《福建省城市轨道交通工程渗漏水治理技术规程》编制解析

2019-08-15 08:43江道镨
福建建筑 2019年7期
关键词:止水带福建省轨道交通

江道镨

(1.福建省建筑科学研究院有限责任公司 福建福州 350108; 2.福建省绿色建筑技术重点实验室 福建福州 350108)

1 规程编制背景

近年来,随着国家大力推进城市轨道交通工程建设,据相关资料报告截至2018年年底,中国大陆地区(不含港澳台)共有35个城市开通城市轨道交通运营线路185条,运营线路总长度5761.4km。福建省福州城市轨道交通1号线一期工程2016年已建成运营,2号线也在2019年4月底正式运营;厦门城市轨道交通1号线也于2017年年底全线建成运营,泉州、武夷山等城市轨道交通工程项目正在加快推进前期工作。城市轨道交通拓展了城市发展空间,缓解了城市交通拥挤问题,目前已成为现代城市居民出行的主要方式。

俗话说“十隧九漏”,城市轨道交通工程因为大部分结构在地下或者在隧道里,渗漏成了城市轨道交通工程最普遍的一种病害。对福建省城市轨道交通工程渗漏水现象进行调查表明,轨道交通工程渗漏水现象主要集中分布在结构裂缝部位、施工缝、诱导缝、车站与隧道连接部位、车站主体与附属连接部位变形缝、盾构隧道管片纵环缝及预埋件、螺栓孔、管道根部等部位(图1~图6)。渗漏现象主要表现为混凝土表面湿渍、滴漏、线流及漏泥等,形态上有点渗漏、线渗漏及面渗漏。从渗漏水分布严重情况来看,车站渗漏水情况好于暗挖区间,盾构隧道渗漏水情况好于车站。这些渗漏中,结构裂缝及施工缝、变形缝、诱导缝渗漏较为普遍,根据参考文献[1],裂缝、施工缝、变形缝及诱导缝的渗漏占轨道交通工程渗漏总数的90%,渗漏现象一般呈带状,长度较长;裂缝渗漏主要在内衬墙面、中板、顶板部位,大部分裂缝靠近侧墙与中板、顶板相交的部位,形成距离较长的裂缝渗漏带。

图1 顶板板底裂缝

图2 顶板板底施工缝开裂

图3 侧墙变形缝处渗漏

图4 侧墙施工缝处渗漏

图5 侧墙裂缝处渗漏

图6 隧道管片环向接缝处渗漏

如何进行城市轨道交通工程渗漏治理、杜绝渗漏水对工程质量产生严重危害通病的发生,是城市轨道交通建设和使用过程中面临的难题,《福建省城市轨道交通工程渗漏水治理技术规程》就是基于以上这些背景下立项编制。

2 规程要点解析

2.1 治理原则

基于渗水形式千变万化,不同地区的城市轨道交通工程具有不同的特点,渗漏水治理是一个综合治理过程。本规程编制提出在渗漏治理时采用“以堵为主,因地制宜,多道设防,综合治理”的原则。

轨道交通工程渗漏治理的主要原则——“以堵为主”,尽量在治理中少用“排”,因为在实践堵漏工程中,结构的排水措施及位置都已经完成并确定,较难增加其他排水通道。但在实际工程中仅通过“堵”往往不能彻底解决渗漏问题,在具备排水条件时,还是可以充分利用排水系统减少渗漏量。对于这点,本规程未解答,但实践中可根据具体情况去做。“因地制宜”主要针对具体的渗漏问题,允许该治理工艺因时、因地根据渗漏的缘由可能有所不同而采取不同的治理方法。“多道设防”是保证防水工程可靠性的必要措施。“综合治理”就是在渗漏治理过程中不仅仅要满足达到治理部位不渗不漏,还要将工程看作一个整体,综合运用各种技术手段,达到渗漏治理的目的。总之,本规程是针对常见的渗漏问题给出了一些典型的治理措施,使用本规程时可灵活运用。

2.2 治理后的防水等级要求

规程要求城市轨道交通工程渗漏水治理施工前,应根据渗漏水治理设计方案以及相关防水技术规范编制专项实施方案,按规定组织论证,治理方案要能够适应渗漏部位结构及环境要求,并应进行技术和安全交底。渗漏水治理必须在监理、建设单位或运维方的监督下进行,对每道工序、每个部位进行质量检查和现场监督,发现问题及时督促整改。已完成渗漏治理的部位应采取保护措施。

城市轨道交通渗漏水经治理后的渗漏部位,防水能力应达到原结构设计的防水等级要求,并考虑适当提高,任意100m2防水面积上的湿渍不应超过2处,与《福建省城市轨道交通防水工程技术规程》(DBJ/T13-288)[2]的2处相协调一致;同时,对治理过的工程要求不允许出现渗漏量,即去除《福建省城市轨道交通防水工程技术规程》(DBJ/T13-288)平均渗漏量不应大于0.05L/m2·d,任意100m2防水面积渗漏量不应大于0.15L/m2·d的规定。

2.3 渗漏检测评估

规程要求在渗漏治理前要进行渗漏调查,并明确渗漏水调查的内容,渗漏治理前应收集的技术资料。而渗漏水如何进行检测及评估,规程要求渗漏水量的检测结果评定应符合《福建省轨道交通防水工程技术规程》(DBJ/T13-288)轨道交通工程防水等级的要求。渗漏检测评估报告宜包含以下内容:

(1)渗漏水治理前,应结合现场调查结果和收集到的技术资料,从设计原因、混凝土材料缺陷、施工质量、使用维护不当及环境变形侵蚀影响等方面综合分析渗漏的成因,并提出书面报告。

(2)渗漏水治理前,应结合现场调查结果,对渗漏严重情况进行分类评估。

(3)分析渗漏点的水质、混凝土性能状态情况,评估其对结构承载能力和耐久性的影响。

(4)对渗漏可能影响结构正常工作的构件,评价其在下一次检查之前的退化情况;对具有潜在退化可能的构件,提出相应的养护及处理措施。

2.4 材料要求及选用

城市轨道交通工程具有独特性,对渗漏治理的材料要进行选用,部分材料要采取限制范围使用。因此,规程要求材料进场,应按规定进行见证取样复检,封闭材料、灌浆材料、刚性防水材料及柔性防水涂料应符合相关规定。

聚氨酯灌浆材料遇水会反应并发泡[3],如果在贮存过程中遇水接触,则会由于提前反应而丧失使用性能。丙烯酸盐灌浆材料固结体凝胶的抗压强度较低,且会失水收缩。因此,车站、区间永久性结构渗漏治理工程不宜使用丙烯酸类、聚氨酯类注浆堵漏材料。此外,环氧树脂灌浆材料固化速率较慢,水流速度过大则容易被水带走,因此不能被用作注浆止水材料。

水泥-水玻璃双液注浆材料存在耐久性不好的缺点,在《隧道工程防水技术规范》(CECS 370-2014)[4]及新版《地下工程防水技术规范》[5]中规定:水泥水玻璃双液注浆材料不得用于永久性工程防渗堵漏。鉴此,本规程条文中明确规定,车站、区间永久性结构渗漏水治理工程严禁使用水泥-水玻璃材料。

2.5 地下车站渗漏治理

明挖法车站的防水工程,以混凝土结构自防水为主,以接缝防水为重点,并在结构迎水面设置柔性全包防水层或半包柔性防水层加强防水。

矿山法车站迎水面主体结构,采用防水混凝土、复合式衬砌半包防水做法,设置防水注浆系统,同时根据工程需要在变形缝等特殊部位设置防水分区系统。

地下车站因为在地面以下长期与水接触,水流很容易透过防水层薄弱环节如变形缝、施工缝进入等发生渗漏。地下车站渗漏治理的重点,是对混凝土裂缝、接缝处位置的渗漏进行治理。

本规程根据对福建省城市轨道交通工程渗漏水现象的调查结果,从裂缝、变形缝、施工缝、大面积渗漏、孔洞或蜂窝、麻面渗漏、地下连续墙连接处等方面对渗漏治理要求进行规定。

(1)混凝土裂缝渗漏治理时,沿裂缝走向开槽并用速凝型无机防水堵漏材料直接封堵渗漏水,是一项传统的堵漏工艺。止水后,在凹槽中嵌填、涂刷或抹压含水泥基渗透结晶型防水材料的腻子、涂料或砂浆;斜向钻孔有利于横穿裂缝,使浆液沿裂缝面流动并反应固化,快速切断渗漏通道。由于建筑工程混凝土地下结构的厚度相对较薄,规定钻孔垂直深度超过混凝土结构厚度的1/2,一方面是为了防止注浆压力对结构的破坏,另一方面确保将浆液注入结构中。

(2)变形缝渗漏的原因,主要有止水带固定不牢导致浇筑混凝土时偏离设计位置、止水带两侧混凝土振捣不密实及止水带破损等。为了解决变形缝渗漏治理后出现的复漏,采用在背水面安装止水带这一途径。粘帖内置式密封止水带及螺栓固定内置式密封止水带[3]如图7~图8所示。

当采用胶粘剂粘贴内置式密封止水带时,应先涂布底涂料,止水带在变形缝两侧基层上的粘结宽度均不应小于50mm。

当采用螺栓固定内置式密封止水带时,宜先在变形缝两侧基层中埋设膨胀螺栓或用化学植筋方法设置螺栓,螺栓间距不宜大于300mm,止水带在变形缝两侧基层上的粘结宽度各不应小于100mm。

对于不明原因或受现场施工条件限制而无法止水的变形缝,可通过设置排水装置的方法避免渗漏水对结构内部造成更大的不利影响。

图7 粘帖内置式密封止水带

图8 螺栓固定内置式密封止水带

(3)本规程考虑到降水井顶部也常出现渗漏,对降水井顶部的渗漏防治也进行规定。

(4)对预埋件、螺栓孔渗漏、管道根部的渗漏宜先止水、再设置刚性防水层,必要时可设置柔性防水层。对于受振动而造成预埋件周边出现的渗水,宜凿除预埋件,将预埋位置剔成凹槽,将替换的混凝土预制块表面抹防水层后,固定于凹槽内,周边应用速凝材料嵌填密实,分层抹压聚合物水泥防水砂浆防水层至表面齐平。为了增强材料的整体拉结、抗振动变形能力,同时在水泥砂浆层铺设纤维增强材料。

2.6 区间隧道渗漏治理

盾构法隧道中管片接缝众多,是渗漏高发部位,也是渗漏治理的重点。明挖法、矿山法施工区间隧道进出洞门段、隧道与联络通道相交部位,也是防水的重点。明挖法、矿山法施工区间隧道、盾构法区间隧道内的联络通道、泵房、中间风井等主要是采用现浇混凝土结构,该部分的渗漏可以按照本规程车站混凝土结构渗漏的规定进行治理。矿山法区间隧道防水实施效果不佳区段,还可利用原纵向防水分区预留在拱顶、拱腰、仰拱的注浆孔和注浆管,对该区段的防水板与二衬迎水面之间进行注浆补救治理。

3 规程编制过程中存在问题的处理情况

3.1 本规程与国家标准的协调性

本规程的编制应与《地下工程渗漏治理技术规程》(JGJ/T 212-2010)相协调,《地下工程渗漏治理技术规程》(JGJ/T 212-2010)[3]治理技术,分为现浇混凝土结构渗漏治理、预制衬砌隧道渗漏治理及实心砌体结构渗漏治理章节,主要是混凝土结构、预制衬砌隧道结构及实心砌体结构的渗漏水治理。本规程在制定过程中考虑到福建省轨道交通的具体情况,将渗漏治理技术分为地下车站渗漏治理、区间隧道渗漏治理两个章节。

地下车站按施工方法分为明挖法车站、矿山法车站,渗漏水治理均以混凝土裂缝、接缝处位置的渗漏为重点进行治理。

区间隧道按施工方法分为明挖法、矿山法及盾构法施工。明挖法、矿山法施工区间隧道渗漏,主要根据渗漏部位、渗漏现象按现浇混凝土结构的技术进行治理,盾构法区间隧道渗漏治理主要是按预制衬砌隧道结构的渗漏治理方法进行。

总之,本规程在编制过程中,既参考了《地下工程渗漏治理技术规程》渗漏治理相关技术方法,又考虑了福建省轨道交通特点,并对福建省轨道交通混凝土结构工程出现的渗漏情况进行渗漏治理技术总结、研究。

3.2 材料耐温热水要求

福州多条地铁规划路线经过地热田区,福州地热田主要发育两种性质不同的热储层[1]。基岩裂隙脉状承压热水主要富水带沿断裂构造带分布,储存深度一般在70m 以下,孔口最高水温97.5℃,孔底最高水温108℃,深部热储温度可达130~155℃;第四系孔隙层状热水含水层由泥质砂砾卵石组成,热储层厚度为10m~25m,埋深一般在15m以下,该层地热水温度一般可达45~65℃。考虑到福州地铁很多要经过温泉地带,厦门地铁在沿海地区运行,并根据《福建省轨道交通防水工程技术规程》中的规定,在本规程第五章材料要求中提出“位于温泉地段的地下防水工程所选用的防水材料还应通过耐温水试验”,并要求严格控制混凝土及原材料的耐腐蚀性能,保证渗漏治理材料的耐久性。

3.3 规程适用范围限制

(1)福建省城市轨道交通工程存在明显的区域和工程特点,如福建省区域既有沿海平原地貌如福州、厦门,也有山区丘岭如南平等地,有台风及部分频繁大降雨的季节,也有地下水位变化剧烈、气候潮湿不均的时候等。城市轨道交通工程与其它构筑物相比,存在线路长,高程变化大(地上地下),接口丰富(预留出入接口,与既有建筑物接口,水电风外接口,人防外接口等),型式多样(车站,明暗挖区间、盾构、出入口,桥梁,路基,消防水池等)。轨道交通除了车站、区间存在渗漏治理问题外,还有桥梁段,高桥车站,附属大型水池、重要外接口等内容,也存在渗水处理情况,这些部位的渗漏水治理未列在本规程范围内,但这些部位主要以现浇混凝土结构为主,可以参照车站及区间的混凝土结构渗漏治理方法。

(2)规程规定应在结构保持安全稳定的情况下进行渗漏水治理。考虑到结构加固修复有专门的标准,本规程主要以渗漏治理为主,为了避免渗漏治理时要对结构进行加固修复,应确保渗漏治理时结构安全稳定;当结构出现大的变形、沉降或结构强度、刚度无法满足安全要求时,应先对结构采取加固修复技术措施。

4 结语

城市轨道交通拓展了城市发展空间,缓解了城市交通拥挤问题,目前已成为现代城市居民出行主要方式。但基于种种原因,城市轨道交通工程不可避免出现渗漏问题。如何进行城市轨道交通工程渗漏治理、杜绝渗漏水对工程质量产生的危害,规程编制组在这种背景下立项编制了《福建省城市轨道交通工程渗漏水治理技术规程》。本文对福建省工程建设地方标准《城市轨道交通工程渗漏水治理技术规程》的规程编制背景、规程要点解析及规程编制过程中存在问题的处理情况等3个方面进行解读,旨在为广大轨道交通工程渗漏治理工作者能更好地了解及后续应用本规程提供便利。

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