浅谈地铁工程的防水设计及渗漏水治理

程利 何旭 卢耐飞

摘 要：随着我国城市经济水平的提高，城市轨道系统也迅速发展。据预算，到2020年，我国将会有40余个城市拥有轨道系统。人们也日益亲睐这种安全舒适、快速便捷、节能减排、较高运量的交通工具，它被称作“绿色通道”。然而地下工程渗漏水问题很突出，危害巨大且难修复，地铁工程防水一直是各个国家面临的一个技术性的难点。本文主要分析了地铁渗漏水的原因及一些具体的防水方案。

关键词：地铁工程；防水设计；渗漏水治理；注浆法

0 引言

目前正在大力兴建地铁的城市有：重庆、杭州、沈阳、武汉、苏州、西安、宁波、青岛、郑州、合肥、长春、长沙、昆明、哈尔滨等。地铁的运营与建设体现了一个城市的经济水平和青春活力。在它给人们带来极大便捷的同时不能忽视其潜在的危险——渗漏水。目前不少地下工程发生过渗漏水事件，由于地铁是地下结构，如果处理不好防水层就很容易发生泄露，地铁运营后如果发生渗漏水，维修赌漏费用较高，并且会降低结构使用寿命，因为水能腐蚀金属构件。如果漏水严重会使站台积水给乘客安全带来威胁，降低了地铁的可靠性。因此，必须从根本做起，加强地下工程的防水设计与施工，不能走“先完工，后修补”的道路。故本文分析了城市地铁工程渗漏水的原因，并总结了一些优良的治理措施。

1 我国的地下结构防水等级标准

我国地下结构防水等级标准分为1级、2级，其对应的工程地段为地下车站及机电设备集中区段、区间隧道及连接通道等附属的隧道结构，与之匹配的标准为“不允许渗水，结构表面无湿渍”、“顶部不允许滴漏，其他不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，湿渍总面积不应大于总防水面积的6‰，单个湿渍面积不大于0.2m2，任意100m2防水面积不超过4处”。[1]

2 地铁渗漏水的原因分析

（1）砼结构主体渗漏水：①砼结构成型的初期由于地下水过早的侵入导致局部结构自防水失效。②在砼结构初凝前后，由于风等自然因素使其水分快速流失引起伸缩应变会形成裂缝。③水化热产生的热应变所引起砼结构的早期开裂。④砼结构外包防水层（防水涂料、防水板等）施工工艺不精细或者防水材料不能达到标准防水质量，导致不密封而渗漏水。⑤地下施工作业比较困难，如果工人所用施工方法不当、设计不合理或施工质量不精细就很难保证砼的均匀性，连续性，这就会使结构自防水能力较差。

（2）由于砼结构的变形缝、施工缝、穿墙管等部位处理不当导致渗漏水[2]： ①对于热力管道，如果不加套管，且施工质量较差很容易破坏防水层导致渗漏。②如果结构施工缝处理不当，会在施工缝处产生过水通道。③模板不牢固且产生缝隙，导致混凝土不密实，容易形成裂缝。

（3）由于施工方法不当，特殊部位处理欠佳造成渗漏。例如：采用盖挖逆做法在地下作业时，当桩柱穿过底板混凝土时，若不加强防水或底板防水层不连续，以及桩柱四周混凝土不密实，地下水会沿桩柱根部渗入底板。

（4）其他原因：材料收缩、温差变形、地基沉降不均匀和施工中的震动等因素也会使结构产生裂缝或渗水通道。

3 地铁防水及渗漏水治理

地下防水设计的总体要求是“防排结合，防为基础；多道防线，刚柔并举；因地制宜、综合治理”。

（1）对于大面积防水混凝土，可以掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂。例如：水泥混凝土的缺点是易收缩，而产生大的空隙，如果加入膨胀剂，膨胀剂水化后结晶生成稳定的水化物，填充在混凝土毛孔缝隙中，这就降低了混凝土的空隙率，使混凝土更加密实，抗渗性提高，弥补了混凝土易收缩的致命缺点。

（2）活动缝的渗漏水治理：日本东京是亚洲最早拥有地铁的城市，其防水设计采用了比较周到的导水沟设计。拥有先进的3S工法治理渗漏水[3]。设计理念是伸缩（spread）、追随（sealed）、固定（solid）的有机结合，将综合处理融为一体。

施工程序：施工位置标示、裂缝机械切槽、凹槽按设计成形、清除槽内碎屑、黏结剂涂刷、嵌入填充材料、面层材料施工、恢复原装饰层最后完工验收。

（3）高聚物注浆法：高聚物注浆法是一种较为实用的方法，利用高聚物的膨胀性可以改善地基沉降不均匀。另外一些高聚物材料具有抗渗性好、柔韧性好、不易开裂等特点，可用于封堵结构缝以保护内部的钢筋免遭腐蚀，也可用于封堵活动缝。

（4）泡沫橡胶管塞缝法[3]：2010年，深圳大学张道真教授介绍了一种泡沫橡胶管塞缝工艺，可在管中充气，使其在宽度多变的活动缝中保持密封止水状态。

（5）合理设计水灰比。减少水泥的用量，水泥用量不超过280kg/m3，增加优质粉煤灰，其含量不低于凝胶材料的30%，或者增加其他水硬性凝胶材料如磨细矿渣比例。合理设计水灰比可以提高水泥混凝土的强度，确保混凝土的质量。

（6）由于施工缝部位防水能力较差，底板的混凝土应连续浇灌，应尽量不设施工缝，墙体一般只允许设水平施工缝，不得设垂直施工缝，垂直施工缝应与变形缝相结合且避开地下水和裂缝较多的地段[4]。

（7）另外，也应该注意结构的防腐蚀[5]，因为这也会对结构渗漏水提供有利条件。为防止土壤中的微生物腐蚀地下结构，可以在施工周围的土壤中加入抑菌物质，这样可有效抑制微生物生存。混凝土结构也应该防止电腐蚀。在国外，整个结构均用沥青卷材全部包裹围护。而北京地铁系统是采用玻璃布油毡全包的方法。

地铁防水工程具体施工方案很多，可以根据当地地质情况，针对不同地段并考虑经济合理性选取最优治理方法。

4 结语

在我国的目前城市尤其是大城市日益拥堵的现状中，城市地铁工程已经发挥了巨大的作用，缓解了交通拥堵，提高了人们的工作效率。做好防水工作是人们安全保障的第一步，地铁防水工程是一个系统的工程，涉及到选择合格的防水材料、结合经济合理的设计方法、进行严格施工管理等很多个方面，只有各个方面的努力配合才能达到较长的防水耐用年限和使用功能。

参考文献：

[1]龚克崇.地基基础与地下防水工程[D].中国建筑工业出版社，2004（11）.

[2]北京土木建筑学会.地下防水工程施工操作手册[D].经济科学出版社，2004（12）.

[3]薛绍祖.地铁系统结构防水劣化与修缮[D].经济科学出版社，2011.

[4]沈春林，周俊，李芳等.地下防水设计与施工[D].化学工业出版社，2006（07）.

[5]薛绍祖.地下建筑工程防水技术[D].中国建筑工业出版社，2003.