关于地铁工程中地下结构防水问题的思考

刘军舰 李映春

(后勤保障部工程兵第四设计研究院,北京 100850)

关于地铁工程中地下结构防水问题的思考

刘军舰 李映春

(后勤保障部工程兵第四设计研究院,北京 100850)

简述了地铁工程中地下的防水要求和防水设计，分析了地铁工程中地下结构的渗漏现象及原因，并从结构防水的选型与变形缝设置两方面，探讨了地铁结构防水设计中的问题，同时提出了相应的解决策略，有利于提高地铁地下结构的防水效果。

地铁，结构防水，变形缝

0 引言

地下结构渗漏水是地铁工程中的一个主要问题，其与地铁施工的整体水平有着密切的联系，工程结构防水处理是设计和施工都必须要十分重视的问题[1]。本文阐述了地铁工程中地下的防水要求和防水设计，分析了地铁工程中地下结构的渗漏现象及原因分析，针对地铁结构防水设计中的几个问题进行探讨。

1 地铁工程中地下的防水要求和防水设计

地铁工程地下结构的防水措施十分重要，在防水设计过程中，应当将预防放在首位，之后结合防排，根据实际情况综合治理。同时，为了保证车站及机电设备的安全运行，应注重隧道结构的干燥，不得出现湿渍的现象。另外，隧道结构应防止出现线流与漏泥砂的现象。

2 地铁工程中地下结构的渗漏现象及原因分析

在设计过程中都会有相应的结构防水措施，但在实际中还存在着渗漏问题。常见的渗漏主要有这几种：1)结构缝漏水，包括两种，分别为变形缝漏水、施工缝漏水；2)局部混凝土面渗漏；3)混凝土开裂导致的漏水。对于渗漏的原因一般为这三点：1)在进行地下结构施工过程中，有的地方需要用螺栓固定，如果缺少螺栓，或者止水片没有焊好都会导致出现渗漏的现象；2)没有在规定时间内拆模，或者由于施工时强行拧卸螺帽，导致螺栓在混凝土中松动形成透水通道；3)施工人员没有按照要求做好防水封堵工作。

结构缝漏水中的变形渗水问题主要是止水带埋设位置不准确，或者是由于止水带周围混凝土的密实度没有达到要求[2]所致。一般最常见的原因是由于固定止水带的端头模板支模刚度不足，尤其在浇灌混凝土振捣过程中，如果模板出现变形的问题，止水带就会被迫移位，混凝土无法充分的振捣，最终导致混凝土的密实度无法达到要求。对于这种情况，在施工过程中采用盒式端头模板，能够有效改善这种现象。

还有漏水现象是发生在边墙和板的水平接缝上。如果遇到这种情况，主要是由于边墙模板过高，在浇灌边墙混凝土时没有按照相关的要求实施，导致混凝土从墙顶模板口自由落下，最终导致相互脱离的现象发生[3]。或者由于过高的墙导致底部振捣受到一定影响，甚至发生漏振的现象，最终导致不均匀的混凝土，最终形成透水通道。对于解决这种问题，可采取有效的施工措施来解决。

地铁结构漏水占据一定比重的就是混凝土结构裂缝漏水，漏水裂缝一般与线路结构轴线方向垂直，主要是由于结构混凝土收缩所造成的裂缝，混凝土结构的收缩在实际中很难避免，在混凝土收缩率逐渐增大时，收缩裂缝的现象将很难避免发生。

导致施工漏水的原因十分复杂，有的是由于没有采取有效的施工技术所致。如果在施工过程中采用遇水膨胀橡胶止水条，但遇到水时，将会以较快的速度膨胀，在湿作业下，还没有进行混凝土的浇筑就已经膨胀完成，使其遇水膨胀止水作用无法发挥出来。同时，如果在施工中没有处理好止水条的固定，在浇混凝土时，止水条与已硬化的混凝土可能会出现脱离的现象，最终导致施工缝漏水的问题。因此，为了避免出现这种现象，应从源头上解决，应保证选用的材料质量达到标准要求，遇水膨胀橡胶止水条应当保证其良好的性能，做好材料的质量把关十分重要。

上文所述几点情况一般出现在地铁车站与明挖隧道结构中。因此，施工人员需要注意这点，做好地铁结构防水工作，提升地铁施工的整体质量。对于大面积渗水现象的发生一般是施工因素所导致的，因此，施工人员要严格按照防水设计图纸施工，严把施工质量关，以此防止出现渗水的问题。

3 地铁结构防水设计中的问题

地铁结构防水的目标分为三点：1)使结构内使用功能不受到水的影响，或者出现渗漏的现象控制在一定范围内；2)使周围环境不会由于渗漏的现象而带来不良的后果；3)不由于渗漏的现象而缩短结构使用的时间。

为了实现以上的目标，首先需保证设计的合理性。然而对于设计中还存在着一些争议性，下面就对其中的问题进行分析探讨。

3.1 结构防水的选型问题

从结构防水可分为两种类型，分别为防水型与排水型，防水型结构能够防止周围环境的水渗入其中，将其拒于结构之外，以此使结构内实现无水的条件；排水型结构具有良好的排水系统，其能够将周围环境的水从结构内部排出，以此使结构内使用空间不受到水的影响。在实际工程中，这两种结构都得到广泛的应用。大多数铁路或公路的隧道一般都会应用排水型结构，其自身就具备了自流排水的条件，排水并不会给周边环境带来不良的影响。防水型结构一般在城市地下铁道中应用较广泛，由于城市内对环境有着较高的要求，采用防水型结构比较适合。这两种结构各有各自的优点，与排水型结构相比，防水型结构的建设投资更高，所以在城市地铁工程中需要根据实际情况来选择。当围岩渗透系数较低时，结构排水不给周围环境带来不良影响。同时，排水型结构比较适合日后长期运行排水代价不高的情况；相反则比较适合防水型结构。

对于这两类结构特点，设计人员在设计过程中也考虑到各个方面，其中包括这几点：1)防水型结构是否严密与完整，同时防水层是否能够承受所有水压力等。2)排水型结构的排水系统是否完整、有效。同时，对于防水层的设置中，需要保证将周围环境的水在防水层外将其排出。

3.2 变形缝设置问题

对于变形缝设置问题也存在着一定的争议。干缩与降温收缩是水泥混凝土材料固有的特征，在地铁结构施工过程中，由于混凝土中水泥化的影响而导致混凝土的温度不断上升，最高可达到55 ℃以上。所以在实际施工中，混凝土经历的温差较大。同时再加深干缩，一般情况下收缩率比混凝土极限拉伸应变更大。但结构受到约束的情况下就会导致开裂的现象发生。

实际中，较大的地铁结构尺度，以及较大的混凝土构件厚度，干缩可能需要较长的时间才能完成。如果只是由施工缝分段构筑对收缩并没有较大的影响，所以，不设变形缝结构混凝土的开裂的避免存在一定难度。

同时，由于混凝土固结后收缩延续时间十分长，虽然采用设置后浇带的方式能取得良好的效果，但对于收缩导致开裂的问题很难消除，尤其是后浇带的方式在冬季时期无法实施。

对于地铁结构收缩导致的开裂问题，将补偿收缩混凝土的方法应用其中也无法从实质上解决该问题。在实际中有效的抗裂方法为：使用水泥混凝用的地铁结构，适当设置变形缝来达到良好的效果。

4 结语

地下结构防水是地铁工程建设实施中最为突出的问题之一，其与整个工程的质量有着密切的联系。由于地下结构防水工程十分复杂，要想保证地铁地下结构的防水效果，首先要保证设计的科学性，在施工中采取有效的工艺技术，采取合格的材料，针对地铁工程中地下结构防水问题进行分析，并采取有效的解决措施，以此为保证地铁地下结构防水效果奠定良好基础。

[1] 梁仲元.广州地铁地下工程结构防水的回顾与思考[J].建筑技术,2004(7):488-491.

[2] 胡 勇.浅谈地下工程、隧道施工缝防水施工要点[J].企业导报,2012(16):273.

[3] 陈寿长.上海某紧邻地铁地下空间综合开发项目结构设计[J].建筑结构,2013(S2):34-38.

On waterproof problems of underground structures in subway projects

Liu Junjian Li Yingchun

(EngineeringSoldiersNo.4DesignandResearchInstitute,LogisticsDepartment,Beijing100850,China)

The paper indicates the waterproof requirements and design for the underground of the subway projects, analyzes the leakage of the underground structure of the subway projects and its reasons, explores the problems of the waterproof design of the subway structure from the type selection of the structural waterproof and the allocation for the deformation joints, and points out respective solution and strategies, so as to enhance the waterproof effect of the subway underground structures.

subway, structural waterproof, deformation joint

1009-6825(2017)22-0111-02

2017-05-23

刘军舰(1979- )，男，硕士，工程师

TU761.11

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