劉軍 馮永

摘 要:隨著地鐵工程的發(fā)展,地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中逐漸暴露出諸多病害,嚴(yán)重影響行車安全。本文對(duì)目前地鐵工程的常見(jiàn)病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,并提出病害的處治意見(jiàn),同時(shí)介紹了運(yùn)營(yíng)期地鐵的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞:地鐵隧道無(wú)損檢測(cè)病害處治

中圖分類號(hào):U25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(c)-0109-01

由于地鐵工程特殊的賦存環(huán)境,在地鐵運(yùn)營(yíng)后,地鐵病害具有隱蔽性強(qiáng)、診斷難、治理難的特點(diǎn)。運(yùn)營(yíng)期的地鐵檢測(cè)既不能破壞其原有結(jié)構(gòu),也不能影響地鐵的正常運(yùn)營(yíng),因此地鐵工程結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)、健康診斷、常見(jiàn)病害處理等已經(jīng)成為工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的問(wèn)題[1～2]。筆者通過(guò)自身工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),對(duì)目前地鐵無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和地鐵工程中常見(jiàn)病害的處理提出了一些建議。

1 地鐵隧道無(wú)損檢測(cè)項(xiàng)目及方法

1.1 地鐵隧道結(jié)構(gòu)主要尺寸檢測(cè)

地鐵隧道結(jié)構(gòu)的尺寸主要采用激光隧道斷面儀和全站儀進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)主要尺寸的檢測(cè),查看地鐵斷面凈空狀態(tài),判斷地鐵是否侵入界限。

1.2 裂縫觀測(cè)

對(duì)襯砌上的裂縫采用目測(cè)為主,輔以裂縫測(cè)寬儀量測(cè),用鋼卷尺量測(cè)裂縫長(zhǎng)度與間距。主要量測(cè)裂縫的尺寸及深度,并提交病害分格檢測(cè)展示圖,從而了解不同段落裂縫病害的分布規(guī)律。

1.3 結(jié)構(gòu)密實(shí)度無(wú)損檢測(cè)

主要采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)可以得到襯砌厚度數(shù)據(jù)、背后空洞分布情況等內(nèi)容。

1.4 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要采用結(jié)構(gòu)回彈儀進(jìn)行檢測(cè)。因此以回彈值反映混凝土表面硬度,根據(jù)表面硬度推求混凝土的抗壓強(qiáng)度,從而評(píng)判結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

1.5 鋼筋銹蝕受力檢測(cè)

本檢測(cè)項(xiàng)目采用儀器為鋼筋銹蝕檢測(cè)儀,通過(guò)測(cè)得的電位值評(píng)估鋼筋的銹蝕狀態(tài)。

2 地鐵常見(jiàn)病害成因分析

2.1 結(jié)構(gòu)裂縫

地鐵工程中結(jié)構(gòu)裂縫表現(xiàn)為道床裂縫、邊墻裂縫、頂板裂縫等形式。結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)往往是在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中多方面的因素導(dǎo)致的,常見(jiàn)主因主要包括以下幾點(diǎn):

①差異沉降。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于設(shè)計(jì)方案不合理,使得地基加固效果不佳,導(dǎo)致地基工后沉降及縱向差異沉降較大,其值大于結(jié)構(gòu)允許范圍后,勢(shì)必造成結(jié)構(gòu)病害性裂縫。同時(shí),設(shè)計(jì)人員對(duì)圍巖類別判斷有誤,致使襯砌設(shè)計(jì)厚度不足,也會(huì)因承載力不足而導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。

②變形縫的設(shè)置。變形縫一般包括沉降縫與伸縮縫兩層含義。對(duì)于地鐵結(jié)構(gòu),考慮整體道床基礎(chǔ)允許垂直錯(cuò)位最大值的范圍,因此一般不設(shè)置沉降縫。而在軟土地區(qū),為了提高結(jié)構(gòu)縱向剛度,一般也不設(shè)置過(guò)多的伸縮縫。這就使得地基加固不佳時(shí),地基工后沉降加大,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力過(guò)于集中,容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

③結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中,由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或者施工時(shí)混凝土壁后回填土壓實(shí)不當(dāng)?shù)仍?造成混凝與質(zhì)量不符合要求,從而容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生。

④溫縮、干縮。由于溫縮、干縮使得混凝與結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中,容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

⑤列車振動(dòng)。超負(fù)荷地鐵結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期處于低頻連續(xù)振動(dòng)的環(huán)境下,容易導(dǎo)致軟土下臥層地基產(chǎn)生較大縱向沉降[3],致使裂縫的出現(xiàn)。同時(shí),對(duì)于已有裂縫而言,長(zhǎng)期行車荷載使道床上下振動(dòng)而形成倒吸現(xiàn)象,造成水在裂縫中反復(fù)潛蝕,從而使裂縫擴(kuò)大。

2.2 滲漏水

結(jié)構(gòu)滲漏水是地鐵工程中最常見(jiàn)的病害之一。滲漏水會(huì)促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕,造成襯砌結(jié)構(gòu)破壞;滲漏水還會(huì)軟化圍巖,引起圍巖變形;若滲漏水中還有腐蝕性介質(zhì),會(huì)造成一般襯砌混凝土的砌筑砂漿腐蝕損壞,降低襯砌的承載能力;滲漏水還會(huì)引起路基下沉、基底損裂等次生病害,影響行車安全。

滲漏水部位主要發(fā)生在環(huán)縫、縱縫、注漿孔及旁通道位置。出現(xiàn)滲漏水一般有兩個(gè)前提:一是裂縫已經(jīng)貫通混凝土結(jié)構(gòu)層;二是防水層已經(jīng)破壞或本身就質(zhì)量不合格。因此,結(jié)構(gòu)裂縫、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及防水工程等防水體系部分失效是滲水的主要原因。

3 地鐵病害防治對(duì)策

對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫、滲漏水等常見(jiàn)病害需對(duì)癥下藥,標(biāo)本兼治。首先需加強(qiáng)觀測(cè),查明病因,對(duì)不同病害采用不同的工程措施;其次,對(duì)滲漏水、腐蝕等常見(jiàn)病害應(yīng)綜合整治,貫徹徹底整治的原則;最后,地鐵主體結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)病害,堅(jiān)持必須及時(shí)治理的原則。

3.1 表面封閉

從美觀起見(jiàn),滲漏處理后要進(jìn)行表面封閉。表面封閉主要用于裂縫在結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi),未出現(xiàn)輕微滲漏現(xiàn)象或經(jīng)過(guò)縫內(nèi)注漿、壁后注漿等治理后的裂縫的處理。

對(duì)于未滲漏的,表面進(jìn)行必要的處理和保護(hù)措施后,進(jìn)行防水砂漿抹面及防水涂層的實(shí)施;對(duì)于輕微滲水的,將裂縫按要求剔成一定深度和寬度的V形槽,槽內(nèi)用速凝材料填壓密實(shí)。

3.2 縫內(nèi)注漿

縫內(nèi)注漿一般用于以下情況:1)裂縫較大,出現(xiàn)輕微滲漏或相對(duì)嚴(yán)重滲漏現(xiàn)象;2)經(jīng)過(guò)壁后注漿等治理后的嚴(yán)重滲漏裂縫;3)雖已修補(bǔ),但仍出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的裂縫。

3.3 壁后(基底)注漿

壁后注漿是指將止水漿液用壓力泵通過(guò)特殊注入管(位于裂縫上方),注入混凝土的背面,在背面形成保護(hù)面,將裂縫的滲漏水通道徹底截?cái)唷?/p>

3.4 素噴或網(wǎng)噴混凝土

對(duì)于開(kāi)裂嚴(yán)重襯砌,可采用素噴混凝土或者網(wǎng)噴混凝土加固。錨噴加固裂損襯砌可以恢復(fù)和提高襯砌的承載能力,而鋼筋網(wǎng)的布設(shè)大大提高了組合拱結(jié)構(gòu)的抗裂性和抗彎、抗剪強(qiáng)度,大大提高襯砌的承載力。

3.5 施工縫修補(bǔ)

施工縫修補(bǔ)采用的是綜合治理措施,即注漿防水與嵌縫和抹面保護(hù)相結(jié)合,具體做法是將縫內(nèi)一定深度的原嵌填材料清除,施工縫沿縫鑿縫,清洗干凈,漏水嚴(yán)重的埋設(shè)引水管,滲漏小的用快凝材料封堵。然后嵌填密封防水材料,抹水泥砂漿,最后注漿堵水。

堵漏止水材料的選擇對(duì)病害處理效果影響較大,不同的堵漏止水材料用于處理不同的滲漏情況。堵漏止水材料主要分為無(wú)機(jī)堵漏材料、有機(jī)堵漏材料、快速堵漏劑等,其主要適用范圍有所不同。

3.6 高壓旋噴樁加固

對(duì)于沉降不穩(wěn)定地段,可采用深層高壓旋噴樁進(jìn)行加固。需要注意的是,高壓旋噴樁加固會(huì)破壞部分底板結(jié)構(gòu),可能會(huì)擾動(dòng)軟土,造成新的沉降,因此在實(shí)際工程中,應(yīng)在前期進(jìn)行試驗(yàn)段專題研究再進(jìn)行工程應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

地鐵工程結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)、治理和管理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。加強(qiáng)施工過(guò)程的質(zhì)量管理、減少結(jié)構(gòu)病害,是地鐵工程結(jié)構(gòu)病害治理的最有效、最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的途徑之一。必須重視地鐵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的控制、運(yùn)營(yíng)期健康監(jiān)測(cè)等各個(gè)方面,以確保地鐵工程的安全運(yùn)營(yíng)。

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