地铁车站主体结构渗漏水控制综述

1、地铁车站主体结构渗漏水控制摘 要 在深圳地铁 2 号线侨香站施工中 ，采取基坑结构渗漏水处理 、全包柔性防水层防水 、混凝土主 体结构施工控制、施工缝和变形缝渗漏水处理等相应措施对地铁车站结构渗漏水进行了控制和防护，取得 了良好的防水效果。关键词 地铁车站 结构渗漏水 控制措施1 前 言近年来， 随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的不断提高， 我国大中城市的交通状况日渐紧 张，道路交通条件不断恶化， 因此发展城市公共交通、 缓解交通拥挤是当前大中城市迫切需要解决的问题。 地铁因运量大、速度快、无污染及避免城市地面拥挤和充分利用城市地下空间等其它交通工具不能比拟的 特点而受到大中城市的青睐。

2、 但地铁车站属于大规模地下结构工程，人流量大、运营设备多，对防水要求 标准极高， 而结构渗漏水对地铁车站的运营、养护及维修危害很大。 因此，为了保证地铁结构良好的防 水效果，应从设计、施工工艺、材料选用三方面入手来综合考虑。 设计是基础，施工是关键， 材料是保证。 只有做好防水设计，采取适当的施工工艺，选用行之有效的防水材料，才能达到预期的防水目的。2 地铁车站渗漏水原因分析地铁车站遵循 “以混凝土自防水为主、多道设防、因地制宜、综合治理 ”的原则，主要采用三道防水结 构：第一道防水是车站基坑围护结构，第二道防水是围护结构与主体结构间的附加全包柔性防水层，第三 道防水是主体结构混凝土自防水。

3、地铁车站产生渗漏水是由于三道防水层损坏而造成的。2.1 车站基坑围护结构漏水为了达到止水效果， 车站基坑围护结构往往由钻孔灌注桩及旋喷桩组成， 灌注桩桩间采用旋喷桩进 行桩间止水， 与灌注桩咬合形成整体止水帷幕。 从防水角度上来看， 如果围护结构施工质量控制不好或者 由于地质条件导致旋喷桩桩径达不到设计要求，无法与灌注桩咬合，都会造成围护结构渗漏水，从而对车 站主体结构防水带来很大影响。2.2 附加全包柔性防水层漏水全包柔性防水层对车站主体结构防水也有很大影响， 如果防水层漏水， 水将会流入到主体结构表面。 而柔性防水层的漏水主要由以下几方面问题导致：（1）材料问题一般柔性防水材料容易老化，

4、耐久性差， 有的使用寿命仅有十年左右， 与地铁设计使用寿命相差甚 远。（2）基面处理问题 由于基面有尖锐的毛刺部位未处理或者阴阳角未做成圆弧或45 折角，导致防水层破裂。（3）施工工艺问题由于防水卷材的敷设面积非常大， 防水卷材施工时部分防水卷材与混凝土结构未满粘， 有空鼓， 或者 防水卷材之间搭接未充分粘合； 防水板施做好后， 绑扎钢筋时未设置临时性移动保护板， 导致焊接钢筋时 防水板受损。2.3 主体结构混凝土渗漏水主体结构渗漏水主要是由混凝土裂缝、 蜂窝或施工缝、变形缝、穿墙管等部位未处理引起的。（ 1）材料方面：由于混凝土失水引起的收缩形成干缩裂缝以及混凝土散热、降温引起的收缩而形成的

5、冷缩裂缝， 严重破坏了混凝土结构自防水的完整性。（ 2）施工工艺方面：未选择在合适的温度下安排混凝土浇筑，以及混凝土浇筑完成后未及时进行养护，养护时间短，从而造成混凝土收缩裂缝；由于混凝土浇筑时未振捣密实或者漏振从而造成混凝土形成 蜂窝；混凝土未连续浇筑，导致部分混凝土初凝形成冷缝； 施工分段划分过长， 混凝土浇筑面积过大， 形成收缩裂缝。3）施工缝、变形缝、穿墙管等节点部位未进行防水处理而形成渗漏水。3 防水处理措施3.1 基坑围护结构渗漏水处理（ 1）对围护结构漏水较大处， 用钢管插入到漏水点将水引出，之后在钢管与围护桩间用 “水不漏 ”材 料进行封堵，待桩间挂网、喷射混凝土完成，且喷混凝

6、土达到设计强度后， 采用注双液浆或其它方式将引 出的钢管进行封堵。（2）对围护结构部分渗水较小、但影响桩间喷混凝土的漏水点，在漏水点所在桩间固定透水管，用透 水管将水收集后沿围护桩间一直引排至基坑底部盲沟， 待透水管表面无明显流水时喷射桩间混凝土找平层。3.2 附加全包柔性防水层防水控制措施3.2.1 防水材料选型原则 在地铁工程中使用的防水材料应通过国家指定的质检部门的检查和鉴定，其性能应符合国家标准、行业标准，且能满足本工程施工特点、气候条件、地质水文和变形要求。防水材料应适应当地的气候条件及 地铁结构的特点，必须能与主体结构满粘。顶板采用单层不小于 4 mm 厚的自粘性改性沥青卷材 ，并

7、设 置 350 #隔离油毡， 并采用 100 mm 厚细石混凝土作为保护层；如顶部有种植要求，应用单层不小于 1.5 mm 厚的 PVC 抗刺穿层代替 1 mm 厚隔离油毡层。侧墙采用单层不小于 1.5 mm 厚的预铺式改性树脂 防水板。底板采用单层不小于 1.5 mm 厚的预铺式改性树脂防水板。车站主体结构防水构造横剖面如图 1 所示。3.2.2 基面处理要求（1）敷设防水层的基面应平整，在敷设防水卷材前应注意基面处理，采用水泥砂浆抹面，基面上不得 有尖锐的毛刺部位， 避免浇筑混凝土时刺破防水卷材。（2）基层面不得有钢管、铁管、铁丝等突出物存在，否则应从根部割除，并在割除部位用水泥砂浆覆 盖

8、处理；分段敷设防水层之前，在基层面上不得有明水，否则应采取堵漏的方法将水堵住后才可进行下道 工序的施工。（3）防水层施工前，基面阴阳角应做成圆弧形或45 折角。3.2.3 施工工艺要求（1）防水层表面应平整顺直，搭接尺寸准确，不得扭曲、折皱、歪斜；敷设时应用滚轮从防水卷材中 心线向两侧滚压， 驱除空气， 使其与结构面粘接牢固；卷材搭接时，应将后铺的防水卷材搭接于已铺粘 好的防水卷材上， 端头搭接处应交错排列并用胶锤轻捶接口， 使其相互间粘结牢固， 要尽量减少短边搭接。（2）防水板施做好后，应设置临时移动保护挡板，防止机械损伤和电火花灼伤防水板。3.3 混凝土结构施工控制措施混凝土结构自防水的关

9、键是从材料和施工两方面采取措施提高混凝土本身的密实性， 抑制和减少混凝 土内部空隙形成， 改变空隙特性， 堵塞渗水通道，以达到防水效果。3.3.1 混凝土材料要求混凝土材料采用抗渗混凝土， 合理选用低水化热品种的水泥， 水泥中铝酸三钙及硅酸三钙含量越高， 发热量就越大，水化速度也越快，出现峰温值也较早；选用优质粉煤灰，合理确定掺量，增加混凝土的和 易性，粉煤灰的级别不小于二级，掺量不宜大于 20% ，硅粉的掺量不应大于 3% ；选择添加优质、适量的 外加剂（如膨胀剂、减水剂、抗渗剂、密实剂等），改善混凝土本身多界面间的密实性， 补偿混凝土的收 缩，增加混凝土的抗渗防裂性能， 每立方米防水混凝土

10、中各类材料的总碱含量 （ Na2O 当量 ）不得大于 3kg ， 不得使用碱活性骨料； 另外根据工程实际特点亦可选用钢纤维混凝土及聚丙烯纤维混凝土， 以提高材料的 韧性。 混凝土搅拌采用干净的中粗砂及合理的砂率也是保证混凝土质量、减少和改变孔隙结构、 增加密实性、提高抗渗性等作用的重要因素。砂率宜为 35%40% ，泵送时可增至 45% ；防水混凝土所用的石子 的最大粒径不宜大于 40 mm ， 泵送时其最大粒径应小于或等于运输管径的1/4； 吸水率不应大于 1.5%；防水混凝土水泥用量不得小于 260 kg/m 3，水胶比不得大于 0.50 。 泵送混凝土入泵时的坍落度宜为120 20 mm

11、 ，总坍落度损失不大于 60 mm 。3.3.2 混凝土施工工艺要求混凝土浇筑应在室外气温较低时进行， 混凝土入仓温度不宜超过 30 ； 夏季气温高时应采取降温措 施；混凝土浇筑时一定要振捣密实到位，避免漏振、过振；混凝土一次浇注高度不宜过高，以免造成铺浆 及振捣困难； 混凝土浇筑完成后要及时进行养护并且保证浇水养护 14 d ，混凝土表面保湿养护应根据天 气条件采取控制措施，混凝土内外温差不应超过25；在冬季施工时，适当延长拆模时间或必要时采取适当保温措施， 防止内外温差超过 25而引起温度收缩裂缝； 混凝土应分层连续浇筑， 并合理划分施工段长 度，一般环向施工缝间距 812 m 为宜。注意

12、混凝土拌合物运输后出现的离析及初凝现象，严禁直接加水 改变混凝土的水灰比，造成强度下降，应加入原水灰比的水泥浆进行搅拌； 采用补偿收缩混凝土，在混凝 土中合理添加使混凝土具有抗裂、防渗功能的外加剂。另外，结构侧墙不允许采用对拉螺杆， 宜采用斜撑 或其它有利于结构防水的模板支撑体系。 防水混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝， 不得接触模板， 固定模板的螺栓必须穿过混凝土结构时应有止水措施。3.4 施工缝、变形缝、穿墙管等部位防水处理3.4.1 施工缝处理先将表面凿毛到位， 将混凝土表面的浮渣杂物清理干净并清除积水， 施作好水膨性聚氨酯止水胶和 注浆管， 之后涂刷水泥基渗透结晶混凝土界面处理剂

13、， 并及时浇筑混凝土。 要求：（ 1）由于固化的需要， 水膨胀型聚氨酯密封胶应在下一段混凝浇筑前 24 h 以内安装；（ 2） 安设水膨性聚氨酯止水胶前应保证 施工缝处无明水；（ 3）如遇雨天，应采取措施对水膨性聚氨酯止水胶进行保护，避免水膨性聚氨酯止水胶提前膨胀；（ 4）在浇注下一阶段混凝土时，在施工缝处应采用弱振， 并注意振捣棒不得碰到水膨性聚 氨酯止水胶，避免损害材料的密封性；（5）水膨性聚氨酯止水胶应连续均匀设置，不得有间断点；（ 6）注浆嘴（间距为 24 m ）可用管子夹固定， PVC 注浆嘴的末端应带有保护套， 并露出混凝土的内边缘 3 5 cm ；（ 7 ）注浆应在混凝土结构基本

14、稳定且发现有渗漏水时进行（无渗漏水处可不注浆），浆液可根据 不同情况选用超细水泥浆或其它化学浆液， 并按常规注浆堵漏施工工艺进行注浆；（8） 在施工缝外侧、施工缝左右 50 mm 宽度范围，防水层与板间应设置塑料纸隔离层，并在施工缝 600 mm 宽度范围增设一 道防水加强层，加强层应与所选用的防水层一致； （ 9）在施作水膨性聚氨酯止水胶前，应先将混凝土表面 的浮渣清理干净并清除积水， 施作好水膨性聚氨酯止水胶和注浆管， 且在施作下一段混凝土前再涂刷混凝 土界面处理剂。施工缝防水结构如图 2 、图 3 所示。3.4.2 变形缝防水处理变形缝止水带必须准确就位，中心气孔必须放置在变形缝中间；变

15、形缝止水带必须密封成环，接缝宜 采用小型硫化机现场硫化； 缝间衬垫材料可用聚氨酯发泡板或聚苯板。 在浇注变形缝一侧的混凝土时， 为 防止另一侧止水带受到破坏，模板的挡头板应做成箱型，同时止水带部位的混凝土应振捣密实，以保证变 形缝部位的防水效果。变形缝处的边墙及顶板内侧必须留30 mm 80 mm （深 宽 ）的凹槽 ，待结构施工完毕后，安装不锈钢接水槽；为增加接水槽的变形适应性，接水槽的固定可采用一端固定、一端滑动固 定的固定方式。 在混凝土浇注前应检查止水带有无破损， 如破损应进行修补。 在顶板变形缝外侧、变形 缝左右 150 mm 宽度范围，防水层与板间应设置塑料纸隔离层， 并在变形缝左

16、右 450 mm 宽度范围增 设一道防水加强带， 加强层应与所选防水材料一致； 底板及侧墙除设置防水加强带外，再设置一道外贴式 止水带。止水带的接头部位不得留在转角部位， 止水带在转角部位的转角半径不得小于 200 mm 。 底板与顶板 的止水带采用盆式安装方法，以利于振捣混凝土时产生的气体顺利排除， 振捣时严禁振捣棒接触止水带； 注浆嘴露出结构表面 35 cm ，并做好口部保护，待结构稳定且水位恢复后，如有渗漏，可通过注浆嘴进 行注浆止水， 注浆液可根据情况采用超细水泥或其它化学浆。 注浆嘴间距为 24 m。变形缝防水结构如图 4 图 6 所示。背站式止水带（恂槽处加坟注n）20mm厚砂浆保

17、护层2mm厚非悠泊慶氨脂防水涂料 双组分硫靈封胶I也床条：_预留注浆竹聚苯板ij侦捕式改性树脂防水板（单层不小Fl.5mrnf9 ）带注浆花ft的中實式止水带加莊肪水层（収而 门粘改性沥骨卷材）图5底板变形缝防水构造示总（单位:mni）l ig.5 alrqiHMifing l floor dctomhition joints3.4.3 穿墙管防水处理（图 7 ）金属止水环应与主管满焊密实，并做防腐处理。3.5 车站主体结构渗漏水处理 由于混凝土浇筑过程中可能存在毛细通道，当地下水较大时，可能会出现渗水。尽管在混凝土施工阶段采取了多种排水措施， 但混凝土浇注时承压水在混凝土内部可能产生细微流动

18、， 形成毛细渗水， 在侧墙 及顶板面上可能会出现点渗水和面渗水现象。堵漏时，先采用聚氨酯注浆材料进行止水，然后采用环氧注 浆材料进行补强。3.5.1 化灌材料 采用聚氨酯、环氧材料进行化灌处理。3.5.2 施工设备（ 1 ）钻孔设备：冲击钻。（2）灌浆设备：密封式注浆泵；容积 10 L，压力 1.6 MPa ，为手动压泵。（3）计量用具：天平、小量杯、温度计。3.5.3 施工程序和要求 工艺流程：准备工作点渗或面渗描述根据类型采用相应处理措施质量检查及验收（1）准备工作根据点渗或面渗所处位置， 决定是否需要搭设排架，再做灌前点渗或面渗性状描述。（2）根据不同渗水类型采用不同的处理措施 点渗水的

19、处理a. 钻孔：利用钻孔设备对点渗部位进行钻孔，孔深 2030 cm ，孔径 18 mm ，做好钻孔登记表。b. 清孔：通过风压将孔内清理干净，要求无尘、无泥垢、无颗粒；做好清孔成果统计表。c. 埋管：沿孔口四周凿毛后用水清洗干净，要求无尘、无泥垢，用早强水泥埋管。d. 浆液配制：分批配制浆液，第一批配浆量应略大于孔管的占浆量，随后视吸浆量情况随用随配 EAA 环氧浆液，现场固化剂的加入应严格控制温度，固化剂的加入过程为放热过程。 因此，配置过程中应缓慢 加入固化剂等材料并搅拌均匀使其充分散热，控制浆液温度在30以下，不再升温后才用于灌浆。e. 灌浆：采用单孔灌注，先用聚氨酯注浆材料止水，然后

20、采用环氧树脂注浆材料补强。f. 复灌：止水后，采用环氧树脂材料复灌 ，复灌直至达到结束标准。g. 灌浆压力： 开始灌浆后压力逐步升至 0.30.5MPa ，当进浆量 1 ml/min 时稳压 30 min 结束。 正 常情况下灌浆作业应连续进行，确保灌注密实。h. 合格标准：混凝土面上原点渗部分不再渗水。 面渗水的处理面渗水处理的施工方法与点渗水的施工方法只有a、e、 h 施工程序不同，其余均相同。a. 钻孔：利用钻孔设备对面渗区域钻孔， 梅花形布孔（尽量布置在渗水点上） ，孔距 30 cm ，排距 25cm， 孔深 3040 cm ，孔径 18 mm ；再在面渗区域外 1820 cm 钻一排

21、孔， 间距为 30 cm 。做好钻孔登记 表和钻孔布置图（图 8）。e. 灌浆：先用聚氨酯注浆材料止水，然后采用环氧树脂注浆材料补强。 灌浆顺序由低至高、 由内向 外，根据压水试验漏量确定灌注方式。漏量 10 ml 时，采用分、序孔并联多孔（四孔）灌注，灌注 过程中若发现其间的序孔串漏浆， 可在该孔排出孔中积水和稀浆后并入序孔同时灌注；漏量 10 ml 时，采用单孔灌注，发生串浆情况时，待串浆孔排出孔中积水和稀浆后扎紧管口，灌浆孔灌浆结束后打开 该管按正常程序灌浆。h. 灌浆后的质量检查：混凝土面渗部位不再渗水后，进行压水检查。 造检查孔（孔径 32 mm 、孔深 1015 cm ）后进行检查

22、孔压水试验 ，采用单点法压水，压水检查压力为 0.3 MPa 。 压水试验稳定标准： 在稳定压力下，每 35 min 测读一次压入注量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终的 10% ， 或最大值与最小值之差小于 1ml/min 时， 本孔段压水结束。 取最终值为计算值，测记漏量，计算透水率 （ Lu）。合格标准：压水检查透水率 0.1 Lu 。3.5.4 特殊情况处理 在面渗孔注浆过程中，出现相邻孔中有串浆时，应立即封闭串浆孔，确保浆液充填饱满，或嵌缝面出 现渗漏应立即停止施灌，重新封闭注浆。当注入量过大、单孔注浆超过50 ml/min 、且不起压时，可采取降压、缩短浆液凝胶时间、增大浆

23、液粘度进行灌注，或采用间歇性灌浆法处理，一般间歇时间可为812 h 。EAA 环氧浆材配制后约 812 h ，如出现过稠现象应废弃，废弃浆液放置于废旧的容器内，待凝后清 出施工现场。对个别吸浆量很大、不起压的孔段，在查明原因后，报监理工程师研究处理。 如孔段不吸浆，应检查钻孔是否对准裂缝，并根据实际情况重新布孔灌注。4 渗漏水控制技术在侨香站的应用4.1 工程水文地质概况深圳地铁 2 号线侨香站车站范围地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于 冲洪积砂土、残积层砾质粘土层中，地下水埋深3.10 9.20 m ，含水层厚度变化较大 ，以孔隙潜水为主，局部微承压。 岩层裂隙水较

24、发育，广泛分布在花岗岩的中 强风化带、构造节理裂隙密集带中，富水性因 基岩裂隙发育程度、 贯通度及地表水源的连通性而变化， 局部具有承压性。侨香站车站范围内的地下水的 水质类型为 HCO3-、Cl-、Na+型及 HCO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+ 型，对混凝土结构无腐蚀，对钢筋混凝土中的 钢筋及钢结构具中等 弱腐蚀。4.2 车站防水设计标准（1）车站主体结构、出入口通道及机电设备集中部位防水等级为一级，结构不允许渗水，结构表面无 湿渍。（2）车站的风道、风井及联络通道防水等级为二级，顶部不允许渗水，结构不允许漏水，结构表面可 有少量湿渍。 总湿渍面积不应大于防水面积的 6/1 000 ，任

25、意 100 m 2防水面积上湿渍不超过 4 处，单个 湿渍的最大面积不大于 0.2 m 2。（3）有腐蚀的地段， 防水混凝土的耐侵蚀性系数不应小于 0.8 。4.3 渗漏水控制方法侨香站防水设计遵循 “以混凝土自防水为主、多道设防、因地制宜、综合治理 ”的原则，车站结构采用 围护结构、全包柔性防水层、防水钢筋混凝土，组成三道防水防线。（ 1）围护结构采用 1 000 mm 钻孔灌注桩（部分 800 mm）+ 600 mm 旋喷桩。 钻孔灌注桩间 距一般为 1 150 、 950 mm ，灌注桩桩间采用 600 单重管旋喷桩进行桩间止水， 与灌注桩咬合 150 mm 形成止水帷幕（图 9）。2）

26、全包柔性防水层：底板、侧墙采用预铺式改性树脂防水板，顶板采用自粘性改性沥青卷材。3）混凝土自防水：结构采用 C30 混凝土，抗渗等级为 P8。车站施工缝、 变形缝及穿墙管等全部按要求进行处理 行处理，保证车站结构无渗漏水（图10 ）。对于车站主体结构渗漏水， 全部采取灌浆堵漏进5 结 语 地铁车站结构渗漏水控制是地铁施工中经常遇到的问题，有许多经验还有待于我们去分析、总结和运 用。深圳地铁侨香站施工中，采取了车站围护结构防水、全包柔性防水层、主体结构防水以及主体结构堵 漏补强等切实可行的技术措施，对有效遏制车站的渗漏水，起到了良好的效果。参考文献References1 中华人民共和国国家标准 . GB50108-2001 地下工程防水技术规范 S. 北京: 中国计划出版社 , 2001 National Standard of Peoples Republic of China. GB50108 -2001 Technical Code