地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害原因分析及對(duì)策探究

蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 江蘇蘇州 215000

摘要：隨著城市化進(jìn)程加快，城市中人流量劇增，給交通帶來(lái)巨大的壓力，越來(lái)越多城市開(kāi)始修建地鐵隧道，已經(jīng)成為城市交通中必不可少的設(shè)施之一。我國(guó)地鐵最早出現(xiàn)上個(gè)世紀(jì)九十年代的北京，距今位置已經(jīng)有五十余年了。隨著科技、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國(guó)地鐵隧道在設(shè)計(jì)、施工以及檢測(cè)水平方面都取得了一定成績(jī)，但是隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用以及地質(zhì)作用，一些地鐵隧道還是會(huì)出現(xiàn)不同程度的結(jié)構(gòu)病害。本文將結(jié)合地鐵隧道工程實(shí)例，對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害原因進(jìn)行分析以及相應(yīng)的解決對(duì)策進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道；結(jié)構(gòu)病害；原因分析；解決對(duì)策

前言

我國(guó)地鐵隧道工程項(xiàng)目不斷增多，在長(zhǎng)期的地鐵隧道建設(shè)實(shí)踐中積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，在施工技術(shù)、檢測(cè)水平以及設(shè)計(jì)理念等等方面都得到了很大程度的進(jìn)步。但是由于我國(guó)地鐵隧道建設(shè)起步相對(duì)較晚，在設(shè)計(jì)、施工等等方面還存在著不足。我國(guó)大部分的地鐵隧道一般在運(yùn)營(yíng)十年后，都會(huì)出現(xiàn)或多或少的結(jié)構(gòu)病害，都需要進(jìn)行不同程度修復(fù)、整治。例如鋼筋的腐蝕、混凝土的劣化、滲漏等等，這些情況的出現(xiàn)，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全性將產(chǎn)生非常大的影響，嚴(yán)重威脅地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。

一、某城市地鐵隧道工程概況

某城市地鐵一號(hào)線，建于21世紀(jì)初期，距今已經(jīng)有近于十五年的歷史。此地鐵一共有八個(gè)站點(diǎn)，七個(gè)區(qū)間，全場(chǎng)有7.3km。近來(lái)對(duì)地鐵進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查以及結(jié)構(gòu)耐久性的檢測(cè)，其檢測(cè)內(nèi)容包括，混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、外觀損傷檢測(cè)、堿含量檢測(cè)、混凝土碳化深度檢測(cè)、鋼筋銹蝕檢測(cè)、混凝土抗?jié)B性檢測(cè)、堿活性檢測(cè)、地下水腐蝕檢測(cè)、保護(hù)層檢測(cè)等等，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)其不同區(qū)間存在著不同程度的結(jié)構(gòu)病害。

二、結(jié)構(gòu)病害情況簡(jiǎn)介

下面對(duì)該城市地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害情況進(jìn)行詳細(xì)介紹，具體病害情況如下圖所示：

從表格中我們可以看出，該地鐵隧道，滲漏的情況，主要出現(xiàn)在A站與B站之間，A站后一百米都屬于病害比較嚴(yán)重的地段。主要包括結(jié)構(gòu)耐久性損傷、外包防水層已經(jīng)局部失效。各個(gè)站點(diǎn)區(qū)間的都存在著一定程度的鋼筋銹蝕。在F站與G站以及G站與H站之間有堿含量超值的現(xiàn)象。從目前的情況來(lái)看，各個(gè)站點(diǎn)、區(qū)間之間的結(jié)構(gòu)病害對(duì)地鐵隧道長(zhǎng)期穩(wěn)定性以及正常使用將產(chǎn)生非常大的影響，因此必須對(duì)其中的鋼筋銹蝕、滲漏、裂縫等等情況進(jìn)行整治、修復(fù)。

三、結(jié)構(gòu)病害出現(xiàn)的原因分析

（一）滲漏裂縫出現(xiàn)的原因

工程研究表明，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲透裂縫有80%的原因是非載荷變形導(dǎo)致的。另外的原因就是以載荷為主導(dǎo)的原因，以及由變形以及載荷共同導(dǎo)致出現(xiàn)的滲透裂縫。由此便可以判斷出，地鐵隧道滲漏裂縫出現(xiàn)大部分的原因是由非載荷變形引起的，在長(zhǎng)期的地鐵運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)械對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不斷產(chǎn)生振動(dòng)，長(zhǎng)年累月，逐漸產(chǎn)生裂縫。另外出現(xiàn)滲漏裂縫的主要原因還有，混凝土碳化嚴(yán)重、密實(shí)度比較差，進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋銹蝕的出現(xiàn)，使得混凝土保護(hù)層裂開(kāi)。同時(shí)，預(yù)埋在結(jié)構(gòu)和土體之間的管道老化及破損引起的漏水漏泥，更是對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響巨大。

（二）混凝土劣化出現(xiàn)原因

混凝土劣化產(chǎn)生的原因是多方面的，例如在地鐵隧道建設(shè)施工中，所運(yùn)用的混凝土標(biāo)號(hào)過(guò)低。另外在施工過(guò)程中，振搗工作不到位，不夠密實(shí)，從而導(dǎo)致混凝土墻體出現(xiàn)麻面、蜂窩的現(xiàn)象。麻面、蜂窩出現(xiàn)之后，其表面更容易遭受有害介質(zhì)的腐蝕以及碳化。另外，由于地鐵隧道長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)使用，結(jié)構(gòu)外側(cè)防水卷材的防水功能出現(xiàn)退化，從而非常容易導(dǎo)致，地下水滲漏到混凝土結(jié)構(gòu)中去，并且地下水硫酸鹽含量非常大，腐蝕性強(qiáng)，從而致使混凝土出現(xiàn)劣化的現(xiàn)象。

（三）鋼筋腐蝕出現(xiàn)的原因

地鐵隧道中，鋼筋出現(xiàn)腐蝕的主要原因混凝土中氯離子的作用，混凝土中的氯離子主要來(lái)源是滲漏水，滲漏水中含有大量的氯離子，從而產(chǎn)生腐蝕?；炷林械匿摻钊绻霈F(xiàn)腐蝕，那么它的體積就會(huì)出現(xiàn)膨脹，膨脹的后果就是混凝土裂縫的出現(xiàn)，從而又進(jìn)一步的加速了鋼筋腐蝕。

（四）預(yù)埋管道老化及破損原因

地鐵區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的排水管，當(dāng)上下行間距較大時(shí)，為了節(jié)約投資，部分排水管是橫穿結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)外側(cè)土體的，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)后，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降、變形，以及管材自身質(zhì)量原因，導(dǎo)致老化、破損。

四、修復(fù)結(jié)構(gòu)病害的對(duì)策

（一）針對(duì)裂縫的修復(fù)對(duì)策

第一步，把混凝土表面的灰塵、灰漿、油污清除干凈，把裂縫中的異物全部清除。第二步，將裂縫表面粘貼上壓漿嘴。第三步，將裂縫表面與壓漿嘴封閉，為了封閉的更加密實(shí)，要采用密封膠進(jìn)行。第四步，壓力灌注結(jié)構(gòu)膠。在壓漿的過(guò)程中一定要時(shí)刻保持漿液的流動(dòng)。終壓時(shí)一定要達(dá)到0.2MPa，并且要持壓2到3分鐘。壓漿的次序必須是由低向高進(jìn)行。第五步，壓漿完成后，將壓漿嘴關(guān)閉，等結(jié)構(gòu)膠完全凝固后，拿掉密封膠以及壓漿嘴。最后是對(duì)表面進(jìn)行磨光。

（二）針對(duì)混凝土劣化的補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)對(duì)策

第一步，平整混凝土表面、進(jìn)行打磨處理。第二步，在混凝土表面涂抹底膠，底膠要利用FL-2000。還要利用環(huán)氧樹(shù)脂膩?zhàn)訉⒈砻嬲?。第三步，粘貼芳綸纖維布。芳綸纖維布的粘貼先要畫(huà)基準(zhǔn)線，然后在底膠表面涂浸漬樹(shù)脂，最后將芳綸纖維布貼上。第四步，涂刷水泥砂漿。在涂刷砂漿之前還要在芳綸纖維布上涂浸漬樹(shù)脂，確保質(zhì)量。

（三）針對(duì)銹蝕鋼筋的修復(fù)

第一步給鋼筋除銹，利用鋼刷，并且把松動(dòng)、開(kāi)裂的混凝土剔除掉，然后利用阻銹劑和聚合物水泥砂漿將提出的空缺填滿。第二步，為了保護(hù)混凝土表面，所以必須在其表面涂刷一層阻銹劑。等阻銹劑徹底干燥后還要涂刷兩次，每一次的用量必須保持在0.1kg/m2～0.2/m2

（四）針對(duì)排水管的修復(fù)

第一步封堵排水管，阻止進(jìn)一步漏水漏泥。第二步對(duì)漏泥漏泥引起的結(jié)構(gòu)損壞進(jìn)行修復(fù)，如果環(huán)縫間出現(xiàn)明顯漏水及漏泥，需進(jìn)行壁后注漿處理。第三步對(duì)脫空的整體道床進(jìn)行注漿加固。第四步采用大管套小管方案，恢復(fù)區(qū)間排水管引排水功能。

五、總結(jié)

地鐵隧道是城市交通中必不可少的設(shè)施之一，由于我國(guó)地鐵隧道設(shè)計(jì)、建設(shè)施工方面還存在這不足，因而結(jié)構(gòu)病害現(xiàn)象的發(fā)生很普遍，例如鋼筋的腐蝕、混凝土的劣化、滲漏等等情況。本文結(jié)合地鐵隧道工程實(shí)例，對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害原因進(jìn)行分析以及相應(yīng)的解決對(duì)策進(jìn)行探討。以供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙旭.地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害原因分析及修復(fù)方法[J].山西建筑，2014，09：185-186.

[2]鄒家南.地鐵盾構(gòu)隧道鋼板襯加固效果的數(shù)值試驗(yàn)研究[D].華南理工大學(xué)，2014.

[3]張學(xué)文.運(yùn)營(yíng)期地鐵隧道常見(jiàn)結(jié)構(gòu)病害成因及治理方法研究[D].南京大學(xué)，2014.