程利 何旭 盧耐飛
摘 要:隨著我國城市經(jīng)濟水平的提高,城市軌道系統(tǒng)也迅速發(fā)展。據(jù)預算,到2020年,我國將會有40余個城市擁有軌道系統(tǒng)。人們也日益親睞這種安全舒適、快速便捷、節(jié)能減排、較高運量的交通工具,它被稱作“綠色通道”。然而地下工程滲漏水問題很突出,危害巨大且難修復,地鐵工程防水一直是各個國家面臨的一個技術性的難點。本文主要分析了地鐵滲漏水的原因及一些具體的防水方案。
關鍵詞:地鐵工程;防水設計;滲漏水治理;注漿法
0 引言
目前正在大力興建地鐵的城市有:重慶、杭州、沈陽、武漢、蘇州、西安、寧波、青島、鄭州、合肥、長春、長沙、昆明、哈爾濱等。地鐵的運營與建設體現(xiàn)了一個城市的經(jīng)濟水平和青春活力。在它給人們帶來極大便捷的同時不能忽視其潛在的危險——滲漏水。目前不少地下工程發(fā)生過滲漏水事件,由于地鐵是地下結構,如果處理不好防水層就很容易發(fā)生泄露,地鐵運營后如果發(fā)生滲漏水,維修賭漏費用較高,并且會降低結構使用壽命,因為水能腐蝕金屬構件。如果漏水嚴重會使站臺積水給乘客安全帶來威脅,降低了地鐵的可靠性。因此,必須從根本做起,加強地下工程的防水設計與施工,不能走“先完工,后修補”的道路。故本文分析了城市地鐵工程滲漏水的原因,并總結了一些優(yōu)良的治理措施。
1 我國的地下結構防水等級標準
我國地下結構防水等級標準分為1級、2級,其對應的工程地段為地下車站及機電設備集中區(qū)段、區(qū)間隧道及連接通道等附屬的隧道結構,與之匹配的標準為“不允許滲水,結構表面無濕漬”、“頂部不允許滴漏,其他不允許漏水,結構表面可有少量濕漬,濕漬總面積不應大于總防水面積的6‰,單個濕漬面積不大于0.2m2,任意100m2防水面積不超過4處”。[1]
2 地鐵滲漏水的原因分析
(1)砼結構主體滲漏水:①砼結構成型的初期由于地下水過早的侵入導致局部結構自防水失效。②在砼結構初凝前后,由于風等自然因素使其水分快速流失引起伸縮應變會形成裂縫。③水化熱產(chǎn)生的熱應變所引起砼結構的早期開裂。④砼結構外包防水層(防水涂料、防水板等)施工工藝不精細或者防水材料不能達到標準防水質量,導致不密封而滲漏水。⑤地下施工作業(yè)比較困難,如果工人所用施工方法不當、設計不合理或施工質量不精細就很難保證砼的均勻性,連續(xù)性,這就會使結構自防水能力較差。
(2)由于砼結構的變形縫、施工縫、穿墻管等部位處理不當導致滲漏水[2]: ①對于熱力管道,如果不加套管,且施工質量較差很容易破壞防水層導致滲漏。②如果結構施工縫處理不當,會在施工縫處產(chǎn)生過水通道。③模板不牢固且產(chǎn)生縫隙,導致混凝土不密實,容易形成裂縫。
(3)由于施工方法不當,特殊部位處理欠佳造成滲漏。例如:采用蓋挖逆做法在地下作業(yè)時,當樁柱穿過底板混凝土時,若不加強防水或底板防水層不連續(xù),以及樁柱四周混凝土不密實,地下水會沿樁柱根部滲入底板。
(4)其他原因:材料收縮、溫差變形、地基沉降不均勻和施工中的震動等因素也會使結構產(chǎn)生裂縫或滲水通道。
3 地鐵防水及滲漏水治理
地下防水設計的總體要求是“防排結合,防為基礎;多道防線,剛柔并舉;因地制宜、綜合治理”。
(1)對于大面積防水混凝土,可以摻入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑。例如:水泥混凝土的缺點是易收縮,而產(chǎn)生大的空隙,如果加入膨脹劑,膨脹劑水化后結晶生成穩(wěn)定的水化物,填充在混凝土毛孔縫隙中,這就降低了混凝土的空隙率,使混凝土更加密實,抗?jié)B性提高,彌補了混凝土易收縮的致命缺點。
(2)活動縫的滲漏水治理:日本東京是亞洲最早擁有地鐵的城市,其防水設計采用了比較周到的導水溝設計。擁有先進的3S工法治理滲漏水[3]。設計理念是伸縮(spread)、追隨(sealed)、固定(solid)的有機結合,將綜合處理融為一體。
施工程序:施工位置標示、裂縫機械切槽、凹槽按設計成形、清除槽內碎屑、黏結劑涂刷、嵌入填充材料、面層材料施工、恢復原裝飾層最后完工驗收。
(3)高聚物注漿法:高聚物注漿法是一種較為實用的方法,利用高聚物的膨脹性可以改善地基沉降不均勻。另外一些高聚物材料具有抗?jié)B性好、柔韌性好、不易開裂等特點,可用于封堵結構縫以保護內部的鋼筋免遭腐蝕,也可用于封堵活動縫。
(4)泡沫橡膠管塞縫法[3]:2010年,深圳大學張道真教授介紹了一種泡沫橡膠管塞縫工藝,可在管中充氣,使其在寬度多變的活動縫中保持密封止水狀態(tài)。
(5)合理設計水灰比。減少水泥的用量,水泥用量不超過280kg/m3,增加優(yōu)質粉煤灰,其含量不低于凝膠材料的30%,或者增加其他水硬性凝膠材料如磨細礦渣比例。合理設計水灰比可以提高水泥混凝土的強度,確?;炷恋馁|量。
(6)由于施工縫部位防水能力較差,底板的混凝土應連續(xù)澆灌,應盡量不設施工縫,墻體一般只允許設水平施工縫,不得設垂直施工縫,垂直施工縫應與變形縫相結合且避開地下水和裂縫較多的地段[4]。
(7)另外,也應該注意結構的防腐蝕[5],因為這也會對結構滲漏水提供有利條件。為防止土壤中的微生物腐蝕地下結構,可以在施工周圍的土壤中加入抑菌物質,這樣可有效抑制微生物生存?;炷两Y構也應該防止電腐蝕。在國外,整個結構均用瀝青卷材全部包裹圍護。而北京地鐵系統(tǒng)是采用玻璃布油氈全包的方法。
地鐵防水工程具體施工方案很多,可以根據(jù)當?shù)氐刭|情況,針對不同地段并考慮經(jīng)濟合理性選取最優(yōu)治理方法。
4 結語
在我國的目前城市尤其是大城市日益擁堵的現(xiàn)狀中,城市地鐵工程已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用,緩解了交通擁堵,提高了人們的工作效率。做好防水工作是人們安全保障的第一步,地鐵防水工程是一個系統(tǒng)的工程,涉及到選擇合格的防水材料、結合經(jīng)濟合理的設計方法、進行嚴格施工管理等很多個方面,只有各個方面的努力配合才能達到較長的防水耐用年限和使用功能。
參考文獻:
[1]龔克崇.地基基礎與地下防水工程[D].中國建筑工業(yè)出版社,2004(11).
[2]北京土木建筑學會.地下防水工程施工操作手冊[D].經(jīng)濟科學出版社,2004(12).
[3]薛紹祖.地鐵系統(tǒng)結構防水劣化與修繕[D].經(jīng)濟科學出版社,2011.
[4]沈春林,周俊,李芳等.地下防水設計與施工[D].化學工業(yè)出版社,2006(07).
[5]薛紹祖.地下建筑工程防水技術[D].中國建筑工業(yè)出版社,2003.