论文部分内容阅读
摘要：地铁隧道的结构是否稳定是关系到地铁列车能否安全稳定运行和人员安全是否得到有效保障的重要管理内容。但是地铁列车在施工过程中以及在后期的使用过程中会因为各种物理或化学的变化而在其结构上产生裂缝，这一问题的发生不但造成其结构的稳定性受到了一定程度的破坏，还会引起不同程度的渗漏作用。对此类裂缝产生的原因进行分析并提出科学的治理措施具有非常重要的工程实践意义。
关键词：地铁隧道;结构裂缝;成因分析;渗漏整治
地铁隧道中通常采用钢筋混凝土结构来制作相关的建筑基础，但是这种建筑结构在干缩作用、温度变化、外力载荷以及施工间隔等作用之下会产生不同类型的裂缝，钢筋混凝土结构的稳定性以及防水性在这种不良因素的作用下受到了很大的影响，分析其成因并采取措施来处理是施工过程和后期维护过程中非常重要的一项工作内容。
1 原因分析
地铁隧道中的结构裂缝通常比较容易发生在隧道中的大体积混凝土结构上，这些混凝土结构在投入使用初期和经过较长时间的使用之后都有可能产生裂缝。第一种情况往往是由于施工过程中没有严格按照工程规范的要求来开展各个工序，在投入使用不久之后就暴露出问题。后一种情况大多是由于隧道混凝土结构在使用过程中受到物理或者化学方面的作用逐渐出现疏松、剥落或者开裂等情况而形成的[1]。
第一，干缩裂缝。由骨料、水泥和大量水混合搅拌而成混凝土材料在浇筑养护的阶段会因为温度或者风力的作用将表层材料中的水分迅速蒸发掉，水分的快速流失会导致混凝土结构发生一定程度的干性收缩，当收缩过程产生的表面应力大于混凝土的抗拉强度时就会在某些部位产生一些大小不一的裂缝，这种在施工完成不久之后就产生的裂缝需要工程技术人员采取措施及时治理。
第二，温度裂缝。水泥和水发生作用之后会在其内部产生放热现象且这种热量会随着大体积混凝土的浇筑而逐渐积聚在内部，显而易见的是热量的积聚造成混凝土材料内部形成一个温度上的梯度差异，大体积混凝土结构在凝固的过程中受到热胀冷缩效应的作用在那些温度积聚比较多的地方出现较大的体积膨胀和向外的张力，而靠近表层的混凝土材料由于热量积聚少、温度低而出现比较小的膨胀量和张力，这种差异会导致混凝土结构出现温度裂缝[2]。
第三，载荷造成的形变裂缝。混凝土养护过程中受到外力碰撞或者投入使用之后在地铁列车的机械振动下产生的裂缝也是不可忽视的问题，拆模的时机把握不合理或者力度过大等造成的外力碰撞也是引起混凝土结构出现裂缝的重要原因之一。第四，施工缝。当浇筑的混凝土长度和面积都比较大时往往难以一次性完成浇筑，一旦中间发生浇筑中断就会导致上一次浇筑的混凝土已经发生了一定程度的凝固而新浇筑的混凝土还没有成型，施工缝就此产生。
第四，使用阶段物理化学反应造成的裂缝。施工质量合格的混凝土结构在长期的使用过程中会因为环境中的物理或者化学反应而逐渐导致其发生开裂。比较典型的情况是混凝土结构在地铁隧道排水中受到长期的酸碱腐蚀而逐渐产生松落甚至裂缝。另外混凝土结构中加入的钢筋在空气作用下发生锈蚀和膨胀作用而逐渐产生向外的力，混凝土结构在其作用下有可能产生裂缝。
2 整治措施
2.1 治理原则
地铁混凝土结构裂缝的产生不仅在很大程度上削弱了其自身的强度还导致其在使用过程中出现不同程度的渗水、漏水情况。在治理这些裂缝的过程中需要考虑是隧道投入使用之前还是已经建成运营了，还要考虑治理隧道混凝土结构裂缝的经济成本和便捷性问题。具体如下：1.结合裂缝的特点以及渗漏的严重程度采取因地制宜的理念来开展裂缝综合治理，在优先考虑堵水和防水措施的情况下合理运用引水和排水措施。2.在治理隧道裂缝的过程中要确保其整体的结构稳定性不能遭到破坏且裂缝的治理效果要做到彻底。3.在治理隧道裂缝和整治渗水漏水的过程中应该始终遵循从大到小、从上到下的基本治理顺序，有一些渗水部位甚至出现了比较严重的涌水现象，此时应该先采取措施对其进行排水再考虑如何治理裂缝的问题。4.对于已经投入使用的隧道结构，修复裂缝和治理渗水的过程中一定要避免对地铁列车的运行造成干扰。5.隧道裂缝修复和渗漏治理的过程中应该采取科学合理的措施来降低工程成本并节约材料和能源[3]。
2.2 治理结构裂缝和渗漏
在修复地铁隧道钢筋混凝土结构的裂缝时需要按照裂缝的宽度、长度以及裂缝所在的位置选择合理的方法。第一，如果钢筋混凝土结构上产生的裂缝比较细微时可以采用表面处理的方法来对其进行修复和堵漏。而现在比较常用的方法是将裂缝清理干净之后通过凿毛、涂抹环氧基液以及将经过拉直处理的玻璃布粘贴在环氧基液上并进行磨平和固定处理。也可以把水泥砂浆或者掺杂了细石料的混凝土材料涂抹在混凝土结构的表面裂缝上起到堵漏的作用。第二，低压注浆法适用于宽度和长度都比较大的裂缝问题的治理，这种堵漏的方式是将裂缝表面附近存在的结水清理干净之后通过钻孔注浆的方式将环氧树脂等防水材料注入到缝隙处，从而达到良好的防水堵漏效果。第三，当混凝土结构上的裂缝出现比较严重的破损设置脱落时采用以上两种方法也难以取得良好的治理效果。此时可以采用先加固后堵漏的方式来处理。使用高性能的粘接剂将一块完整的钢板与混凝土材料上存在裂缝的位置进行粘接，这样就可以起到很好的加固作用。也可以将型钢通过粘接或者焊接的方式固定在混凝土结构的四角以达到有效的加固作用，之后在采取防水堵漏措施来处理漏水的问题[4]。
2.3 治理锈蚀钢筋
有一些钢筋混凝土结构出现开裂破损后将内保部的钢筋暴露出来进而引发了一定程度的锈蚀问题。处理步骤如下：1.处理此类问题时需要先将那些开裂且松动的混凝土层结构清除掉。2.钢筋表面存在的油污或者其他异物对处理锈蚀有很大的干扰作用因而需要将其清除干净。3.在使用钢刷打磨锈蚀的钢筋之前应该通过在其表面涂抹粘结剂的方法来起到湿润的作用，等到除锈操作结束之后再将阻锈剂涂抹在处理过的钢筋表面。4.以间隔6个小时为时间跨度在混凝土表面涂刷阻锈剂，前后一共进行三次。5.在存在缝隙或者结构损坏的部位喷射具有良好粘性和强度的结构补充剂来达到堵漏防渗的目的，注意养护。
2.4 补强修复
第一，修复顶板。先对待修复的部位依次开展作业面清理、打磨、平整等操作，使其满足修复操作的基本需要。然后在混凝土结构的表面依次开展涂抹底胶、刮腻子、砂纸打磨等操作使其达到后续施工的质量要求，最后是将纤维布粘贴在待处理的结构表面并经过定胶干燥等养护处理。
第二，修补侧墙。先是对裂缝处存在的油污或者其他异物进行清除并将存在锈蚀的钢筋进行除锈操作，然后在依次开展铺设钢筋网、涂抹封缝胶以及表面刮涂等一系列措施为灌浆操作做好准备，之后在依次进行灌浆器安装、注入树脂、固化等一系列操作以达到封堵裂缝、防止渗水的目的。
3 结语
地铁隧道的钢筋混凝土结构常常因为各种物理的或者化学的变化而产生干缩裂缝、施工缝、载荷裂缝等一系列影响列车运行的不良因素，而且裂缝的形成还会进一步导致混凝土结构出现渗水、漏水的问题，本文主要分析此类问题的成因以及治理方法。
參考文献：
[1]赵旭. 地铁隧道结构病害原因分析及修复方法[J]. 山西建筑， 2014（9）：185-186.
[2]滕振楠. 浅析隧道裂缝的危害及其整治技术[J]. 江西建材， 2014（3）：188-188.
[3]刘鹏. 天津地铁1号线区间隧道结构病害治理[J]. 中国建筑防水， 2015（12）.
[4]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.
关键词：地铁隧道;结构裂缝;成因分析;渗漏整治
地铁隧道中通常采用钢筋混凝土结构来制作相关的建筑基础，但是这种建筑结构在干缩作用、温度变化、外力载荷以及施工间隔等作用之下会产生不同类型的裂缝，钢筋混凝土结构的稳定性以及防水性在这种不良因素的作用下受到了很大的影响，分析其成因并采取措施来处理是施工过程和后期维护过程中非常重要的一项工作内容。
1 原因分析
地铁隧道中的结构裂缝通常比较容易发生在隧道中的大体积混凝土结构上，这些混凝土结构在投入使用初期和经过较长时间的使用之后都有可能产生裂缝。第一种情况往往是由于施工过程中没有严格按照工程规范的要求来开展各个工序，在投入使用不久之后就暴露出问题。后一种情况大多是由于隧道混凝土结构在使用过程中受到物理或者化学方面的作用逐渐出现疏松、剥落或者开裂等情况而形成的[1]。
第一，干缩裂缝。由骨料、水泥和大量水混合搅拌而成混凝土材料在浇筑养护的阶段会因为温度或者风力的作用将表层材料中的水分迅速蒸发掉，水分的快速流失会导致混凝土结构发生一定程度的干性收缩，当收缩过程产生的表面应力大于混凝土的抗拉强度时就会在某些部位产生一些大小不一的裂缝，这种在施工完成不久之后就产生的裂缝需要工程技术人员采取措施及时治理。
第二，温度裂缝。水泥和水发生作用之后会在其内部产生放热现象且这种热量会随着大体积混凝土的浇筑而逐渐积聚在内部，显而易见的是热量的积聚造成混凝土材料内部形成一个温度上的梯度差异，大体积混凝土结构在凝固的过程中受到热胀冷缩效应的作用在那些温度积聚比较多的地方出现较大的体积膨胀和向外的张力，而靠近表层的混凝土材料由于热量积聚少、温度低而出现比较小的膨胀量和张力，这种差异会导致混凝土结构出现温度裂缝[2]。
第三，载荷造成的形变裂缝。混凝土养护过程中受到外力碰撞或者投入使用之后在地铁列车的机械振动下产生的裂缝也是不可忽视的问题，拆模的时机把握不合理或者力度过大等造成的外力碰撞也是引起混凝土结构出现裂缝的重要原因之一。第四，施工缝。当浇筑的混凝土长度和面积都比较大时往往难以一次性完成浇筑，一旦中间发生浇筑中断就会导致上一次浇筑的混凝土已经发生了一定程度的凝固而新浇筑的混凝土还没有成型，施工缝就此产生。
第四，使用阶段物理化学反应造成的裂缝。施工质量合格的混凝土结构在长期的使用过程中会因为环境中的物理或者化学反应而逐渐导致其发生开裂。比较典型的情况是混凝土结构在地铁隧道排水中受到长期的酸碱腐蚀而逐渐产生松落甚至裂缝。另外混凝土结构中加入的钢筋在空气作用下发生锈蚀和膨胀作用而逐渐产生向外的力，混凝土结构在其作用下有可能产生裂缝。
2 整治措施
2.1 治理原则
地铁混凝土结构裂缝的产生不仅在很大程度上削弱了其自身的强度还导致其在使用过程中出现不同程度的渗水、漏水情况。在治理这些裂缝的过程中需要考虑是隧道投入使用之前还是已经建成运营了，还要考虑治理隧道混凝土结构裂缝的经济成本和便捷性问题。具体如下：1.结合裂缝的特点以及渗漏的严重程度采取因地制宜的理念来开展裂缝综合治理，在优先考虑堵水和防水措施的情况下合理运用引水和排水措施。2.在治理隧道裂缝的过程中要确保其整体的结构稳定性不能遭到破坏且裂缝的治理效果要做到彻底。3.在治理隧道裂缝和整治渗水漏水的过程中应该始终遵循从大到小、从上到下的基本治理顺序，有一些渗水部位甚至出现了比较严重的涌水现象，此时应该先采取措施对其进行排水再考虑如何治理裂缝的问题。4.对于已经投入使用的隧道结构，修复裂缝和治理渗水的过程中一定要避免对地铁列车的运行造成干扰。5.隧道裂缝修复和渗漏治理的过程中应该采取科学合理的措施来降低工程成本并节约材料和能源[3]。
2.2 治理结构裂缝和渗漏
在修复地铁隧道钢筋混凝土结构的裂缝时需要按照裂缝的宽度、长度以及裂缝所在的位置选择合理的方法。第一，如果钢筋混凝土结构上产生的裂缝比较细微时可以采用表面处理的方法来对其进行修复和堵漏。而现在比较常用的方法是将裂缝清理干净之后通过凿毛、涂抹环氧基液以及将经过拉直处理的玻璃布粘贴在环氧基液上并进行磨平和固定处理。也可以把水泥砂浆或者掺杂了细石料的混凝土材料涂抹在混凝土结构的表面裂缝上起到堵漏的作用。第二，低压注浆法适用于宽度和长度都比较大的裂缝问题的治理，这种堵漏的方式是将裂缝表面附近存在的结水清理干净之后通过钻孔注浆的方式将环氧树脂等防水材料注入到缝隙处，从而达到良好的防水堵漏效果。第三，当混凝土结构上的裂缝出现比较严重的破损设置脱落时采用以上两种方法也难以取得良好的治理效果。此时可以采用先加固后堵漏的方式来处理。使用高性能的粘接剂将一块完整的钢板与混凝土材料上存在裂缝的位置进行粘接，这样就可以起到很好的加固作用。也可以将型钢通过粘接或者焊接的方式固定在混凝土结构的四角以达到有效的加固作用，之后在采取防水堵漏措施来处理漏水的问题[4]。
2.3 治理锈蚀钢筋
有一些钢筋混凝土结构出现开裂破损后将内保部的钢筋暴露出来进而引发了一定程度的锈蚀问题。处理步骤如下：1.处理此类问题时需要先将那些开裂且松动的混凝土层结构清除掉。2.钢筋表面存在的油污或者其他异物对处理锈蚀有很大的干扰作用因而需要将其清除干净。3.在使用钢刷打磨锈蚀的钢筋之前应该通过在其表面涂抹粘结剂的方法来起到湿润的作用，等到除锈操作结束之后再将阻锈剂涂抹在处理过的钢筋表面。4.以间隔6个小时为时间跨度在混凝土表面涂刷阻锈剂，前后一共进行三次。5.在存在缝隙或者结构损坏的部位喷射具有良好粘性和强度的结构补充剂来达到堵漏防渗的目的，注意养护。
2.4 补强修复
第一，修复顶板。先对待修复的部位依次开展作业面清理、打磨、平整等操作，使其满足修复操作的基本需要。然后在混凝土结构的表面依次开展涂抹底胶、刮腻子、砂纸打磨等操作使其达到后续施工的质量要求，最后是将纤维布粘贴在待处理的结构表面并经过定胶干燥等养护处理。
第二，修补侧墙。先是对裂缝处存在的油污或者其他异物进行清除并将存在锈蚀的钢筋进行除锈操作，然后在依次开展铺设钢筋网、涂抹封缝胶以及表面刮涂等一系列措施为灌浆操作做好准备，之后在依次进行灌浆器安装、注入树脂、固化等一系列操作以达到封堵裂缝、防止渗水的目的。
3 结语
地铁隧道的钢筋混凝土结构常常因为各种物理的或者化学的变化而产生干缩裂缝、施工缝、载荷裂缝等一系列影响列车运行的不良因素，而且裂缝的形成还会进一步导致混凝土结构出现渗水、漏水的问题，本文主要分析此类问题的成因以及治理方法。
參考文献：
[1]赵旭. 地铁隧道结构病害原因分析及修复方法[J]. 山西建筑， 2014（9）：185-186.
[2]滕振楠. 浅析隧道裂缝的危害及其整治技术[J]. 江西建材， 2014（3）：188-188.
[3]刘鹏. 天津地铁1号线区间隧道结构病害治理[J]. 中国建筑防水， 2015（12）.
[4]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.