地铁车站结构缝渗漏成因及防治处理技术

交通世界TRANSPOWORLD
收稿日期：2020-01-13
作者简介：张发其（1985—），男，工程师，从事轨道交通工程施工工作。

地铁车站结构缝渗漏成因及
防治处理技术
张发其
（中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京100040）
摘要：针对地铁车站结构裂缝导致渗漏的问题，从化学与物理作用等方面分析裂缝成因，提出相应的防治措施，包括结构
设缝要求、接缝防水、裂缝渗漏整治、钢筋锈蚀整治及补强修复等，以期提升地铁车站的耐久性，为地铁线路的稳定运行提供保障。

关键词：结构裂缝；渗漏；施工缝中图分类号：U231.94文献标识码：B
0引言
城市的持续发展，促使轨道交通工程规划、设计、施工等层面的技术水平都得到了显著提升。

但从实际情况来看，我国地铁车站防水工程在实际应用中依然存在诸多问题，常伴随有结构渗漏的问题，给主体结构造成不良影响[1]。

鉴于此，分析结构渗漏原因并提出可行的防治措施极具必要性。

1防水要求
车站主体及其各类附属结构都对防水性能提出较高要求，均需达到一级防水标准，后续使用中不可出现渗水现象。

顶板部分施工作业，以单组分聚氨酯防水涂料为宜，形成2.5mm 厚的结构层后再增设1mm 厚的PE 薄膜，用铺设细石混凝土的方式形成厚度为100mm 的保护层。

采取复合式地下结构形式，侧墙与底板使用自黏胶膜防水卷材（根据实际情况采取保护措施，且所用材料厚度≥1.5mm ），考虑到整体质量，在设置卷材胶料后需增设颗粒保护层，所用材料为细石混凝土。

2结构裂缝成因分析
2.1化学作用
结构裂缝是较为典型的病害，引发此问题的化学原因可归结为以下两点。

（1）钢筋锈蚀。

在多重因素的持续作用下，原本包裹钢筋的水泥材料性能受到影响，出现了孔隙比增大的情况，大量空气与水进入其中，致使钢筋出现氧化反应，经过一段时间后钢筋出现锈蚀，强度与硬度下降，不具备优良的承重能力，表面水泥易出现膨胀现象，且墙体处的水泥还伴随有不同程度的开裂甚至脱落[2]。

（2）碱骨料反应。

水泥等材料会与混凝土孔隙中的大量液体发生明显的相溶现象，若后续混凝土发生硬化，产生的反应物将持续吸入外界水蒸气，体积逐步膨胀，最终表现为墙体受损[3]。

2.2物理作用
（1）收缩裂缝较为细小，走向缺乏规律性。

受施工工艺的影响，在施工方法、水灰比设计、拱背回填等多个环节若缺乏合理的工艺方法，将产生结构裂缝。

若拆模时间偏早，使得混凝土尚未达到设计强度便处于受力状态，则易出现裂缝。

此外，混凝土存在一定程度的干缩与冷缩现象，加剧了裂缝的产生。

（2）水泥掺水后经过充分搅拌形成泥浆，这一阶段将出现水化现象并释放大量的热，尽管表面热量可以快速散开，但内部依然会聚集大量热量，产生热量差后将出现明显的应力，最终产生温度裂缝。

（3）纵向裂缝的成因主要与拱荷载不当有关，不具备与衬砌及围岩稳定结合的能力，或是拱腰内缘出现了由压变拉等情况，均会引发纵向裂缝。

拱腰边缘会出现明显的拉裂现象，拱顶内边缘表现出断裂等问题。

根据工程经验，衬砌拱腰处易出现预先开裂的现象，随之产生纵向裂缝。

此外，当拱顶内缘受到压缩后开裂，拱顶外缘也随之产生纵向拉伸裂纹。

（4）脱模时间偏早，混凝土难以达到稳定状态，在缺乏足够硬度的情况下便承受了较大的外力，或是施工缝未得到及时处理，也容易出现结构裂缝。

3结构缝防水
3.1结构设缝要求
（1）在1/4~1/3柱跨处设置环向施工缝，间距为12~
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总533期
2020年第11期（4月中）
16m 。

（2）合理调节墙体水平施工缝的位置，不可设置在剪
力最大处，亦不可置在底板与侧墙交接区域，较为可行的是设置在腋脚顶500mm 墙体上。

根据现场施工情况，若墙体存在预留孔洞，施工缝与之形成的间距至少需达到300mm 。

（3）垂直施工缝不可设置在地下水和裂隙水较为丰富的区域。

（4）关于水平施工缝的施工作业，在浇灌混凝土之前要做好清理工作，将表面浮浆及各类杂物清理干净，刷涂适量界面剂，铺设1∶1的水泥砂浆，形成厚度为30~50mm 的结构层，结束上述作业后可浇灌混凝土。

（5）车站变形缝宜设置在通道、风道接口处，宽度一般为20mm 。

（6）膨胀加强带需沿车站纵向依次设置，间距为30~60m ，带宽为2m 。

（7）处理施工缝表面所用的界面剂材料以水泥基渗透结晶型防水材料为宜。

（8）凿毛与清理是垂直施工缝浇灌之前的必备工作，随后在该处均匀刷涂界面剂，无误后方可浇灌混凝土。

3.2接缝防水措施
（1）施工缝。

合理设置遇水膨胀止水胶（条），其应当与接缝表面紧密贴合，材料的缓胀性能要足够好，7d 净膨胀率需在最终膨胀率的60%以内。

部分施工缝设置在车站与附属结构接口处，可使用进口水泥基渗透结晶型防水涂料，根据现场实际情况，用量控制在1.5kg/m 2左右。

（2）变形缝。

基于变形缝的基本特点，可使用中置式钢边橡胶止水带进行防水，或是通过预埋注浆管等方式加以处理。

设置不锈钢接水槽后，可以汇集渗水并将水转移到车站侧沟处。

车站与区间的连接区域会形成变形缝，该处的变形差应≤5mm 。

图1所示为变形缝防水构造图。

（3）穿墙管。

引入套管式防水法，完成穿墙管的施工
图1变形缝防水构造图（单位：mm ）
保护层或围护结构
防水加强层防水层牛皮纸隔离层
外贴式止水带现浇防水混凝土侧墙
变形缝衬垫板
密封胶
预埋F 42mm 不锈钢注浆管@3000
平时管口封堵
50~100
1mm 厚不锈钢接水槽
迎水面
450
450
100
100
作业，同时套管处需要增设止水环。

（4）抗拔桩。

根据抗拔桩的不同位置采取针对性处理措施。

使用遇水膨胀止水胶对桩头钢筋根部进行密封。

关于桩头的防水处理，首先要刷涂水泥基渗透结晶型防水涂料，在此基础上再刷涂一道环氧浆。

针对各个拐角处，可预埋注浆管。

（5）膨胀加强带。

完成待施工区域的混凝土浇筑施工后28d 再次浇筑，在此期间需采取防护措施，不可出现钢筋被污染或践踏现象。

为确保膨胀加强带的浇筑质量，需在施工前清除杂物、砂石等，做好混凝土截面的凿毛作业，用清水冲洗，使其处于湿润状态（持续时间至少为24h ）。

浇筑作业完成后，需在表面刷涂水泥基渗透结晶型防水
材料。

（6）车站与预留接口产生的接头区域所有辅助防水层都采取收口处理措施，并通过辅助材料达到过渡连接的效果（要求所用材料与两边相容）。

3.3裂缝渗漏整治
裂缝渗漏整治流程如下：清理裂缝处的异物→凿除破碎混凝土→高压水冲洗，并去除钢筋锈蚀部分→预埋压浆嘴（数量以1~2个为宜）→封堵→检验封堵材料强度，通过压力灌注的方式填入结构胶（注浆压力以0.3~0.4MPa 为宜）→检验材料强度（需达到0.2~0.6MPa ）→完成压浆作业→静置一段时间使胶体固化→割断压浆嘴并辅以养护措施。

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3.4钢筋锈蚀整治
将松动混凝土和残留的油污清理干净，于表面喷涂黏结剂，经一段时间后待混凝土表面若达到干燥状态，即可刷涂第二遍，待再次干燥后刷涂第三遍，然后选取具有较高强度的结构修补剂进行喷射，最后养护。

3.5补强修复
（1）顶板：全面清理界面，通过打磨的方式使其平整，刷涂适量底胶，刮腻子并使其足够平整，粘贴芳纶纤维布，经过一段时候后待底胶完全干燥，再刷涂芳纶专用胶，做好养护工作。

（2）侧墙：深度清理裂缝表面灰尘，做好钢筋除锈工作，根据现场实际情况设置钢筋网，选取快干型封胶缝并将其均匀刷涂至接缝处，设置灌浆器，检验封缝胶状态，待有效凝固后向其中灌注树脂，当其达到固化状态后，及时将灌浆器拆除，对表面进行清理并养护。

（3）道床混凝土裂缝：沿裂缝方向依次凿除混凝土道床，此项操作的深度需达到底板处，于裂缝的两侧开设斜孔，以免埋入注浆管，为后续注浆施工作业提供支持。

当浆液达到固化状态后，可将注浆嘴敲掉并辅以适当的养护措施。

4结语
综上所述，本文对地铁车站结构裂缝的具体成因加以分析，提出了防治渗漏的可行方法，有助于提升地铁结构的耐久性。

在城市化进程的大背景下，地铁建设规模将逐步扩大，对地铁施工与养护也提出了更高的要求。

因此，需要积极探索地铁车站结构裂缝和渗漏问题的处治方法，为地铁线路的稳定运行提供保障。

参考文献：
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