韋東芳
(廈門興海灣工程管理有限公司, 福建 廈門 361000)
地鐵工程多處于地下,防水要求高,施工難度大,影響因素多,防水施工不易控制,地鐵滲、漏水現象較為普遍,地鐵防水及滲漏水治理已成為國內地鐵建設的普遍難題。同時,地鐵滲漏水對地鐵建設及運營影響巨大,一方面地鐵滲漏水需要花費大量人力、物力進行修補,增加地鐵建設成本;另一方面地鐵滲漏水影響地鐵使用壽命,影響乘車環(huán)境,給車站帶來質量隱患;地鐵開通運營期間滲漏水產生龐大的維修費用,增加地鐵運營成本。地鐵防水控制成為地鐵質量控制的重中之重。
福州軌道交通6 號線3 標在建設過程中,結構存在不同程度的滲漏水情況。滲漏原因不僅與地下工程周邊地質水文環(huán)境、結構埋深、防水設計、防水材料等有關,還與結構混凝土性能、施工工藝、工程管理等有關。根據工程的結構滲漏水情況,對結構滲漏現狀及原因進行了詳盡分析。
1.車站及明挖區(qū)間滲漏
(1)結構裂縫滲漏
主要指結構表面裂縫,在車站結構的底板、側墻、中板、頂板均有存在。側墻裂縫主要為豎向裂縫;頂板裂縫大多從兩側腋角處開始,向頂板中部延伸,大多分布在頂板兩側腋角范圍內,此部份裂縫出現的時間主要集中在拆模后1~2 個月左右以后并在后期產生滲漏水的情況。
(2)接縫位置滲漏
施工縫、變形縫、后澆帶是結構防水薄弱環(huán)節(jié),豎向、環(huán)向、水平施工縫中的20%~60%存在不同程度的滲漏水,滲漏沿縫方向。
(3)治理后仍存在滲漏
盡管滲水部位經過滲漏處理后得到改善,個別位置仍存在滲漏,通常表現為濕漬、或者滴漏。
2.盾構區(qū)間滲漏
(1)管片自身滲漏
管片自身滲漏表現在裂縫滲漏及螺栓孔滲漏:裂縫長度一般小于1.5m,寬度0.1~0.3mm,呈不均勻分布;螺栓孔則是沿孔滲漏。
(2)管片接縫滲漏
接縫滲漏一般沿接縫發(fā)散分布,呈不均勻狀;濕漬較多,其約占滲水情況的50%~70%。
(3)聯(lián)絡通道滲
聯(lián)絡通道滲漏普遍存在,滲水主要在聯(lián)絡通道與鋼管片連接處,沿接縫分布。濕漬、滴漏、線漏都存在,滴漏、線漏較為普遍,聯(lián)絡通道結構本身滲水情況較少。
3.特殊部位滲漏
(1)離壁溝滲水
離壁溝內積水后,由于排水不暢,部分區(qū)域水從離壁溝沿中板地磚滲漏至下一層,水滴滴到站臺或設備用房內。
(2)洞門處滲水
洞門滲水普遍存在,沿接縫呈不規(guī)則滲漏,長度多為3~5m,寬度為0.1~0.3mm。
1、滲漏特點
(1)普遍性:車站主體結構、盾構區(qū)間等部位均出現滲漏水情況,滲漏水呈普遍性。
(2)反復性:車站滲水容易出現反復,個別裂縫隨著季節(jié)變化反復漏水,滲漏位置表現為隔季滲水,滲水在及時治理后,不再滲漏,而部分位置則會隨著時間推延出現反復,再次滲漏。
(3)環(huán)境性:由于地表水系較為發(fā)育,沿線路走向穿越的江河,地下結構多處于富水砂層,施工難度大,防水困難,稍處理不當極易造成結構滲水,且難以治愈。
(4)發(fā)展性:很多滲漏點隨時間推延而發(fā)展,由最初的濕漬發(fā)展為點漏,點漏發(fā)展為線漏,滲漏發(fā)展明顯。
(5)季節(jié)性:由于夏季高溫炎熱,期間澆筑的混凝土,其結構裂縫數量明顯多于其他季節(jié)。除此,車站混凝土結構冬季收縮量大,滲漏點較多,梅雨季節(jié)也會普遍出現滲漏點增多現象。
2、滲漏程度
結構表面有陰濕的為濕漬;結構表面形成明水有水滴的為滴漏;結構表面形成明水,形成線性滴漏的為線漏。
1、材料方面原因
(1)混凝土質量: 混凝土外加劑使用前,未進行試配和試驗檢驗,未復驗其與水泥的相容性,同時存在過期失效,產品不合格現象;混凝土攪拌中未嚴格控制其摻量。配合比設計不夠規(guī)范,氣候變化等因素,使砂石含水量有偏差,影響配合比的選用。混凝土運輸時間過長,塌落度損失過大,易產生離析現象,不能滿足施工技術要求。有時,施工人員任意向攪拌車加水,導致混凝土質量受到影響。
(2)防水材料的原因:防水材料未進行有效檢驗,不合格,貯存過程中出現損壞,導致材料防水功能失效,達不到設計防水要求。
2、施工方面
(1)防水層施工
防水層施工前,作業(yè)人員未做好混凝土基面處理:存在松動、起皮、起砂、凹凸不平;還有,基面雜物、油污、明水、鋼筋頭未處理干凈,陰陽角未做圓弧處理等;防水層施工過程中,防水涂料用量及厚度未達到設計要求,防水隔離層鋪設不合格,混凝土保護層澆筑后未及時進行保濕養(yǎng)護。
(2)混凝土澆筑工藝
a.澆筑方法
現場澆筑混凝土過快或過慢、澆筑順序不當、現場壓車等都會造成混凝土質量降低,引起后續(xù)結構產生裂縫;現場振搗時,振搗棒插入不當,漏振、過振或振搗抽撤過快,都會影響混凝土的均勻性和密實性,誘導結構裂縫發(fā)生。
b.混凝土養(yǎng)護
混凝土澆筑完成后,未及時對混凝土表面進行覆蓋及灑水養(yǎng)護,或在不同的季節(jié)與氣候環(huán)境下,使用不當的養(yǎng)護方式,造成混凝土內外溫差過大而產生裂縫。
(3)接縫處理
施工縫未鑿毛處理,新舊混凝土結合欠密;接縫止水鋼板安裝不準確、焊接不密,或未清理干凈止水鋼板上的雜物、油污;變形縫、誘導縫的中埋式、外貼式止水帶未校正位置,表面未清理干凈,出現破損;還有,接縫處混凝土澆搗不充分,出現空鼓、氣泡等情況,都會造成接縫防水失效。
(4)特殊部位
離壁墻基座施工前,混凝土表面未清理灰塵、雜物,鑿毛及沖洗,防水涂料涂刷不規(guī)范;地漏處預埋鋼套管的軸線、標高偏差,造成排水不暢,易積水,除此,離壁溝內預留漏水孔過少,溝內未做好排水坡度,雜物較多,也易造成其排水不暢,導致車站滲漏水。
(5)區(qū)間施工
a.管片結構
在管片生產過程中,設置密封墊的溝槽部位混凝土不密實,有水泡、氣泡等缺陷,管片拼裝完成后,水繞過密封墊,由水泡、氣泡孔處滲漏。管片水養(yǎng)時間過長,導致后期容易失水開裂造成滲漏。
b.管片止水條脫落破損
管片運至施工現場后,由人工進行止水條的鑲嵌,部分止水條安裝不牢固,吊運過程中松動、破損,拼裝過程中的磕碰,使止水條脫落或斷裂,密封墊也沒有形成閉合的防水圈。
c.管片安裝:管片間錯位,相鄰管片止水帶未能吻合壓緊;管片與盾構間空隙較大且不均勻,注漿填充效果差,易導致注漿難以密實,管片安裝后上浮、側移、破損,引起滲漏。
4、環(huán)境方面
混凝土結構澆筑過程中,天氣發(fā)生異常,如氣溫驟降、突遇暴雨、暴雪等情況,強行施工,導致混凝土質量缺陷。外包防水層施工前,未關注天氣。若遇天氣突變,造成防水材料失效,防水層施工質量存在缺陷。防水材料涂刷后在暴曬的情況下易形成氣泡,且易破裂,整體防水存在局部漏洞;在嚴寒時,防水材料脆化,易開裂,使得外包防水效果差。
1、接縫改進措施
(1)變形縫處中埋式可注漿式鋼邊橡膠止水帶在安裝時,通過模板+Ф8 號鋼筋進行支撐加固,采用與止水帶安裝要求一樣的彎折鋼筋在下部進行支撐、并與勾筋進行焊接后懸掛于環(huán)向主筋上,使止水帶的鋼邊向上傾斜,在澆筑過程中不會發(fā)生移位,達到止水帶的高效防水效果。
(2)模板加固過程中,加固元件禁止對已完成防水工程造成傷害;所有模板拼縫進行一次細致檢查,防止墻體模板根部出現漏漿、爛根現象;墻模安裝前,在底板上根據放線尺寸貼雙面膠條,做到平整、準確、粘結牢固,以保證模內商品混凝土面的光滑平順;側墻模板閉合后,使用密封膏進行二次封堵。
2、離壁溝改進措施
離壁墻基座的下端50mm 與結構板同期澆筑、并預留鋼筋,避免將離壁溝的施工縫留置在結構板面上,造成滲漏隱患,并在施工上層離壁溝結構時涂刷水泥基滲透結晶防水涂料,涂刷均勻無死角。
3、聯(lián)絡通道改進措施
聯(lián)絡通道施工時,在鋼管片與聯(lián)絡通道底板相接的位置,焊接一道止水鋼板,使聯(lián)絡通道與區(qū)間隧道形成更好的密閉空間,加強防水效果。
4、洞門位置改進措施
施工時可在預埋鋼環(huán)外側焊接止水鋼環(huán),調整洞門環(huán)梁的箍筋配置,可以有效制止鋼環(huán)與混凝土接縫的滲漏水。
地鐵隧道滲漏水治理應遵循“防、排、截、堵相結合,剛柔相濟,因地制宜,綜合治理”的原則,采取“先堵后疏、大漏變小漏、線漏變點漏、片漏變孔漏”的治理方式、最終達到“不漏”的目的。
1、滲漏水治理階段劃分
通過對6 號線3 標滲漏治理總結,滲漏水處理可分為3 個階段:
(1)拆模初期:對拆模后發(fā)現的裂縫進行記錄,包括位置、走向、寬度、大小、滲漏水情況等,并備有影像資料;記錄的裂縫需定期進行觀測,注意裂縫、滲漏水的發(fā)展情況。
(2)初次治理:待結構基本穩(wěn)定且混凝土達到設計強度后,對滲漏水情況趨于穩(wěn)定的裂縫進行初次治理;治理按照制定的滲漏水專項治理方案和標準進行治理。
(3)二次治理:對于進行過初次治理的裂縫跟蹤觀測,看是否存在再次滲漏。對于再次滲漏的位置進行記錄,分析原因,再次治理,必要時調整方案。
2、滲漏水治理前期調查
滲漏水處理前,對滲水點進行調查,搜集下列資料:
(1)工程地質縱橫剖面圖及工程地質、水文地質資料等;
(2)工程開挖中工作面的巖性、巖層產狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等;
(3)工程襯砌類型、厚度、防水方式等;
(4)工程滲漏水的位置、裂縫寬度、滲漏形式、水量大小、水質、水壓等。
(5)資料收集完成后進行歸檔并建立臺賬和基礎資料庫。根據調查的情況,主要對裂縫寬度和滲漏水量進行分類。
3、滲漏水處理的基本要求
(1)治理前,應掌握工程原防、排水系統(tǒng)的設計、施工、驗收資料。
(2)治理施工時,應按先頂(拱)后墻最后底板的順序進行,盡量少破壞原有完好的防水層。
(3)有降水和排水條件的地下工程,治理前,應做好降水和排水工作。
(4)治理應選用無毒、低污染的材料。
福州地鐵6 號線建設過程中,地鐵防水控制始終作為地鐵建設質量控制的重點。在充分借鑒國內其他城市地鐵防水施工的成功經驗的同時,結合福州地層的特殊性,根據“以防為主,防治結合,綜合治理”的原則,從源頭抓起,強化過程管理,落實各項機制,始終把“防”放在地鐵防水的第一位,通過對產生地鐵滲漏水原因的深入分析,從設計方案到施工工藝,從原材料控制到過程管理,從現場把關到驗收控制,層層把關,“步步設防”,全面做好福州地鐵建設的防水工作。在各參建設單位的共同努力下,地鐵6 號線防水施工取得了較好的效果。
通過積極總結6 號線建設過程中的成功經驗,吸取過程中的教訓,努力摸索出一套適合福州地鐵的防水控制方法,為福州地鐵后續(xù)線路的建設提供有力的技術支撐,同時為國內其他城市地鐵防水施工提供參考。