试析地铁隧道防水渗漏水的治理

摘要：由于我国经济的迅猛发展，地铁已经进入了建设高峰期，地铁防水很关键，如果处理的不好，不仅会影响到结构的使用寿命，也会给行车带来不安全。

关键词：地铁隧道；防水；渗漏水；治理

Abstract: Due to the rapid development of China's economy, subway construction has entered a peak period, metro water is very important, if not handled well, not only will affect the life of the structure, will bring to unsafe driving.Keywords: subway tunnel; waterproof; leakage of water; governance

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

地铁隧道防水一直是地铁建设过程中普遍存在的问题，是质量控制的重要环节，防水是否彻底做好直接关系到地铁运营环境、结构的坚固性和耐久性、城市环保水保、地铁运营成本和运营安全。然而，不容乐观的是，由于地铁工程大多处于地下水位以下，渗漏水现象不可避免，它降低了地铁的运营效率，影响了旅客的舒适度，甚至危及地铁运营安全。如何进行地铁隧道防水，杜绝渗漏水对工程质量产生严重危害通病的发生，都是地铁建设者面临的难题。

1、砼结构防水、渗漏水治理

1.1地铁防水原则为“以砼结构自防水为主”，以下具体措施。

（1）严格控制砼结构的实际强度。在满足荷载条件的前提下，尽可能选用中等标号的砼，主体结构防水砼的设计标号不得超过C30P8。

（2）优化配合比设计。减少水泥用量，增加优质粉煤灰，或增加其他水硬性胶凝材料如磨细矿渣比例，明确规定水泥用量不超过280kg／m3，优质粉煤灰不低于胶凝材料30％。

（3）严格控制砼的坍落度。明确坍落度的最高限值，即车站控制在l00mm以内；区间控制在120mm以内。

1.2 由于地铁结构抗裂是工程质量的关键，为确保每一个施工环节优质可靠，在主体结构的施工中应做出以下规定：

（1）主体结构施工，缩短施工缝间距很重要，其分段长度宜控制在16m以内，底板、边墙、中板、顶板应分别灌注。

（2）严格控制混凝土的人模温度，一般应不高于30℃，特殊情况不高于32℃，应尽可能避免在高温时段灌注混凝土。

（3）对采用排桩复合式结构的围护结构，其桩柱间用喷射混凝士找平，并堵漏修补，同时必须在围护结构无渗漏条件下施作内衬，以确保二次混凝土灌注质量。

（4）主体结构施工时应采取多项防止砼开裂的有效措施，主要的有：拆模时间不宜过早；砼的养护要及时到位；全面推广砼养护自动水喷淋系统等。

（5）砼按相同标号的普通商品砼计价，并由商品砼供应商提供优质、高效的砼输送泵，可使砼的坍落度大幅降低。

1.3结构砼开裂渗漏水的治理

沿裂缝开凿“V”槽，宽4～5cm、深3～5cm，两端各长出渗漏范围500mm.深裂缝应骑缝钻孔或深斜向钻孔至裂缝深部，孔深要保证注浆管埋入混凝土墙面内5～6cm，孔内埋设注浆管，注浆管要用Φ15mm的镀锌铁管，每根管长加工为15cm，外设阀门和封堵头，注浆管间距根据裂缝宽度而定，每条裂缝至少有一个进浆孔和一个排气孔，针对本工程漏水情况，注浆嘴埋设间距为500～800mm，原则上作到缝窄应密，缝宽可稀，然后清洁浮尘。注浆嘴及注浆管设于裂缝铺设导浆泡沫条，然后用金汤水不漏封堵泡沫条和注浆管周边，待水不漏凝固达到一定的强度，一般为24小时，开始注浆。注浆时，水平缝应以一端向一端推进。垂直缝应按先高后低的顺序进行。灌浆应可先堵小漏，后堵大漏.失高后低，先开泵到规定压力值停泵，让浆液慢慢渗入.到表面压力下降到0.1Mpa时，二次开泵升到规定压力值，如此反复进行直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。对于对拉螺杆漏水点，先凿成宽6cm深5cm的凹槽，割除槽内螺杆头，埋设注浆管，注浆管埋设深度同样为5～6cm，然后用水不漏封堵注浆管周边，每个漏水的对拉螺杆点埋设一根注浆管。注浆采用低压低速注浆，注浆压力为0.2～0.4Mpa，注浆后待缝内浆液初凝而不外流时，方可拆下注浆嘴。注浆完毕后，用是高的砂浆和高分子聚合物防水砂浆封堵裂缝和螺杆点，撒水养护7天。

1.4结构混凝土不密实及蜂窝麻面渗漏水治理

将大面积渗漏水范围内及其向周边延伸0.3m的范围内的基面清理干净.布置注浆孔注浆孔布置在渗漏水严重位置，且间距控制在0.5～0.7m之间.梅花形布里清洗注浆孔，埋设注浆嘴.采用速凝堵漏材料封闭注浆孔，使大面积混凝土中的水从注浆嘴流出，渗水点凿孔，孔径30mm，孔深80mm；钻孔孔径Φ8～12，孔深大于等于100mm；安设注浆镀锌钢管，用快速水泥封堵钻孔，注浆。

1.5模板拉杆螺栓渗漏水治理

凿除拉杆螺栓周围的混凝土，深30mm，孔径大于拉杆螺栓20mm割除拉杆螺栓，切除深度30mm孔径清理干净，埋设Φ8的注桨嘴采用水泥一有机速凝剂封堵孔眼注浆二向注桨孔内注入改性环氧浆液拆管，并清洗干净采用改性环氧水泥桨封口孔湿养护不得少于三天。

1.6填充压浆

如果防水板有漏洞,地下水会渗入二次衬砌内，混凝土本身不密实，水会渗至二衬表面。通过对隧道背后进行填充压浆不仅可以填充由于混凝土浇注不饱满形成的剩余空间，使初期支护和二次衬砌密贴而共同受力，而且可以填塞由于混凝土不密实或开裂而形成的缝隙，封堵地下水的流径而起到防水的作用。在隧道背后填充压浆可以避免在混凝土内表面处理时形成的外观缺陷。压浆管在拱部混凝土浇筑之前预埋在拱顶处。压浆管采用42 无缝钢管，上端距初期支护下的防水板2cm ，下端穿过模板10cm 。钢管为直线形，不需在管上钻孔，在每衬砌循环的隧道拱部中间设置和可能出现渗水处设置。当混凝土强度达70 % 后并形成完全封闭圈后即可进行。

压浆时浆液为水泥砂浆、水泥浆，必要时可掺入一定比例的防水剂和粉煤灰。一般应先压注水泥砂浆，稠度先稠后稀， 配合比和水灰比根据注浆速度进行调整，控制其扩散在一定范围。如果浆液扩散速度很快，可以增加浆液的稠度，或在压注一段时间后停止8～12h 后再进行。如果空隙比较小，可以直接压注水泥浆,但水泥浆的结石率比水泥砂浆低，注浆量很大但效果不明显。如只在衬砌的表面有裂隙，在隧道背后压浆仍不能解决渗漏时，可直接在渗水处的衬砌表面钻孔压注化学浆液。但化学浆液的时效性不如水泥浆，不建议在衬砌中大量使用。压浆顺序应由下向上，先无水、少水地段向有水或多水处，从下坡方向上坡方向,从两端向中间压浆。每段压浆长度一般≤20m 。

填充压浆在防水板和二次衬砌有缺陷时可以起到补救作用，在东单地铁车站大面积使用，收到了很好的效果，是全封闭防水施工不可缺少的一个步骤。

所以做好砼结构自防水：必须做到“一个理念”就是结构防水设计中要以“混凝土结构自防水为主，防排结合”作为原则；“一个重点”是防止混凝土开裂为重点；“两个手段”一是减少混凝土中水泥用量增加优质粉煤灰，二是降低混凝土的坍落度。

2、施工缝、诱导缝、变形缝、伸缩缝、穿墙管等渗漏水治理

2.1施工缝（环向和纵向）渗漏水治理

(1)施工缝开槽及注浆:沿施工缝开槽，槽深≤30mm,槽宽≤40mm,槽长向渗漏水部位两端各延长200mm。沿槽缝钻孔，孔深为砼厚度1/3～1/2，孔距400～700mm,并清洗槽缝。封槽材料选用水泥,SH外掺剂,UEA膨胀剂，封槽时堵漏材料与结构表面齐平。注浆材料果用KS-7改性环氧树脂，注浆压力控制在1～2Mpa.进行二次或多次注浆。

(2)槽缝防水:施工缝封浆孔凿掉后，再用耐久性的环氧水泥浆抹面作保护层，沿施工缝两侧各50mm或者采用采用钢边橡胶止水带+水泥基渗透结晶材料进行自粘满贴。

2.2诱导缝、变形缝渗漏水治理

在车站结构主体全长范围不设变形缝,只在车站与区间、出入口、风道相接处等主体与附属结构相接处和明暗挖相接处设置。在变形缝的衬砌中部设置橡胶止水带（外贴+中埋），缝间填塞聚苯板，口部用双组分聚硫橡胶和防水砂浆封堵。止水带采用桥式橡胶止水带，厚10mm，埋置于距二衬内缘200mm 的衬砌中部。止水带采用搭接式，压茬方向顺水流方向， 即上段止水带靠近初期支护，下段止水带靠近衬砌内缘。止水带的搭接接头表面必须清刷和用锉刀打毛，搭接接头长度10cm 并用粘结剂满粘。

(1)先注浆止水。为施作密封裔创造条件。

(2)约45度斜钻孔，孔深为混凝土厚度2/3.孔径中18～25mm，孔距500mm。

(3)材料采用丙烯铣类，机械为手持注浆机，压力为0.1～0.5Mpa，直到无渗漏水为止。

2.3伸缩缝。地铁运营时基本恒温，受温度变化影响较小，只在洞口和易受冻害地段设置伸缩缝。

2.4穿墙管。在穿墙管的表面涂刷R1 料，外涂聚胺脂涂料，通过SBS 卷材与ECB 防水板粘接，或者在穿墙管上焊接止水钢板环，表面做防腐处理，采用穿墙套管时在两管间嵌入防水填料，内侧用法兰压紧，外侧铺贴防水层。

3、车站墙面渗水、湿渍现象

3.1用防水材料堵漏。对于墙面渗水、湿渍的部位，采用防水材料堵补的方法进行。对于渗水、湿渍点、缝，先用人工对渗水、湿渍点、缝打凿成深2cm、宽4cm左右的凹槽，要求打凿部位干净、基本平整、无松散现象。用“水不漏”材料堵漏时，共分三层做法：先用干布将基面擦干后迅速用抹子上第一层料；待第一层硬化后（指压不留痕）擦干表面，上第二层料；若还有较大面积渗水，再用同样的方法上第三层料，若只是局部渗水，只需在渗水处再加一层，直至不漏。上料时要用劲并来回多抹几次涂层密实，同时注意搭接。每层用料约1.2kg/m2，涂层总厚度：做两层约1.5mm，做三层约2.2mm。待涂层硬化后（指压不留痕），抹一层厚约1cm的是高的砂浆覆盖，干后再抹一层厚2mm的高分子聚合物防水砂浆，最后进行保湿养护。共养护7天，养护可采用喷水、盖湿物等。

3.2墙面高压注射聚氨酯堵漏。在墙面湿渍区域钻孔埋设针头，深度5～8cm，高压注射聚氨酯，待针头附近砼表面有液体流出即止，点位布置间距为20cm左右。

3.3墙面局部有个别孔洞（直径1～5cm）并且涌水。采用绝缘酯注浆：先将孔洞周边虚渣清理干净，让明水成股顺利流出，后埋设注浆管，管外周边用防水水泥封闭，让水仅从管内流出，待防水水泥强度满足要求后，从注浆管高压注射绝缘酯以实现封堵。

3.4墙面大面积有湿渍或有明水或渗水严重。采用1：1的水泥净浆进行车站侧墙背后或隧道二衬背后高压注浆，注浆需分区分段进行，并遵循先下后上的原则。此种方法耗时长，并且需要进行重复注浆。大多数情况下需要在侧墙上开设注浆孔洞才能实施。

4、盾构隧道防水措施

盾构隧道渗漏水的位置是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等。其中以管片接缝处为防水重点。接缝防水使用密封材料和水膨胀类材料与密封垫两者的复合型。 管片必须具有防水抗渗能力外，更应满足管片环纵缝在预定张开量下的防水能力。其防水施工的主要内容：管片自防水、管片外防水涂层、管片接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理(盾尾充填注浆等)。

4.1管片结构自防水

管片结构自防水是防水的根本，只有衬砌管片砼满足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保证。因此，管片结构的自防水是盾构法隧道防水的首要措施，在设计和施工中，主要通过满足管片混凝土的抗渗要求和管片预制精度要求来实现。盾构法隧道衬砌管片多用外加剂防水砼，抗渗可达P12以上，渗透系数K

4.2管片外防水涂层

管片外防水涂层需根据管片材质而定，凡有较深裂纹的管片一般都要增加外防水涂层。对钢筋混凝土管片要求：①涂层应能在盾尾密封钢丝刷与钢板的挤压磨损条件下保持完好，不损伤、抗渗水；②当管片弧面的裂缝宽度达0.3mm时，仍能抗0.8MPa的水压，长期不渗漏；③涂层应具有防迷流的功能，其体积电阻率、表面电阻率要高：④涂层应具有良好的抗化学腐蚀、抗微生物侵蚀能力和足够的耐久性，且无毒或低毒；⑤涂层要有良好的施工季节适应性，施工简便，成本低廉; 除应涂抹于管片背面外，还应涂抹在环、纵面橡胶密封条外侧的砼上。但应指出，若管片制作质量高，采用抗侵蚀水泥，可不做外防水层。

4.3管片接缝防水

管片接缝防水是盾构法隧道防水的核心，而管片接缝防水的关键是接缝面防水密封材料的采用及其设置。管片接缝防水措施主要包括：密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水等。

4.4弹性密封垫防水

在使用高精度管片的基础上，采用弹性密封原理、线性密封方式、密封材料预制成型施工法，制成具有特殊断面形式的弹性密封垫。它通常加工成框形、环形，套裹在环片预留的凹槽内，形成线防水。弹性密封垫防水的各种要求:①功能要求：短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力；长期防水要求接触面应力不小于设计水压力；②耐久性要求：包括防水功能耐久性、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。③密封材料种类：可分为单一材料的、合成材料的及水膨胀的。现多采用水膨胀橡胶。它大大改善了盾构法隧道的防水性，是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。

4.5嵌缝防水

嵌缝防水是以接缝弹性密封垫防水作为主要防水措施的补充措施。即在管片环缝、纵缝的内侧设置嵌缝槽，用止水材料在槽内嵌填密实来达到防水目的。嵌缝填料要求具有良好的不透水性、粘结性、耐久性、延伸性、抗老化性，特别要能与潮湿的混凝土良好结合，并具有不流坠的抗下垂性，以便在潮湿环境下进行施工。目前多采用环氧嵌缝作业在环片拼装完成后过一段时间才能进行，亦即在盾构推进力对它无影响，衬砌变形相对稳定时进行。树脂、聚硫橡胶、聚氨脂、环氧焦油、三元乙丙等作为嵌缝材料。

5、结束语

地铁隧道工程防水是一项系统工程, 涉及施工、材料、设计、管理等各个方面,希望从事这项工作的有关人员及管理决策部门给予应有的重视与支持, 大家齐心协力, 积极地开展工作, 并吸收国外先进技术与经验, 把我国地下工程防水技术提高到一个新的水平。

参考文献：

[1]张恒洋,试论地铁工程中防水施工技术[J]工程科技, 2010.

[2]《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008).

作者简介：曾越 男 1984年7月出生 大学本科学历 助理工程师 主要从事地铁隧道结构维护技术管理工作