地铁转辙机坑积水原因分析及治理措施研究

2020-07-27何广飞马建社林凡

现代城市轨道交通 2020年7期

何广飞马建社林凡

摘要：转辙机坑积水是地铁行业内普遍存在的难题，准确找到转辙机坑渗水积水原因是治理的前提。探寻转辙机坑渗水积水原因，应综合调查坑外因素、坑内因素，并从水源、渗漏点、渗流路径等进行全方位分析。分析结果表明，渗漏水主要根源是施工中产生的混凝土毛细缝。由此，进一步探索施工阶段工艺改进、既成转辙机坑积水的治理措施，其中核心措施是实现水沟无缝化和采用后置止水钢板。

关键词：地铁;转辙机;机坑积水;治理措施

信号转辙机是地铁运行的重要设备之一，而转辙机坑如有积水会影响信号转辙机的运行环境安全。中华人民共和国交通运输部交运规 [2019] 1号文通知及《城市轨道交通初期运营前安全评估管理暂行办法》已明确规定，“转辙机坑不得积水”。就全国地铁城市而言，一般北方地下水位低的城市很少发生此类问题，而南方沿海沿江等城市多存在转辙机坑积水问题，且从施工阶段到运营阶段都难以治理，几乎成为行业内难题，部分城市采取增设水泵的治理办法，则带来较高的维修成本。为此，本文通过深度调查分析厦门市轨道交通1号、2号、3号线转辙机坑积水情况及积水原因，研究制定了一整套治理措施，并在厦门市轨道交通3号线试验了改进的工艺和既有转辙机坑的治理措施，取得了显著成效。

1 概述

转辙机一般设置在道岔直股侧，并设置2个转辙机坑（图1）。最初的设计方案曾考虑将转辙机坑与附近水沟相连，使转辙机坑内积水排到水沟内，但是由于转辙机的厚度、位置，以及维修空间需求，转辙机坑底标高一般比附近水沟低，如果将附近水沟与转辙机坑连通，则附近水沟积水反而会倒灌入坑内。这样，转辙机坑内积水只能通过人工清理，增加大量的维修成本，或汇水后用特殊泵抽出，但转辙机坑深度浅、积水深度也很有限，水泵发挥作用不佳;另外，1条地铁线一般设有40 多个道岔、80多个转辙机坑，如果增设抽水泵则增加不少成本。鉴于此，在治理转辙机坑积水时，治理渗漏水就成了主要目标。

2 积水原因分析

要治理转辙机坑积水，首先需要找对渗水、积水原因，一般认为底板渗漏水原因居多，但采取底板堵漏后还是存在慢渗水现象，可见转辙机坑渗水、积水原因比较复杂。本文经过深入调查厦门市轨道交通1号、2号、3号线等转辙机坑积水情况，并从“坑内、坑外”对以下4个方面进行分析。

2.1 落水管及站厅层滴水

道岔附近侧墙会间隔设置落水管，主要是汇集站厅层离壁沟积水并排向轨行区水沟。实际中，部分落水管位置布置不当，有的落水管直接引向转辙机坑，有的落水管管口过短，无法将水引导到水沟内，而是排向水沟侧板上，致使水漫至转辙机坑内，这种情况容易发现，只需要根据现场情况改正落水管位置即可;有的转辙机坑正上方站厅层有预留孔洞，站厅层如有积水会从预留孔洞滴落到转辙机坑内，这种情况不多，需要在站厅层增设挡水坎即可。该类情况占比在10%左右。

2.2 侧墙渗漏

转辙机坑附近侧墙结构渗漏，并沿着墙体流水沟侧板进一步漫流到转辙机坑内，这种情况也容易发现，需要对结构渗漏进行堵漏处理即可避免。该类原因占比在10%左右。

2.3 底板渗漏

转辙机坑内结构底板渗漏，返水到转辙机坑内。施工过程中由于现场施工用水、其他部位积水漫流等，底板多有湿泽，不易判别是否存在转辙机坑底板渗漏，加之转辙机坑施工后底板被覆盖，更难辨别，只能在坑内边角连续长时间仔细观察，按照“疑从有”判定采取堵漏处理。该类原因占比在30%左右。

2.4 混凝土毛细缝渗漏

转辙机坑附近水沟内流水通过混凝土接茬的毛细缝渗流到转辙机坑内，这种情况具有较强隐蔽性，最难发现，也是转辙机坑渗水积水的主要原因，占比在50%左右。需要进一步分析深层原因、改进工艺，这是本文研究重点。

3 混凝土毛細缝渗漏及防治措施

3.1 混凝土毛细缝成因分析

混凝土毛细缝渗漏的水源是水沟流水。在水沟与道床、转辙机坑施工过程中，水沟与道床、转辙机坑一般分批分层分段浇筑，第一批浇筑道床（图2 Ⅰ区），第二批浇筑水沟侧方板（图2 Ⅱ区），第三批浇筑水沟沟底（图2 Ⅲ区）。由于分批分层分段浇筑的混凝土体之间结合不密实以及混凝土自然微收缩效应，各部分混凝土之间产生了毛细缝（图2中红色线和蓝色线）。当水沟内积水时，会出现慢渗情况，慢渗路径为：水沟内流水通过水沟与道床之间的毛细缝渗流到底板，再沿着道床与底板之间的毛细缝渗流到最低处的转辙机坑内。

3.2 新机坑积水防治措施

以上分析表明，转辙机坑渗水的主要原因在于机坑分批分段分层施工导致的混凝土毛细缝。由此，新机坑施工阶段的道岔转辙机坑防渗漏水控制思路为：消除混凝土毛细缝，不能完全消除的混凝土毛细缝则采取阻隔渗流路径或封堵的措施，具体如下。

（1）水源治理。优化水沟路径设计，把距离转辙机坑较近的水沟减少减短、提前截流、尽量远离转辙机坑。

（2）界面治理。对于道床与下部结构底板之间出现的混凝土毛细缝，在道岔道床施工前，对结构底板加深加密凿毛（凿毛间距控制在50 mm内、深度控制在10mm内、见新率控制在90%以上），将基底清理干净并涂刷界面剂，在浇筑混凝土前进行专项验收控制，保障基底100%优良。

（3）阻隔渗流路径。道床与底板之间的混凝土毛细缝是渗漏水路径之一，其最佳的治理方式是在转辙机坑和沟槽周边的基底上开10 mm宽50 mm深的槽道，在槽道内植入止水钢板底板，底板外露50 mm，对止水钢板槽沟用强力防水堵漏剂进行嵌缝封堵，止水钢板绕转辙机坑和条形转辙机坑沟槽一圈并焊接形成封闭环形状，之后再进行道床浇筑，这样道床与底板之间的混凝土毛细缝在发生渗流水时就会被止水钢板阻隔（图3红色框部位）。

（4）水沟无缝化。水沟混凝土毛细缝是转辙机坑渗水积水的主因，为此提出2种水沟无缝化方案：①将水沟、道床、转辙机坑三者一次性同步浇筑，水沟采取吊模施工以形成整筑结构，减少浇筑的分层分段，消除水沟与道床之间的混凝土毛细缝（图3蓝色框范围）;② 采用U型水沟结构，为不使水沟因二次浇注形成混凝土毛细缝，第二次浇筑时可将水沟做成独立U型结构（水沟侧墙不再直接依赖道床侧面），并采用吊模方式一次性浇筑成型，即可消除水沟的混凝土毛细缝（图4紫色部分）。

（5）坑内边角补强。止水钢板和水沟无缝化是阻隔渗流水2道主要防线，混凝土毛细缝封堵是最后一道防线。在道岔道床和水沟全部浇筑完成后，应及时对所有坑与基底结合处进行补强防水封堵处理，先用干粉式堵漏剂喷注3次，再用胶体式堵漏剂涂刷3层，形成防水保障（图3绿色框范围）。

3.3 既有机坑积水处理措施

既有转辙机坑由于已施工完毕，道床、水沟以及转辙机坑业已分段分层浇筑实施，混凝土毛细缝业已形成，针对此类转辙机坑，需要重点从水源、混凝土毛细缝的堵漏出发进行治理，具体治理措施如下。

（1）清理。对转辙机坑附近所有水沟内积水和杂物全部彻底清除，将转辙机坑和沟槽内残渣淤泥等彻底清除。

（2）截流。截流的目的是让水流尽量远离转辙机坑，该部位水沟内积水距转辙机坑较近，是渗流的主要来源之一，将该段水沟截流后，就会极大降低转辙机坑渗水（图5蓝色部位）。

（3）坑内底板堵漏。部分转辙机坑内结构底板存在渗漏点的情况，在清理后进行注浆堵漏处理。

（4）水沟混凝土毛细缝封堵。道岔曲股侧的水沟距离转辙机坑沟槽最近，是渗流的第一根源，此段水沟底混凝土毛细缝需要重点强化封堵。采取干粉堵漏剂喷注3遍，再用胶体式堵漏剂涂刷3遍（图5绿色长框部位）。

（5）坑内混凝土毛细缝封堵。处理措施同水沟混凝土毛细缝封堵。

4 结论

（1）转辙机坑积水根源分为坑外原因和坑内原因，坑外原因主要是落水管和墙体渗漏。

（2）坑内积水原因主要在于因分批分层分段施工引起的混凝土毛细缝。转辙机坑积水治理分为既有机坑积水治理和新机坑积水预防治理，新机坑积水预防措施主要是水沟采取无缝化处理，底板混凝土毛细缝采用止水钢板来阻隔渗流路径，在转辙机坑内封堵坑内边角来补强，最后形成3道防线;既有机坑积水治理主要采取截流、水沟混凝土毛细缝封堵、坑内边角毛细缝封堵等治理措施。

（3）厦门市轨道交通3号线采取以上转辙机坑积水防治措施，效果显著，可为同类问题提供借鉴。

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