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【摘 要】地铁渗漏水是一个普遍而又危害严重的工程通病，大到影响地铁的日常运营，因此受到地铁运营方的高度重视，但是由于各种原因，修修补补，也不能彻底改善渗漏水现象，现状不容乐观。当结构的某一部位发生渗漏，处理时通常要进行开膛破肚，不但对结构破坏较大，也给行车带来一定影响，费工费时，处理效果也难于保证。怎样提高地铁防排水系统发生问题时的维护效率，怎样控制衬砌背后地下水流，怎样对渗漏部位进行有效治理等可维护问题，应该成为地铁防排水设计、施工和运营维修关注的重点。
关键词：地铁；防水；注浆
中图分类号：U231文献标识码： A
1.改进地铁防水方式的理念---防排结合、可维护性
地铁地下工程防水象大禹治理黄海一样，不仅仅是要"堵"，更要结合"排"的理念，即科学性、组织性地把渗漏水及时有效排出。
另外，地铁防排水系统的可维护性是指防排水系统具有的易于维修、养护，持久保持其功能的性质。任何防排水措施都不敢保证其在整个工程寿命期的功能良好，但只要它具有了可维护的属性，在运营期间就可对其进行更换、维护，使其保持良好状态。可维护性是对地铁防排水设计、施工及运营养护提出的新理念，新要求。
地铁防水的可维护性主要通过工艺措施来实现，通常的工艺措施包括新型分区防水技术、预埋注浆设施防水和设置可控制排水网络系统，通过以上工艺的有效结合，实现地铁防排水的可维护。
2.改进的地铁防水方式一---新型分区防水技术
地铁隧道“全包防水”是在混凝土初期支护与二次衬砌之间用防水板全部封闭，将通过隧道初期支护的渗水阻隔于防水板外。而目前地铁分区防水设计是在防水层与二次衬砌之间进行分区，其理由是防水层一点的破损，不致使渗入的地下水流入隧道的其他区段，而是将其限制在某个较小的区域里面，也就是说防水层一点的渗漏不致引起多处衬砌薄弱部位的渗漏。
但是事实是防水层的损坏不会是在隧道全长范围内只有一点，很多情况下是存在多处损伤。而初期支护喷射混凝土表面的渗漏存在不均一性，防水板背后的土工缓冲材料又具有排水的功能，地下水可在防水层背后自由流窜。因此，隧道初期支护喷射混凝土层一点的渗漏，可能导致所有防水层破损处渗漏，进而使相应地段衬砌处于水害威胁之下，当渗漏发生在隧道纵坡坡顶时，渗漏会影响隧道全长。基于上述考虑，笔者认为目前地铁设计中的分区防水是有局限性的，是不全面、不彻底的分区，应在初期支护与防水层之间、防水层与二次衬砌之间进行彻底分区，从源头上杜绝渗漏源对其他衬砌段的侵害，暂且将此种分区叫做“新型”分区防水。通常防水做法、目前地铁分区防水做法和新型分区防水做法对比如图1所示，可见彻底分区防水在防水工艺设计上完全控制了地下水的流动，杜绝了水流乱窜现象。彻底分区防水分区部位设置如图2所示。
图2 图3 结构边墙、拱部方格网状分区示意
3.改进的地铁防水方式二---彻底分区防水的设计
为增强防水效果和使其背后的排水系统易于维修，新型分区长度以20～30m为宜，也就是以每2～3模衬砌为一个分区。分区部位设在环向施工缝位置，设置方式如图3所示；在区段中间的施工缝部位只进行防水层与二次衬砌间的分区。
在暗挖法施工的地铁车站及其他重要区段，由于防水等级高，分区可进一步细化，达到方格网状分区，来进一步提高分区防水效果。具体做法是：在车站纵断面方向每10m左右（一次模筑衬砌段的长度），进行一次彻底分区，在每个彻底分区内部，在防水板与二次衬砌之间再进行方格网状分区，如图3所示，根据工程部位、防水的重要程度及具体工程要求确定每个分区方格的面积。
4.改进的地铁防水方式三--预埋设施注浆防水
（1）矿山法施工的几点薄弱环节
矿山法施工的地铁区间隧道二次衬砌通常采用整体式衬砌台车结合泵送混凝土进行施工，该方法施工的衬砌存在以下几点薄弱环节：
① 为了满足混凝土的流动性，泵送混凝土要求的坍落度通常在10～18cm左右，导致拱顶部位在纵向形成一个灌不满区；
② 两模衬砌之间的接缝部位也是防水的薄弱环节。由于衬砌变形、襯砌位于曲线段或台车顶压不均导致此连接端容易漏浆，端头附近易形成不密实区；在堵头模板端，由于超欠挖及初期支护面凹凸不平，堵头模板很难定型且通常采用木模，模板接缝多，在泵送混凝土的压力下很容易跑浆、漏浆，此处混凝土的密实性也很难得到保证。这是渗漏水通常发生在衬砌接缝部位的主要原因。
③ 衬砌结构水平施工缝部位也容易成为渗漏水的通道。由于施工时台车作业空间狭窄，且泵送混凝土的灌注速度较快，水平施工缝的处理很难达到规范要求。另外，由于电器故障，台车、输送泵等机械故障使正在进行的衬砌施工中断，形成施工缝，此种施工缝更难处理，也构成了渗漏的潜在通道。
④ 衬砌内部设置的止水带、止水条及其他预埋件也造成其周边混凝土的密实性难以保证。
⑤ 泵送混凝土的水灰比、单位混凝土用水量较普通混凝土偏大，从而使泵送混凝土结构的抗渗性、抗裂性均有所下降。
对于以上存在的质量通病，要降低其带来的负面影响，增强结构的自防水能力，有必要在衬砌完成后及时对以上薄弱环节进行注浆，堵塞渗漏通道，增强混凝土结构的密实性。
(2) 注浆设施的设置
注浆管的埋设首先要保证上述衬砌薄弱部位得到加强。由于衬砌结构的空隙区发生在拱部，为确保分区效果，拱顶需安设注浆管进行衬砌背后回填注浆，注浆设施安装如图4所示。背贴式止水带与隧道二衬接触部位也设置注浆管，在二衬结束后，对注浆管注浆对二衬施工缝的渗透通道进一步封堵，确保分区效果，水平施工缝预埋注浆管设置如图4。沿衬砌环向设置的预埋注浆管起到对衬背进行注浆加强的作用，图4为暗挖隧道防水标准断面。
图4 注浆管安装示意图
4.小结
地铁地下工程防水分施工、运营两个阶段，而运营阶段是后期防水维护持续最长的一个阶段。运营期间的防排水系统维护应用了一个简单的道理：防与排的结合，就是不设排水系统的地铁渗漏水处理犹如对一个盛满水的水桶进行修补，由于水、水压力的存在显然修补起来要麻烦费力的多。而设有排水系统的地铁渗漏水处理，在处理前将对应分区内的地下水排掉再进行修补，就象将水桶中的水倒掉修补一样，处理工作要简单的多。对全防型地铁排水系统可仅用于渗漏水处理时，平时或渗漏处理完毕后可通过设在排水管出水口的闸阀关闭整个排水系统。
参考文献：
[1] GB50108-2001 地下工程防水技术规范．北京：中国计划出版社，2001
[2] 吕康成，崔凌秋等.隧道防排水工程指南.北京：人民交通出版社，2004
[3] 翟可.地铁矿山法暗挖区间分区防水设计.现代隧道技术.2003(4)
[4] 芮艳杰，贺少辉.隧道分区防水模型试验及工程应用研究.现代隧道技术.2005(1)
[5] 黎庆.全包式分区及预注浆防水技术在区间隧道中的应用.中国建筑防水.2004(5)
关键词：地铁；防水；注浆
中图分类号：U231文献标识码： A
1.改进地铁防水方式的理念---防排结合、可维护性
地铁地下工程防水象大禹治理黄海一样，不仅仅是要"堵"，更要结合"排"的理念，即科学性、组织性地把渗漏水及时有效排出。
另外，地铁防排水系统的可维护性是指防排水系统具有的易于维修、养护，持久保持其功能的性质。任何防排水措施都不敢保证其在整个工程寿命期的功能良好，但只要它具有了可维护的属性，在运营期间就可对其进行更换、维护，使其保持良好状态。可维护性是对地铁防排水设计、施工及运营养护提出的新理念，新要求。
地铁防水的可维护性主要通过工艺措施来实现，通常的工艺措施包括新型分区防水技术、预埋注浆设施防水和设置可控制排水网络系统，通过以上工艺的有效结合，实现地铁防排水的可维护。
2.改进的地铁防水方式一---新型分区防水技术
地铁隧道“全包防水”是在混凝土初期支护与二次衬砌之间用防水板全部封闭，将通过隧道初期支护的渗水阻隔于防水板外。而目前地铁分区防水设计是在防水层与二次衬砌之间进行分区，其理由是防水层一点的破损，不致使渗入的地下水流入隧道的其他区段，而是将其限制在某个较小的区域里面，也就是说防水层一点的渗漏不致引起多处衬砌薄弱部位的渗漏。
但是事实是防水层的损坏不会是在隧道全长范围内只有一点，很多情况下是存在多处损伤。而初期支护喷射混凝土表面的渗漏存在不均一性，防水板背后的土工缓冲材料又具有排水的功能，地下水可在防水层背后自由流窜。因此，隧道初期支护喷射混凝土层一点的渗漏，可能导致所有防水层破损处渗漏，进而使相应地段衬砌处于水害威胁之下，当渗漏发生在隧道纵坡坡顶时，渗漏会影响隧道全长。基于上述考虑，笔者认为目前地铁设计中的分区防水是有局限性的，是不全面、不彻底的分区，应在初期支护与防水层之间、防水层与二次衬砌之间进行彻底分区，从源头上杜绝渗漏源对其他衬砌段的侵害，暂且将此种分区叫做“新型”分区防水。通常防水做法、目前地铁分区防水做法和新型分区防水做法对比如图1所示，可见彻底分区防水在防水工艺设计上完全控制了地下水的流动，杜绝了水流乱窜现象。彻底分区防水分区部位设置如图2所示。
图2 图3 结构边墙、拱部方格网状分区示意
3.改进的地铁防水方式二---彻底分区防水的设计
为增强防水效果和使其背后的排水系统易于维修，新型分区长度以20～30m为宜，也就是以每2～3模衬砌为一个分区。分区部位设在环向施工缝位置，设置方式如图3所示；在区段中间的施工缝部位只进行防水层与二次衬砌间的分区。
在暗挖法施工的地铁车站及其他重要区段，由于防水等级高，分区可进一步细化，达到方格网状分区，来进一步提高分区防水效果。具体做法是：在车站纵断面方向每10m左右（一次模筑衬砌段的长度），进行一次彻底分区，在每个彻底分区内部，在防水板与二次衬砌之间再进行方格网状分区，如图3所示，根据工程部位、防水的重要程度及具体工程要求确定每个分区方格的面积。
4.改进的地铁防水方式三--预埋设施注浆防水
（1）矿山法施工的几点薄弱环节
矿山法施工的地铁区间隧道二次衬砌通常采用整体式衬砌台车结合泵送混凝土进行施工，该方法施工的衬砌存在以下几点薄弱环节：
① 为了满足混凝土的流动性，泵送混凝土要求的坍落度通常在10～18cm左右，导致拱顶部位在纵向形成一个灌不满区；
② 两模衬砌之间的接缝部位也是防水的薄弱环节。由于衬砌变形、襯砌位于曲线段或台车顶压不均导致此连接端容易漏浆，端头附近易形成不密实区；在堵头模板端，由于超欠挖及初期支护面凹凸不平，堵头模板很难定型且通常采用木模，模板接缝多，在泵送混凝土的压力下很容易跑浆、漏浆，此处混凝土的密实性也很难得到保证。这是渗漏水通常发生在衬砌接缝部位的主要原因。
③ 衬砌结构水平施工缝部位也容易成为渗漏水的通道。由于施工时台车作业空间狭窄，且泵送混凝土的灌注速度较快，水平施工缝的处理很难达到规范要求。另外，由于电器故障，台车、输送泵等机械故障使正在进行的衬砌施工中断，形成施工缝，此种施工缝更难处理，也构成了渗漏的潜在通道。
④ 衬砌内部设置的止水带、止水条及其他预埋件也造成其周边混凝土的密实性难以保证。
⑤ 泵送混凝土的水灰比、单位混凝土用水量较普通混凝土偏大，从而使泵送混凝土结构的抗渗性、抗裂性均有所下降。
对于以上存在的质量通病，要降低其带来的负面影响，增强结构的自防水能力，有必要在衬砌完成后及时对以上薄弱环节进行注浆，堵塞渗漏通道，增强混凝土结构的密实性。
(2) 注浆设施的设置
注浆管的埋设首先要保证上述衬砌薄弱部位得到加强。由于衬砌结构的空隙区发生在拱部，为确保分区效果，拱顶需安设注浆管进行衬砌背后回填注浆，注浆设施安装如图4所示。背贴式止水带与隧道二衬接触部位也设置注浆管，在二衬结束后，对注浆管注浆对二衬施工缝的渗透通道进一步封堵，确保分区效果，水平施工缝预埋注浆管设置如图4。沿衬砌环向设置的预埋注浆管起到对衬背进行注浆加强的作用，图4为暗挖隧道防水标准断面。
图4 注浆管安装示意图
4.小结
地铁地下工程防水分施工、运营两个阶段，而运营阶段是后期防水维护持续最长的一个阶段。运营期间的防排水系统维护应用了一个简单的道理：防与排的结合，就是不设排水系统的地铁渗漏水处理犹如对一个盛满水的水桶进行修补，由于水、水压力的存在显然修补起来要麻烦费力的多。而设有排水系统的地铁渗漏水处理，在处理前将对应分区内的地下水排掉再进行修补，就象将水桶中的水倒掉修补一样，处理工作要简单的多。对全防型地铁排水系统可仅用于渗漏水处理时，平时或渗漏处理完毕后可通过设在排水管出水口的闸阀关闭整个排水系统。
参考文献：
[1] GB50108-2001 地下工程防水技术规范．北京：中国计划出版社，2001
[2] 吕康成，崔凌秋等.隧道防排水工程指南.北京：人民交通出版社，2004
[3] 翟可.地铁矿山法暗挖区间分区防水设计.现代隧道技术.2003(4)
[4] 芮艳杰，贺少辉.隧道分区防水模型试验及工程应用研究.现代隧道技术.2005(1)
[5] 黎庆.全包式分区及预注浆防水技术在区间隧道中的应用.中国建筑防水.2004(5)