地鐵隧道及地下工程病害分析與風(fēng)險(xiǎn)防治

萬春峰

南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司 江蘇南京 210000

我國處于基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展時(shí)期，在快速建設(shè)地下工程的同時(shí)，如何在地鐵隧道設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營期間提高隧道抗病害的能力，保障隧道的安全性和延長運(yùn)營壽命十分重要。受到多方面因素影響，在工程作業(yè)期間很容易出現(xiàn)一些施工病害問題，不同位置的病害原因和處置措施有很大區(qū)別，有時(shí)多種病害共同作用使隧道病害原因更加復(fù)雜，病害的處理難度大幅增加。因此需要在充分獲取并研究地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，擬定恰當(dāng)?shù)念A(yù)防措施和治理措施，借此來營造良好的工程作業(yè)環(huán)境，已達(dá)到減少后期運(yùn)營維護(hù)成本的目的。

1 地鐵隧道及地下工程病害形成的主要原因

1.1 土層性質(zhì)不穩(wěn)定

目前在地鐵隧道工程的作業(yè)過程中，經(jīng)常使用到的施工方法包括明挖法、暗挖法等。并且工程橫跨區(qū)域范圍較大，在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)受到不同作業(yè)區(qū)域地質(zhì)的影響，尤其是土層地質(zhì)性質(zhì)較差的區(qū)域，也是病害問題出現(xiàn)的主要區(qū)域?？偨Y(jié)以往的施工經(jīng)驗(yàn)可以了解到，砂土層、粉土層、黏土層的穩(wěn)定性相對較差，在施工期間會(huì)改變土層內(nèi)部應(yīng)力平衡，土層中的應(yīng)力會(huì)沿著較小方向推進(jìn)，若沒有提前做好臨時(shí)支護(hù)措施，很容易造成隧道塌方。

1.2 地下水波動(dòng)劇烈

地下工程所處深度相對較大，部分作業(yè)區(qū)域地下水所處位置相對較淺，這也會(huì)對隧道基層面的穩(wěn)定性帶來較大的影響。以承壓水為例，在上方土層壓力被卸載之后，承壓水會(huì)沿著土層中的裂隙向上移動(dòng)，突破表層的封堵后導(dǎo)致涌水病害。隨著雨季與旱季的不斷變化，而受到當(dāng)?shù)亟涤炅亢偷乇硭笛a(bǔ)充量的影響，有時(shí)也會(huì)面臨著地下水位不斷波動(dòng)的情況，若水位下降或上浮的幅度過大，那么很容易導(dǎo)致基層出現(xiàn)沉降或頂升的情況，從而影響到隧道環(huán)境安全性。

1.3 襯砌腐蝕的影響

在地下工程作業(yè)過程中，二次襯砌屬于常用的作業(yè)技術(shù)，所使用到的施工材料主要以混凝土為主，而作業(yè)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度較高，也造成襯砌腐蝕問題的出現(xiàn)。該病害主要出現(xiàn)在石膏巖層當(dāng)中，原因在于石膏巖層中含有較多的硫酸鹽，會(huì)和混凝土中的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)膨脹開裂的問題，影響到襯砌結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)用質(zhì)量。

2 地鐵隧道及地下工程病害的預(yù)防措施

2.1 做好基礎(chǔ)資料勘察

在地鐵隧道及地下工程作業(yè)過程中，做好基礎(chǔ)資料勘察是擬定有效病害預(yù)防措施的基礎(chǔ)條件。借助物探技術(shù)對于區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)資料情況進(jìn)行采集，采集的資料內(nèi)容包括土層厚度、土層基礎(chǔ)性質(zhì)、土層理化性質(zhì)、地下含水層位置、地下水分布、周圍建筑物分布等，根據(jù)采集到的基礎(chǔ)資料，將工程作業(yè)區(qū)域劃分為若干個(gè)工作區(qū)域，每個(gè)工作區(qū)域采用相應(yīng)的預(yù)防措施來對其進(jìn)行加固，借此來降低病害問題的發(fā)生幾率，也可提高工程作業(yè)期間的穩(wěn)定性。

2.2 提前做好基礎(chǔ)加固

對于一些性質(zhì)較差的土層，需要在正式施工前，提前對其進(jìn)行加固處理或改良，以此來提高作業(yè)環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性。目前在前期處理中應(yīng)用較多的基礎(chǔ)加固方法包括注漿加固法、超前支護(hù)、濕噴混凝土等。以注漿加固法為例，在實(shí)際施工作業(yè)的過程中，需要在基礎(chǔ)層上提前選擇好鉆孔位置，按照要求完成鉆孔作業(yè)，隨后將調(diào)配好的水泥漿通過注漿設(shè)備將其注入到鉆孔當(dāng)中，水泥漿在壓力作用下會(huì)滲入到土層縫隙當(dāng)中，待凝結(jié)之后可以起到密封結(jié)構(gòu)的作用，確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

2.3 做好材料選擇工作

考慮到部分作業(yè)地區(qū)存在襯砌腐蝕的隱患，因此在擬定預(yù)防措施時(shí)，也需要做好材料選擇工作。在具體的應(yīng)用過程中，也需要按照要求做好前期基礎(chǔ)資料的勘察工作，根據(jù)勘察資料來匹配所用材料的基礎(chǔ)參數(shù)。如石膏層作業(yè)區(qū)域在施工時(shí)應(yīng)選擇耐腐蝕較強(qiáng)的混凝土材料，并且在后續(xù)施工過程中，也需要做好結(jié)構(gòu)表層耐腐蝕的處理工作，從而提高施工材料的施工質(zhì)量和應(yīng)用效果。

3 地鐵隧道及地下工程病害的治理要點(diǎn)

3.1 表面結(jié)構(gòu)的封閉處理

在出現(xiàn)隧道滲漏問題之后，經(jīng)常使用到的處理方法便是封閉處理手段，在具體的應(yīng)用過程中，會(huì)在發(fā)現(xiàn)的裂縫病害處，采用內(nèi)注漿或者壁后注漿的方法，對于滲漏面進(jìn)行打磨封邊處理，隨后再對其內(nèi)部進(jìn)行壓漿封閉處理，提高處理面的美觀性。為了方便結(jié)構(gòu)處理，一般會(huì)選擇將裂縫剔成V 形槽，其參數(shù)略大于裂縫初始參數(shù)，后續(xù)會(huì)使用速凝材料對V 型槽進(jìn)行填充，確保填充后槽內(nèi)的密實(shí)度，借此來提高該區(qū)域的防水性能，提高其具體的應(yīng)用價(jià)值[1]。

3.2 修建臨時(shí)排水系統(tǒng)

在上文中已經(jīng)提到，在工程作業(yè)過程中經(jīng)常面臨的問題便是地下水涌出的問題，因此車站基坑等在前期除了修建降水井來降低地下水壓力外，還需要在作業(yè)期間進(jìn)行臨時(shí)排水系統(tǒng)的修建，利用盲溝、管道等途徑將滲漏出的水體匯集在集水坑中，利用水泵將其集中抽取到外界，同時(shí)搭配著注漿或濕噴技術(shù)來對這些縫隙進(jìn)行處理，這也在很大程度上提高了問題處理的有效性[2]。需要注意的是，排水系統(tǒng)的所在位置需要在前期進(jìn)行合理規(guī)劃，嚴(yán)格按照要求來完成施工，從而提高排水工程的應(yīng)用效果[3]。

3.3 施工縫的修復(fù)處理

在地下工程施工過程中，還需要做好施工縫的修復(fù)處理工作，在具體的施工過程中，會(huì)選擇將注漿防水技術(shù)和抹面保護(hù)技術(shù)匯總在一起進(jìn)行使用，從而提高施工縫最終的處理效果。在具體應(yīng)用過程中，需要先把施工縫隙內(nèi)的填料清理干凈，隨后沿著施工縫進(jìn)行鑿毛處理，最后鋪設(shè)上鋼絲網(wǎng)和混凝土來起到優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用。如果區(qū)域滲漏問題比較嚴(yán)重，還需要通過埋設(shè)引水管的方式來把縫隙內(nèi)的積水排出到外界，完成該操作后再進(jìn)行封堵施工。

4 結(jié)語

綜上所述，在地下工程施工過程中，經(jīng)常面臨的施工病害威脅包括地下水災(zāi)害、襯砌腐蝕、沉降等問題，基于這些病害出現(xiàn)的原因，擬定可靠的預(yù)防和治理措施，不僅可以降低災(zāi)害發(fā)生后的危害性，而且對于延長工程使用壽命也有著積極地意義。