明挖地铁车站围护结构防水设计及渗漏治理

王琳

：在改革开放的新时期，我国的经济在快速发展，城市在不断进步，城市的进步带动地铁的发展。探讨了基坑围护结构设计、模筑混凝土施工和围护结构渗漏治理工艺，以解决地铁明挖车站基坑渗漏问题，提升地铁工程质量，保障地铁建设与运营安全。

在中央和地方政府部门的不断支持下，城镇化发展的增速日益显著，这也对我国城市的交通行业带来了红利，而城市地下交通轨道是必不可少的一项重大交通工程，对居民出行的交通带来了便利，使城市的发展能得到缓解。

随着我国城市建设的高速发展，为了达到地下工程、高层、超高层建筑物结构的稳定性和使用功能的需求，基坑的深度和面积也随之不断增加，给深基坑工程的设计施工带来新的挑战。对于深基坑来讲，地下水是必须考虑的影响因素。对地下水的治理不当，将会使深基坑工程发生严重事故。从实际统计资料来看，多数深基坑事故与地下水治理不当有关，尤其是暴雨渗入、管道漏水等突发事件的危害更大。可以说地下水是深基坑工程的“天敌”，是导致深基坑工程事故的最直接的影响因素之一。降、排、止水方法是一项事关大局的工作。1、地下水的作用。地下水作为岩土体的组成部分直接影响岩土的性状和行为。在岩土工程勘察时应着眼于设计和施工的需要，提供地下水的完整、准确、相近的资料并评价地下的作用和影响。地下水对岩土体和建筑物的作用，按作用机理可分为力学作用和物理化学作用两大类。（1）力学作用1）浮托作用：由于抽汲、集水、回灌引起地下水位或水压的变换，从而会产生大面积地面的沉降或上浮。2）动水力：动水力的作用表现为渗流。渗流作用可能会产生潜蚀、流砂和涌土等渗透变形。从力学平衡来看，当渗流产生的向上的渗透力等于土的浮重度时，土体处于临界状态，便发生流砂。3）静水压力：在地下水位以下全部水压力作用在围护墙上。当坑内、外水位差较大时，可能会产生渗流作用，这将使主动土压力稍有增加，而使被动土压力显著降低。（2）物理化学作用一方面含水率的减少会导致一些黏土层变弱及一些胶结岩石的崩溃，另一方面水能导致一些黏土层的膨胀，黄土层被水浸泡后原有的稳定结构会变弱，水能使石膏等物质的溶解，同时可能发生水合作用，产生的物质能腐蚀混凝土体。2、地下水的影响。地下水的影响是多方面的，包括软化作用、冲刷作用、静水压力和动水压力的作用，还有水浮力作用等，同时换季气温变化以及同一天的温差变化对地下水状态的改变都会对基坑支护的稳定性造成很大的影响

（1）地下连续墙接头质量差。地下连续墙采用型钢接头，在成槽施工时刷壁不彻底，没有将前段地连墙浇筑时用于防止混凝土扰流的砂袋清理干净，导致两幅槽段之间夹泥，渗漏或涌水涌砂现象。（2）地下连续墙成槽施工过程中存在质量缺陷。在地下连续墙浇筑过程中，因混凝土原因造成导管堵塞后断桩，出现夹泥层，导致渗漏或涌水涌砂现象;接缝处混凝土扰流，造成接缝处成槽质量缺陷

3.1基坑围护结构设计

本工程围护结构采用直径1000mm钻孔桩加三道内支撑方案，围护桩间设800mm三重管旋喷桩，桩间距1200mm，与钻孔桩咬合200mm。车站主体基坑围护桩间采用C20模筑混凝土挡板，厚度不小于100mm。

3.2降水與排水

在施工过程中，要求地下水位始终在工作面以下0.5～1m，为避免因地表水导致的基坑事故，基坑周边地面挖排水沟或用混凝土料堆积在基坑边形成台中阶，再喷混凝土便形成排水通道，避免地表水流入基坑。以免地下水渗出，对支护结构产生压力，造成不利影响。

3.3防渗帷幕设计

地下水流入基坑，对相邻建筑物的影响，一是水位降低，引起土层附加不均匀沉降变形，近基坑侧较大;二是水中所夹带细粒土的流失，导致粉土空隙率增大，骨架失去支撑，土体大面积流失，造成地面塌陷、板桩失稳等严重事故。在相邻区域发生的基础和地下工程（地铁工程）事故中，绝大部分是因地下水控制措施不当造成的。因此，保持基坑周边土体内及坑内基底土层内地下水的稳定，是本项工程的关键之关键。根据该场地的环境条件和水文地质条件，为避免降水造成已建楼沉降量加大，保证已建楼的绝对安全，需要在基坑东侧设置防渗帷幕;根据场地水文地质条件，同时考虑节省工程造价，选用了深层水泥浆体喷射搅拌桩帷幕。

3.4模筑混凝土施工

模筑混凝土施工与基坑开挖施工同步，在基坑每开挖一层后（2～3m），立刻组织施工模筑混凝土，纵向分段、竖向分层，纵向平均24m一段、竖向3m一节，每一段围护桩内侧模筑混凝土达到设计强度后开挖下一层土方。在做好施工准备后，清除桩面泥土及桩间浮土，放线测量以确定侧墙外墙位置，并控制桩面混凝土凿除厚度，在第二道钢支撑以下每24m在钻孔桩上植入1根准8mm钢筋，并拉通线用以控制钻孔桩混凝土凿除面。采用风镐对桩与挡板相交的保护层混凝土进行凿除。凿除到指定位置后，植入钢筋，并铺挂钢筋网片，拼装组合模板，浇筑混凝土。

3.5围护结构防排水设计

地下车站结构的防水应遵循“以防为主、防排堵截相结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，围护结构具体防水措施如下：（l）加强连续墙的自防水，连续墙采用C30、P8的防水钢筋混凝土;（2）加强连续墙的接头防水，接头采用半圆管接头形式，如果基坑开挖过程中墙体接头出现个别渗漏点，则采取打设注浆管进行注浆止水，必要时注水泥水玻璃双液浆;（3）在基坑内设施工集水井，及时进行抽排水;（4）为了避免基底被水浸泡后岩石软化后强度降低，基坑挖至基底时应立即铺设混凝土垫层、防水层，尽快施工结构底板与底梁。

3.6调整变形缝附近围护桩

适当调整变形缝附近围护桩的截面长度，保证围护桩接缝位于变形缝处，接缝止水带采用中置式橡胶止水带，在底板位置将一期桩钢筋笼因止水带铺放而被截断的钢筋在围护桩内侧箍筋位置进行补强，预留500mm长的止水带上折并紧贴泡沫板外侧，止水带外侧覆盖一块木板，用铁丝固定在钢筋笼上，以保护其在钢筋笼吊放时不会受损;在绑扎二期桩钢筋笼时，先不绑扎止水带的钢筋夹，待钢筋笼在孔内就位后，利用人工在井下将钢筋夹绑扎，固定橡胶止水带，且该条桩缝无需进行凿毛处理，只需将填充泡沫板清除即可;底板施工时取下木板，摊平围护桩预留的止水带与底板中止水带焊接，围护桩顶部预留一定长度止水带与顶板止水带焊接。

3.7围护结构渗漏治理

因为车站端头处于强风化板岩地层中，基岩裂隙水丰富，在施工模筑混凝土后，仍存在渗漏，因此本项目还对围护结构渗漏进行了治理。首先在基坑内设置至少2个疏干井，在模筑混凝土侧墙均匀设置盲管，将侧墙盲管引至基坑底部设置的排水盲管中，并将排水盲管引流至降水井。针对渗漏较为严重的车站北段，进行注浆处理。在钻孔桩间土中心打设150cm深、竖向间距60cm的水平孔。基底打设1.5m×1.5m梅花形孔，长4m。钻孔完成后，进行钢花管注浆处理，通过浆液快速凝固的特性填充基岩裂隙，截断渗入模筑混凝土基面的流水通道以达到止水效果。根据地质情况及堵水施工要求，充分考虑各种注浆材料的技术指标和经济性，为确保堵水效果，以水泥水玻璃双液浆为主，进行基坑第一、第二段基底和桩间试验段注浆。

3.8防水层施工技术

第一，底板中的 PVC 防水卷材应先进行预铺，并将疏松的板材按照其轮廓铺设在基层上，保证其平整度，避免出现扭曲、褶皱的问题。同时，在开料前，应认真进行放样，减少接头的出现，并将接头位置设置成“丁”字形，并保证接缝处表面清洁。并且在焊缝过程中，应采用自动爬行式双缝焊接机进行焊接，其有效焊接宽度不得小于10mm，保证其焊接密实，且相邻两卷材接缝位置应错开30mm。第二，侧墙中的 PVC 防水卷材可以直接铺设在围护结构墙上，并与垫层混凝土中的防水卷材连接，在铺设前，使用射钉枪将射钉、垫片以及土工布固定在围护结构墙上，防水卷材应进行悬挂预铺，将疏松的板材紧贴相邻已铺设好的防水卷材上，保证其平整、顺直。同时，焊缝采用自动爬行式双缝焊接机进行焊接，并按照“由上到下”的顺序进行。第三，在顶层防水层施工过程中，可以使用聚氨酯涂膜防水层涂刷的方式，不仅要对涂料层的厚度进行严格控制，还应对涂抹次数和用量进行控制。施工人员在结构基层质量验收合格后，应在基层上涂刷聚氨酯防水膜，待其底层风干后，在施工缝、阴阳角等特殊部位涂刷1mm 的防水涂料，随后涂刷一层粘贴增强层，最后涂刷一层大面防水层。

防水工程的质量关系到地铁车站的结构安全和耐久性，对保证地铁的安全运营至关重要。本项目采用以上系统的围护结构施工方案，提高了围护结构的防水效果，为附加防水层的施工提供了良好的基面，为提高车站整体防水效果提供了基础。该站目前已经投入运营，整体防水效果优异，以上围护结构设计和渗漏处理方案可以在富水地區地铁车站中推广。

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