:城市地下軌道因其準(zhǔn)點(diǎn)率高、運(yùn)載量大、節(jié)約地面空間等種種優(yōu)點(diǎn)成為城市交通的新寵。然而作為地下結(jié)構(gòu),地鐵車站滲漏水的普遍性和反復(fù)性給運(yùn)營(yíng)造成了種種不便,富水地區(qū)水患問(wèn)題尤為突出[1]。為減少運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn),建立一套運(yùn)營(yíng)期間水患治理的施工理論和關(guān)鍵技術(shù),筆者以天津地鐵6號(hào)線首開(kāi)段南翠屏站運(yùn)營(yíng)期間滲漏水實(shí)際處理情況為研究背景,總結(jié)了車站常見(jiàn)的滲漏水狀況和運(yùn)營(yíng)期間處理滲漏水的思路,針對(duì)不同部位和漏水的嚴(yán)重程度提出了有效的治理方法,對(duì)于車站滲漏水的治理具有可操作性和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:地鐵;運(yùn)營(yíng);滲漏水治理關(guān)鍵技術(shù)

0引言

在人口密集的城市,地上交通壓力日益增大,給市政地鐵建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)了新一波的建設(shè)高潮。天津市已運(yùn)營(yíng)地鐵及輕軌線路5條,在建線路9條,預(yù)計(jì)到2020年將形成14條運(yùn)營(yíng)線路,總長(zhǎng)513公里的軌道交通網(wǎng)絡(luò)[2]。隨著地鐵的運(yùn)營(yíng),天津市作為沿海城市由于其富水軟土地層導(dǎo)致的車站滲漏水現(xiàn)象的普遍性和反復(fù)發(fā)作性也就暴露了出來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì),天津地鐵既有線路開(kāi)通近20年以來(lái)的車站,底板返水,側(cè)墻洇滲,頂板滴水等現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。由于地鐵車站客流量較大,滲漏水現(xiàn)象發(fā)生后,對(duì)客運(yùn)工作造成不便,嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致設(shè)備線路短路,損壞電氣元件,危及行車安全。

1工程概況

南翠屏站位于南開(kāi)區(qū)賓水西道與水上西路交口,車站為曲線車站(曲線半徑1000m),雙層雙柱三跨結(jié)構(gòu),采用明挖法加局部蓋挖法施工。車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用0.8m厚地下連續(xù)墻,車站標(biāo)準(zhǔn)段深17.9m,寬24.3m;盾構(gòu)井段深19.7m,寬28.2m。場(chǎng)地表層地下水類型主要為第四系孔隙潛水,地下水水位較高,初見(jiàn)水位埋深2.0~2.5m,靜止水位埋深1.30~1.80m,且車站小里程靠近南翠屏公園人工湖,地下水含量十分豐富。

2維保難點(diǎn)、滲漏水原因分析及治理思路

2.1維保難點(diǎn)

2.1.1施工時(shí)間受運(yùn)營(yíng)影響大,需進(jìn)行合理有效的組織

根據(jù)運(yùn)營(yíng)期間地鐵車站的功能性,將車站分為兩個(gè)區(qū)域,即公共區(qū)和設(shè)備辦公區(qū)。公共區(qū)行車期間客流量較大,施工易產(chǎn)生粉塵,噪聲污染,影響乘客乘車,設(shè)備辦公區(qū)運(yùn)營(yíng)期間機(jī)械設(shè)備運(yùn)行有特殊要求房間禁止施工。綜上所述,滲漏水處理一般集中在夜間進(jìn)行,且天窗點(diǎn)時(shí)間較短,需進(jìn)行合理有效的組織。

2.1.2操作空間受限,無(wú)法使用大型堵漏機(jī)具

建造完成的車站內(nèi)頂板以下架設(shè)的風(fēng)管,水管、電力線槽錯(cuò)綜復(fù)雜,空調(diào)設(shè)備送風(fēng)排風(fēng)管道尺寸較大,故發(fā)生頂板漏水時(shí)施工人員作業(yè)空間狹小,無(wú)法使用大型機(jī)具施工。

2.1.3發(fā)生漏水須及時(shí)處理,采用簡(jiǎn)單有效的手段迅速止水

運(yùn)營(yíng)期間,公共區(qū)滲漏水影響客運(yùn)工作,設(shè)備區(qū)滲漏水易導(dǎo)致電力或線路故障。故在運(yùn)營(yíng)期間接到滲漏水通知后,必須立即勘察漏點(diǎn)位置,組織人員采用簡(jiǎn)單有效的手段迅速治理漏水。

2.2滲漏水原因分析

在車站維保過(guò)程中,通過(guò)對(duì)水害現(xiàn)場(chǎng)的踏勘、調(diào)查與總結(jié),發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)頂板漏水發(fā)生頻率較高,且表現(xiàn)為典型的季節(jié)性特征(冬季嚴(yán)重,夏季緩解)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)特點(diǎn),分析認(rèn)為結(jié)構(gòu)滲漏水原因主要有以下三方面:

①混凝土養(yǎng)護(hù)不到位,散熱不均形成溫度應(yīng)力裂縫。

②施工縫、變形縫位置防排水設(shè)施功能隨時(shí)間推移逐步失效[3]。

③混凝土澆筑不密實(shí),振搗不到位,混凝土自防水效果不佳,在靜水壓力長(zhǎng)期侵蝕下在薄弱部位形成滲水通道。

2.3治理思路

2.3.1以堵為主,以排為輔,堵排結(jié)合

地下車站、出入口及機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段防水等級(jí)為一級(jí),不允許滲水且要求結(jié)構(gòu)表面無(wú)濕漬,車站附屬結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為二級(jí),頂部不允許滴漏,結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬,總濕漬面積不大于總防水面積的2‰[4]。嚴(yán)格的防水要求決定了地鐵車站滲漏水治理應(yīng)該以堵為主,從根本上治理漏水。

2.3.2查明水源補(bǔ)給,拒絕盲目施工

常見(jiàn)漏水點(diǎn)位可分為結(jié)構(gòu)漏水及設(shè)備管道漏水兩大類。地鐵車站運(yùn)營(yíng)期間,空調(diào)系統(tǒng)管道易產(chǎn)生冷凝水,消防管道可能存在連接不緊密現(xiàn)象可能會(huì)被誤認(rèn)為頂板漏水,風(fēng)機(jī)室設(shè)備排水可能會(huì)被誤認(rèn)為底板返水。初步觀察漏水點(diǎn)位時(shí)應(yīng)明確漏水來(lái)源,從根源上制定處理措施,拒絕盲目施工。

2.3.3結(jié)合漏點(diǎn)位置,合理選擇機(jī)具

觀察漏點(diǎn)周圍構(gòu)件、管線、凈空、電源位置、設(shè)備帶電情況、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況等可能影響施工的因素,如是否影響腳手架的搭設(shè),是否可以采用人字梯,是否方便鉆孔接電等情況,選擇合理的施工機(jī)具。

3滲漏水治理關(guān)鍵技術(shù)

3.1快干水泥封堵法

地鐵車站在大體積混凝土澆筑過(guò)程中,難免因散熱不均形成溫度應(yīng)力裂縫,隨著時(shí)間推移,靜水侵蝕會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力裂縫出現(xiàn)潮濕或沁水現(xiàn)象。此類滲漏水一般無(wú)壓力,在空間允許的條件下,可采用開(kāi)“U”型小槽配合快干水泥或水不漏封堵法進(jìn)行治理[5]。

使用電動(dòng)切割機(jī)沿裂縫兩側(cè)各15mm的位置切割兩條縫,縫深30mm,切縫長(zhǎng)度向裂縫兩端各延伸200~300mm。采用電錘沿縫鑿除縫間的混凝土,形成U型槽,要求槽體平整,尺寸準(zhǔn)確,不得侵入U(xiǎn)型槽體外的混凝土,并在U型槽幫兩側(cè)100mm以內(nèi)鑿毛。沖洗槽體和槽幫,涂刷優(yōu)質(zhì)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料灰漿層,然后在用清水拌合快干水泥將U型槽填平,并在槽幫兩側(cè)100mm的混凝土面抹3mm的改性環(huán)氧聚合物水泥膠粉。開(kāi)槽位置詳見(jiàn)圖4滲漏水治理示意圖。

快干水泥封堵法的材料宜選擇初凝時(shí)間在1~3分鐘,終凝時(shí)間在4~5分鐘的無(wú)機(jī)防水粉。此方法同樣適用于個(gè)別點(diǎn)滲漏水,拉桿螺栓、結(jié)構(gòu)夾帶雜物的滴水情況,可先清除雜物,然后開(kāi)槽抹快干水泥按步驟封堵。

3.2注漿封堵法

注漿封堵法為治理漏水最為普遍的方法,注漿管可注射單液漿、雙液漿、樹(shù)脂、聚氨酯等多種注漿材料。在漏水現(xiàn)象較為明顯和嚴(yán)重的部分,在快干水泥封堵法的基礎(chǔ)上應(yīng)結(jié)合注漿封堵法進(jìn)行滲漏水整治處理[6]。

注漿封堵法是利用雙組份改性環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料配合小型電動(dòng)注漿泵在滲漏水點(diǎn)直接鉆孔,結(jié)合注漿針頭注漿,利用漿液遇水膨脹的特性進(jìn)行堵漏止水[3]。雙組份改性環(huán)氧樹(shù)脂較之其他材料具有攜帶方便、止水效果好、注漿機(jī)具要求低等優(yōu)點(diǎn)。

首先將砼表面的浮漿、反堿、油污、塵土等雜物清除干凈,如遇蜂窩及疏松結(jié)構(gòu)應(yīng)鑿除,并用壓力水沖洗掉,直至露出堅(jiān)硬的基層;然后布設(shè)注漿孔,注漿孔的位置距裂縫115mm,孔位兩側(cè)錯(cuò)開(kāi)布置,間距250mm斜孔,內(nèi)傾角約60度,孔深250mm左右,孔徑10~12mm,詳見(jiàn)圖4滲漏水治理示意圖。最后用高壓水將注漿孔沖洗干凈,埋設(shè)注漿嘴,并用強(qiáng)度高的堵漏材料或改性環(huán)氧砂漿封堵注漿孔嘴位,確保注漿嘴與鉆孔緊密結(jié)合。

開(kāi)始在第一孔注漿時(shí),進(jìn)行注漿壓力試調(diào),根據(jù)裂縫和地下水情況,確定穩(wěn)定壓力。根據(jù)設(shè)定的注漿壓力,當(dāng)漿液在管內(nèi)循環(huán)時(shí),該孔注漿成功,斷管后采用環(huán)氧砂漿封孔,轉(zhuǎn)移至鄰近注漿孔繼續(xù)注漿。

注漿材料應(yīng)嚴(yán)密封緊,防止與水接觸和裸露,嚴(yán)禁在有機(jī)灌漿材料中加各種溶劑(如丙酮)和水。此外應(yīng)對(duì)作業(yè)范圍內(nèi)設(shè)備進(jìn)行保護(hù),防止注漿材料低落粘結(jié)在設(shè)備表面,影響設(shè)備運(yùn)作。

3.3接水槽排水法

在大體積混凝土澆筑過(guò)程中,不可避免的要設(shè)置施工縫和變形縫,該位置為防水薄弱環(huán)節(jié),預(yù)留注漿導(dǎo)管只能一次性使用,處理不當(dāng)很可能發(fā)生漏水點(diǎn)沿縫轉(zhuǎn)移、預(yù)留接水槽被注漿材料堵塞失效等情況。針對(duì)在一個(gè)結(jié)構(gòu)斷面內(nèi),變形縫和施工縫平順連續(xù),縫寬準(zhǔn)確的特點(diǎn),此類反復(fù)發(fā)作的漏水點(diǎn)建議采用接水槽排水法治理水患[7]。

接水槽應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì),槽寬300mm,槽深不小于30mm,鋼板厚度1mm。其水平槽段應(yīng)設(shè)置2‰人字坡或一字坡,沿縫就近引流至側(cè)墻排水溝。接水槽與基面間采用單組分聚氨酯密封膠密封,采用M8不銹鋼膨脹螺栓固定,螺栓間距不大于250mm。在接水盒搭接處應(yīng)確保接水盒搭接長(zhǎng)度不小于100mm,并且下側(cè)的接水盒包住上側(cè)的接水盒,防止水漏出。

接水槽排水法適用于反復(fù)發(fā)作并沿縫轉(zhuǎn)移的線性漏點(diǎn),通過(guò)轉(zhuǎn)移水流的思路達(dá)到治理漏水的目的。此方法應(yīng)注意嚴(yán)格控制接水槽角度和接水槽搭接的嚴(yán)密性。對(duì)于變形縫位置存在的失效接水盒應(yīng)先進(jìn)行拆除并清理雜質(zhì),用快速堵漏劑填補(bǔ)凹槽,然后重新施作接水盒。

3.4技術(shù)方案比選表(表1)

4結(jié)束語(yǔ)

天津市作為沿海地區(qū)修建地鐵的代表性城市,水文地質(zhì)條件具有復(fù)雜多變性,運(yùn)營(yíng)多年的地鐵車站仍飽受水患侵?jǐn)_。在運(yùn)營(yíng)車站內(nèi)施工作業(yè)屬于有限時(shí)間和有限空間作業(yè),應(yīng)分析施工特點(diǎn),精心組織,采用科學(xué)合理的治理方法和治理思路至關(guān)重要,并兼顧安全文明施工。

工程實(shí)踐表明,針對(duì)漏水部位的特點(diǎn),合理的選擇、嚴(yán)格的執(zhí)行以上三種關(guān)鍵方法,能夠快速有效地治理運(yùn)營(yíng)期間車站水患,該套技術(shù)行之有效,可為其他同類工程,特別是天津地區(qū)車站滲漏水治理提供借鑒和參考。

運(yùn)營(yíng)期間車站滲漏水治理的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于施工期間的水患治理,故施工過(guò)程中混凝土澆筑、防水施工質(zhì)量控制才是地下結(jié)構(gòu)工程工序控制最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn):

[1]凈少敏,高琪,孟善寶,等.中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司.富水軟土地層地鐵車站深基坑施工技術(shù).晉科鑒字[2014]第289號(hào).

[2]天津市城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃(2015-2020).

[3]朱科.淺談高速鐵路混凝土橋梁聚氨酯彈性體伸縮縫施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2017(6).

[4]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50108-2008,地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2008.

[5]申志軍,李樹(shù)忱,吳治家,等.運(yùn)營(yíng)隧道缺陷與病害整治技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2016:25-57.

[6]劉曉宇,蔡慧兵,李建春,李建雄.建設(shè)工程變形縫滲漏水治理施工方法.

[7]蔡颯,單積明.高速公路隧道滲漏水病害分析及治理措施[J].市政技術(shù),2018,35(2):34-05.