摘要：近年来，各大城市为解决城市拥堵问题，地铁建设项目逐渐增多；然而地铁隧道建成投入运营使用过程中，常会出现隧道病害问题，诸如隧道结构空鼓、渗漏水等情况。因此，研究地铁隧道结构病害原因；并采取相应的解决措施具有十分重要的意义。
关键词：地铁隧道；结构病害；处理对策
引言
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，在施工技术水平上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。结合成都地铁4号线二期工程、成都轨道交通18线一期工程实践及其它工程案例，对地铁隧道结构病害原因进行了分析和应对措施研究。
一、地铁隧道常见的病害原因分析
1、隧道结构裂缝
在地铁隧道运行过程中裂缝可能发生在很多部位，例如道床、边墙、顶板等，出现裂缝的原因主要有几个方面：第一，由于设计不合理带来的差异沉降。在地铁隧道结构设计过程中，由于设计的方案不合理，从而导致隧道结构的地基加固效果不好，因此在地铁长期运行过程中可能出现地基沉降，而且地基的沉降数值大于标准允许范围，从而出现结构性裂缝。此外，在隧道结构裂缝设计过程中，设计人员可能对隧道结构的围岩情况判断不准确，从而在对隧道的衬砌结构进行设计的时候其厚度不足，出现裂缝；第二，变形缝的设置问题。变形缝是隧道结构设计中的重要内容，包括沉降缝、伸缩缝两种。对于地铁而言，一般不设置沉降缝，但是在一些地基条件不好的地区，例如软土地基较多的地区，一般也不会设置太多的伸缩缝，以提高地铁结构的纵向刚度。由于沉降缝和伸缩缝的设置不当，当地基出现沉降问题的时候，沉降结构应力可能会集中在某一个部位，随着应力不断增大，会导致结构裂缝越来越严重；第三，结构强度不高。结构强度是地铁隧道设计过程中的重要指标，由于隧道结构设计过程中的设计方案不规范，或者混凝土壁后回填土的压实不够，导致隧道结构的混凝土质量不能满足要求，进而会产生裂缝。另外，列车运行过程中的振动会导致地基出现较大的纵向沉降，混凝土的各种收缩反应会使得混凝土结构内部产生更加集中的应力，最终导致结构裂缝出现。
2、盾构管片渗水
目前，在建和投入运营的轨道交通隧道结构均普遍出现管片渗漏水病害。通过调查发现，渗漏水主要集中在管片的环、纵拼接缝及手孔螺栓处。在建设过程中若出现下列施工质量问题，则管片会出现不规则裂缝，地下水通过止水带间隙从管片接缝及手孔处流出。下面分析盾构机管片渗水的原因：
（1）管片自身质量缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在管片生产过程中，设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷，管片拼装完成后，水绕过密封垫，从缝隙、气泡孔处渗漏进来。
（2）管片止水条脱落。在拼装过程中，管片发生了碰撞，使止水条脱落或断裂，使密封垫没有形成闭合的防水圈。
（3）管片衬背注浆不饱满。管片衬背注浆不饱满，若管片密封条贴合不密实，管片顶部积水，使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。
（4）盾构与管片的姿态不好。盾构与管片的姿态不好，影响到管片的拼装质量，造成管片间错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水。
3、混凝土劣化
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。
二、地铁隧道结构病害的防治策略
在地铁隧道维护过程中，对于常见的病害必须要及时处理，对症下药，找到问题的成因，采取相应的方法对故障进行解除。
1、素喷或网喷混凝土
隧道混凝土衬砌很容易出现严重裂缝，在裂缝问题的处理过程中，可以采用素喷混凝土或者网喷混凝土对裂缝进行处理，对混凝土结构进行加固，从而不断提高混凝土衬砌的强度。同时，还可以加强对钢筋网络的布设，使得混凝土钢筋的稳定性、抗剪强度、牢固性不断提升。
2、对施工缝进行修补
在地铁隧道的裂缝处理过程中一般采用施工缝修补的方式，注浆防水与嵌缝和抹面保护相结合，首先将裂缝内的原嵌填材料进行清除，然后沿着缝隙凿缝，形成施工缝，并且对施工缝进行清洁，如果渗漏现象十分严重，则必须要在隧道中埋设引水管，将积水及时排出，如果渗漏不严重，则可以采用快凝材料对各种裂缝进行封堵，并且在裂缝中填充高质量的防水材料，再在表面抹水泥砂浆。常见的堵水材料有无机堵漏材料、有机堵漏材料、快速堵漏剂等，不同材料的适用范围不相同，要根据实际情况选择合适的材料进行修补。
3、地铁隧道盾构管片止水
（1）环纵缝漏水处理。当二次补浆后环纵缝仍然存在漏水时，采用注浆进行封堵。注浆措施如下：对环向缝和纵向缝全部采用快干高强度砂浆（含环氧类成分）封闭，为后面灌浆做准备，封闭的时候向内凹进去1-2cm深的弧形；再在漏水缝上垂直钻孔到止水条处，钻孔间距每米2-3个，同时装上专用注浆嘴，用高压灌浆设备向接缝内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，灌浆压力控制在一定范围内，以压满整个接缝为准。
（2）管片紧固螺丝孔渗漏。清理干净螺丝孔表面的污染物，找出渗漏的位置，用电钻斜向钻孔，确保钻孔和螺丝孔相通，用快干高强砂浆封闭螺丝孔的根部，钻孔处装上专用注浆嘴，用高压灌浆设备向钻孔内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，灌浆压力控制在一定范围内，以压满整个螺栓孔为准。注浆起到堵漏作用的同时又对螺丝有锚固和防腐作用。
4、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。
结语
总之，随着城市规模的不断发展，缓解交通压力，方便市民出行，发展地下轨道交通是全国大型城市的选择之一。因此，我们应该研究和总结地铁施工中过程控制的经验和手段，使地铁施工的管理、质量控制、施工通病的防治上升一个台阶。在施工过程中，必须加强每一施工环节的质量控制，避免病害再次发生，这样不但节约了成本，而且也大大减少了工期方面的压力，最终保证工程的顺利实施，提高了后期隧道运营的安全性。
参考文献
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[4]杨新安，黄宏伟.隧道病害与防治[M].同济大学出版社，2003.
论文作者:郝峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/9
标签：管片论文; 隧道论文; 地铁论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 病害论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;