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摘要：随着城市化进程加快，城市中人流量剧增，给交通带来巨大的压力，越来越多城市开始修建地铁隧道，已经成为城市交通中必不可少的设施之一。我国地铁最早出现上个世纪九十年代的北京，距今位置已经有五十余年了。随着科技、经济的进步，我国地铁隧道在设计、施工以及检测水平方面都取得了一定成绩，但是随着长时间的使用以及地质作用，一些地铁隧道还是会出现不同程度的结构病害。本文将结合地铁隧道工程实例，对地铁隧道结构病害原因进行分析以及相应的解决对策进行探讨。
关键词：地铁隧道；结构病害；原因分析；解决对策
前言：我国地铁隧道工程项目不断增多，在长期的地铁隧道建设实践中积累丰富的经验，在施工技术、检测水平以及设计理念等等方面都得到了很大程度的进步。但是由于我国地铁隧道建设起步相对较晚，在设计、施工等等方面还存在着不足。我国大部分的地铁隧道一般在运营十年后，都会出现或多或少的结构病害，都需要进行不同程度修复、整治。例如钢筋的腐蚀、混凝土的劣化、渗漏等等，这些情况的出现，对隧道结构安全性将产生非常大的影响，严重威胁地铁的运营安全。
一、某城市地铁隧道工程概况
某城市地铁一号线，建于21世纪初期，距今已经有近于十五年的历史。此地铁一共有八个站点，七个区间，全场有7.3km。近来对地铁进行现场勘查以及结构耐久性的检测，其检测内容包括，混凝土强度检测、外观损伤检测、碱含量检测、混凝土碳化深度检测、钢筋锈蚀检测、混凝土抗渗性检测、碱活性检测、地下水腐蚀检测、保护层检测等等，检测结果发现其不同区间存在着不同程度的结构病害。
二、结构病害情况简介
下面对该城市地铁隧道结构病害情况进行详细介绍，具体病害情况如下图所示:
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从表格中我们可以看出，该地铁隧道，渗漏的情况，主要出现在A站与B站之间，A站后一百米都属于病害比较严重的地段。主要包括结构耐久性损伤、外包防水层已经局部失效。各个站点区间的都存在着一定程度的钢筋锈蚀。在F站与G站以及G站与H站之间有碱含量超值的现象。从目前的情况来看，各个站点、区间之间的结构病害对地铁隧道长期稳定性以及正常使用将产生非常大的影响，因此必须对其中的钢筋锈蚀、渗漏、裂缝等等情况进行整治、修复。
三、结构病害出现的原因分析
（一）渗漏裂缝出现的原因
工程研究表明，混凝土结构出现渗透裂缝有80%的原因是非载荷变形导致的。另外的原因就是以载荷为主导的原因，以及由变形以及载荷共同导致出现的渗透裂缝。由此便可以判断出，地铁隧道渗漏裂缝出现大部分的原因是由非载荷变形引起的，在长期的地铁运行过程中，机械对混凝土结构不断产生振动，长年累月，逐渐产生裂缝。另外出现渗漏裂缝的主要原因还有，混凝土碳化严重、密实度比较差，进而导致钢筋锈蚀的出现，使得混凝土保护层裂开。同时，预埋在结构和土体之间的管道老化及破损引起的漏水漏泥，更是对结构安全影响巨大。
（二）混凝土劣化出现原因
混凝土劣化产生的原因是多方面的，例如在地铁隧道建设施工中，所运用的混凝土标号过低。另外在施工过程中，振捣工作不到位，不够密实，从而导致混凝土墙体出现麻面、蜂窝的现象。麻面、蜂窝出现之后，其表面更容易遭受有害介质的腐蚀以及碳化。另外，由于地铁隧道长期的运营使用，结构外侧防水卷材的防水功能出现退化，从而非常容易导致，地下水渗漏到混凝土结构中去，并且地下水硫酸盐含量非常大，腐蚀性强，从而致使混凝土出现劣化的现象。
（三）钢筋腐蚀出现的原因
地铁隧道中，钢筋出现腐蚀的主要原因混凝土中氯离子的作用，混凝土中的氯离子主要来源是渗漏水，渗漏水中含有大量的氯离子，从而产生腐蚀。混凝土中的钢筋如果出现腐蚀，那么它的体积就会出现膨胀，膨胀的后果就是混凝土裂缝的出现，从而又进一步的加速了钢筋腐蚀。
（四）预埋管道老化及破损原因
地铁区间联络通道的排水管，当上下行间距较大时，为了节约投资，部分排水管是横穿结构及结构外侧土体的，当长时间运营后，结构出现沉降、变形，以及管材自身质量原因，导致老化、破损。
四、修复结构病害的对策
（一）针对裂缝的修复对策
第一步，把混凝土表面的灰尘、灰浆、油污清除干净，把裂缝中的异物全部清除。第二步，将裂缝表面粘贴上压浆嘴。第三步，将裂缝表面与压浆嘴封闭，为了封闭的更加密实，要采用密封胶进行。第四步，压力灌注结构胶。在压浆的过程中一定要时刻保持浆液的流动。终压时一定要达到0.2MPa，并且要持压2到3分钟。压浆的次序必须是由低向高进行。第五步，压浆完成后，将压浆嘴关闭，等结构胶完全凝固后，拿掉密封胶以及压浆嘴。最后是对表面进行磨光。
（二）针对混凝土劣化的补强修复对策
第一步，平整混凝土表面、进行打磨处理。第二步，在混凝土表面涂抹底胶，底胶要利用FL-2000。还要利用环氧树脂腻子将表面整平。第三步，粘贴芳纶纤维布。芳纶纤维布的粘贴先要画基准线，然后在底胶表面涂浸渍树脂，最后将芳纶纤维布贴上。第四步，涂刷水泥砂浆。在涂刷砂浆之前还要在芳纶纤维布上涂浸渍树脂，确保质量。
（三）针对锈蚀钢筋的修复
第一步给钢筋除锈，利用钢刷，并且把松动、开裂的混凝土剔除掉，然后利用阻锈剂和聚合物水泥砂浆将提出的空缺填满。第二步，为了保护混凝土表面，所以必须在其表面涂刷一层阻锈剂。等阻锈剂彻底干燥后还要涂刷两次，每一次的用量必须保持在0.1kg/m²~0.2/m²
（四）针对排水管的修复
第一步封堵排水管，阻止进一步漏水漏泥。第二步对漏泥漏泥引起的结构损坏进行修复，如果环缝间出现明显漏水及漏泥，需进行壁后注浆处理。第三步对脱空的整体道床进行注浆加固。第四步采用大管套小管方案，恢复区间排水管引排水功能。
五、总结
地铁隧道是城市交通中必不可少的设施之一，由于我国地铁隧道设计、建设施工方面还存在这不足，因而结构病害现象的发生很普遍，例如钢筋的腐蚀、混凝土的劣化、渗漏等等情况。本文结合地铁隧道工程实例，对地铁隧道结构病害原因进行分析以及相应的解决对策进行探讨。以供参考。
参考文献：
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[3]张学文. 运营期地铁隧道常见结构病害成因及治理方法研究[D].南京大学,2014.
论文作者:陆培庆
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期
论文发表时间:2015/11/18
标签：地铁论文; 隧道论文; 病害论文; 混凝土论文; 结构论文; 裂缝论文; 钢筋论文; 《基层建设》2015年15期论文;