淺析地鐵車站病害處理及預防

張健

摘? 要：隨著城市地鐵建設的發(fā)展建設項目的不斷增多，我國大部分地鐵車站采用的是大體積復合式鋼筋混凝土框架結構。它的主要特點是：鋼筋復雜、砼體積大、地下施工。這3種特點造成施工后不可避免地會出現(xiàn)一些病害現(xiàn)象。清川站作為典型的地下混凝土框架結構車站，也不可避免地出現(xiàn)了多種病害現(xiàn)象。我們認真分析病害成因，并提出對此類病害的處理及預防措施。

關鍵詞：地鐵車站? 病害? 裂縫? 滲漏? 處理? 預防

中圖分類號：U231???????????????????????????? 文獻標識碼：A??? ???????????? 文章編號：1672-3791（2021）01（a）-0097-04

Analysis of Subway Station Disease Treatment and Prevention

ZHANG Jian

（China Railway 22nd Bureau Group Rail Engineering Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610000 China ）

Abstract： With the development of urban subway construction and the increasing of construction projects， most subway stations in China adopt large volume composite reinforced concrete frame structure. The main features of concrete and underground construction are： complex steel bars， large concrete volume and underground construction. These three characteristics will inevitably lead to some diseases after construction. As a typical underground concrete frame structure station， Qingchuan station inevitably has a variety of diseases. We carefully analyze the causes of the disease， and put forward the treatment and prevention measures of this kind of disease.

Key Words： Subway station; Disease; Crack; Leakage; Treatment; Prevention

1? 工程概況

南寧軌道交通一號線一期工程清川站，為南寧市軌道交通一號線自西向東的第六座車站，為地下兩層島式車站。車站主體結構底板厚900 mm，中板厚400 mm，頂板厚800 mm，側墻厚700 mm。車站內(nèi)部結構柱混凝土強度等級采用C50，側墻、底板、頂板、頂縱梁及底縱梁的混凝土強度等級采用C40，抗?jié)B等級為P8。結構混凝土均采用耐久性混凝土。結構外防水采用4 mm厚瀝青防水卷材進行包裹，頂部涂刷聚氨酯防水涂料，施工采用鍍鋅鋼板止水帶、水泥基結晶抗?jié)B涂料。

2? 病害現(xiàn)象及原因

2.1 病害分類

（1）外觀質(zhì)量缺陷。這一類主要是混凝土結構的通見病害，如色差、蜂窩麻面、漏筋、缺棱掉角、孔洞、夾層。

（2）裂縫。這一類因其成因不同表現(xiàn)出的情況也不同。

（3）滲漏水。作為地下結構這一類病害在地鐵中尤為突出，尤其在南寧這樣多雨及地下水位較高的地區(qū)，它不僅與地下工程周邊地質(zhì)水文環(huán)境、結構埋深、防水設計方案、防水材料等有關，還與結構混凝土性能、施工方案、施工工藝等有關。由于影響地鐵工程防水效果優(yōu)劣的因素很多，地鐵工程在完工后或多或少存在局部滲漏的質(zhì)量缺陷。通常它是由上述兩類發(fā)展或惡化形成的。如點滲漏、面滲漏通常可以在表面發(fā)現(xiàn)蜂窩麻面、裂縫、夾層等病害。

2.2 病害成因分析

（1）混凝土外觀質(zhì)量缺陷主要是在施工過程中由于模板表面粗糙、未清理干凈、潤濕不足、漏漿、振搗不合理，造成砂漿與石子分離、氣泡未排出等現(xiàn)象所致。

（2）混凝土的裂縫有溫度裂縫、干縮裂縫和外力引起的裂縫。原因主要是溫差過大、養(yǎng)護不良、水分蒸發(fā)過快以及結構和構件下地基產(chǎn)生不均勻沉陷，模板、支撐沒有固定牢固，拆模時受到劇烈振動等。

（3）滲漏水成因分為結構自防水失敗、施工縫處理不當、外包防水層破損3種。

其中結構自防水是極為重要的防水措施，但在現(xiàn)實工程中卻難以做到，主要是結構裂縫難以避免，加之由于地下工程空間環(huán)境的特殊性，混凝土施工質(zhì)量均勻性欠佳，混凝土內(nèi)部存在局部缺陷，破壞了結構自防水能力。

2.3 外觀缺陷修復及預防措施

（1）色差修補。多數(shù)色差修補工作的失敗是由于未能使用同周圍混凝土表面相同配合比的材料而造成的。即使是使用了與原混凝土相同的配合比，也很難保證修整部分的顏色與原混凝土顏色一致。為了彌補這一缺陷，通常修補所用的混合料有以下幾種配比（具體最優(yōu)的配比只有通過現(xiàn)場調(diào)試得出）：①白水泥+普通水泥+粉煤灰+水;②白水泥+普通水泥+粉煤灰+沙+水;③白水泥+普通水泥+普通水泥+沙+水;④白水泥+普通水泥+沙+水;⑤普通水泥+沙+水。以上5種配合比為保證修補材料和原混凝土的結合都可以考慮加膠。

（2）混凝土表面麻面、露筋、蜂窩、孔洞治理。①麻面部位用清水刷洗，充分濕潤后用水泥漿或水泥砂漿抹平。②將外露鋼筋上的砼和鐵銹清洗干凈，再用水泥砂漿（1∶2比例）抹壓平整。如露筋較深，應將薄弱砼剔除，清理干凈，用高一級的細石砼搗實，認真養(yǎng)護。③小蜂窩可先用水沖洗干凈，用1∶2水泥砂漿修補;大蜂窩，先將松動的石子和突出顆粒剔除，并剔成喇叭口，然后用清水沖洗干凈濕透，再用高一級細石砼搗實，認真養(yǎng)護。

3? 施工縫結合不好

3.1 現(xiàn)象

施工縫處砼結合不好，有縫隙或夾有雜物，造成結構整體性不好。

3.2 治理

（1） 縫隙較細時，可用清水沖洗裂縫，充分濕潤后抹水泥漿。

（2） 梁柱等在補強前，首先應搭設臨時支撐予以加固后方可進行剔鑿工作。清洗干凈，充分濕潤再灌筑高一等級的細石砼，搗實并認真養(yǎng)護。

3.3 缺棱掉角

現(xiàn)象：梁、板、柱、墻及洞口直角處，砼局部掉落，不規(guī)整，棱角有缺陷。

治理：缺棱掉角較小時，用鋼絲刷刷該處，清水沖刷充分濕潤后，用1∶2的水泥砂漿抹補齊正。對較大缺角，將不實的砼鑿除，用水沖刷干凈濕透，然后支模用高一等級的細石砼補好，并加強養(yǎng)護。

3.4 混凝土保護層破壞或混凝土保護性能差

現(xiàn)象：當結構的保護層砼遭破壞或保護性能不良時，鋼筋會銹蝕、鐵銹膨脹導致砼開裂。

治理：（1）砼裂縫可用環(huán)氧樹脂灌縫。（2）對已銹蝕的鋼筋，應清除鐵銹，鑿除與鋼筋結合不良的砼，用清水沖刷干凈充分濕潤后，用高一等級的細石砼填實，加強養(yǎng)護。

3.5 混凝土收縮裂縫

現(xiàn)象：裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結構構件表面出現(xiàn)，有塑態(tài)收縮、沉陷收縮、干燥收縮、碳化收縮、凝結收縮等收縮裂縫，這種裂縫不深也不寬。

治理：（1）如砼仍有塑性，可采取壓抹一遍或重新振搗的辦法，并加強養(yǎng)護。（2）如砼已硬化，可向裂縫內(nèi)散入干水泥粉，然后加水潤濕，或在表面抹薄層水泥砂漿。（3）也可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進行封閉處理。

3.6 混凝土溫度裂縫

現(xiàn)象：溫度裂縫走向無規(guī)律，大面積結構溫度裂縫往往是縱橫交錯;梁板類溫度裂縫多平行于短邊。貫穿的溫度裂縫，一般與短邊平行或接近平行。裂縫寬度一般在0.5 mm以下。表面溫度裂縫多在施工期間出現(xiàn)，貫穿的溫度裂縫在澆筑經(jīng)2～3個月或更長時間發(fā)生，縫寬是冬季寬夏季變細。沿截面高度，裂縫呈上寬下窄多數(shù)，個別也有下寬上窄，遇頂部和底部配筋較多的結構，也有中間寬兩端窄的梭形裂縫。

治理：對表面裂縫，可采取涂兩遍環(huán)氧膠泥或貼環(huán)氧玻璃布，以及抹、噴水泥砂漿等方法進行表面封閉處理。對防水防滲的結構，大于0.1 mm寬度的貫穿性裂縫，采用灌水泥漿或環(huán)氧漿液進行裂縫修補，或者灌漿與表面封閉同時采用。小于0.1 mm的裂縫，可不處理或只做表面處理。

4? 混凝土外觀缺陷的預防措施

（1）混凝土配制時計量要準確，嚴格控制水灰比，攪拌均勻保持良好的和易性，混凝土入模后，振搗要嚴格操作程序，振搗密實。

（2）模板表面要潔凈，其上的水泥浮灰要清除掉，鋼模板要滿涂隔離劑，木模板在混凝土入模前要保持充分濕潤，模板拼縫必須嚴密，拼縫處可加設密封條，以防混凝土漏漿。

（3）嚴格控制混凝土入模時的自由落差，當澆筑高度超過3 m時，增設串筒、溜槽，以防混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

（4）鋼筋綁扎要加設墊塊，一般設塑料墊塊，墊塊綁扎要牢固可靠，特別是梁、柱底模及側模墊塊更要認真仔細，以防混凝土澆筑時墊塊脫落、鋼筋移位。

（5）在框架梁柱節(jié)點等鋼筋密集處，首先要按規(guī)范及設計要求正確處理好鋼筋的下料和綁扎，留有混凝土中石子通過間隙，也可采用與混凝土同強度的細石混凝土分層澆筑，有必要時可提高細石混凝土一個強度等級，澆筑時應精心操作，認真振搗。

（6）做好模板及支撐系統(tǒng)的設計，使其具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性，以滿足上部荷載的需要。

（7）嚴格控制混凝土的水灰比，使其具有良好的和易性，控制混凝土的使用時間。

（8）澆筑完畢的混凝土在規(guī)定時間內(nèi)要覆蓋澆水養(yǎng)護，保證混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)。

（9）嚴格控制施工荷載，適當放慢施工速度。

（10）嚴格拆模時間，防止拆模過早，拆模時按拆模方案進行，嚴禁強撬硬別，用力過猛，損壞結構棱角。

（11）加強成品保護，防止結構構件被碰撞而致?lián)p壞。

5? 滲漏水處理

通過對滲漏原因的分析，地鐵車站一旦發(fā)生滲漏情況，對于圍護結構、外包防水層則很難處理，一般采取對結構混凝土缺陷進行修復才能解決滲漏問題。地鐵車站主體結構堵漏主要以注漿封堵結構缺陷為主。根據(jù)不同的滲漏情況分非別采用相應的處理施工技術。

5.1 點滲漏

點滲漏的現(xiàn)象可分為點或小于50 mm的裂縫。若滲漏水輕微，采取在該點或裂縫中心鉆孔，孔徑為10 mm，深60～80 mm，埋設注漿管，高壓清水沖洗后注漿。注漿管嘴離孔底要有一定間隙，孔口與注漿管采用堵漏粉（牛源）固定，兩側裂縫也同樣采用堵漏粉封堵;若滲漏水形成水流，則先對該點或裂縫進行鑿槽處理，然后再用上述方法堵漏。

5.2 面滲漏

面滲漏由點滲漏密集而成，首先按點滲處理，然后在滲水面內(nèi)鑿深30 mm，清洗后涂刷堵漏粉，使基面干燥并涂刷雙組分聚氨酯涂料（東方雨虹），最后用防水砂漿封閉。

如面滲面積大于5 cm，首先深鑿基面6 cm，清刷暴露鋼筋，環(huán)向稍加深2 cm，以利止水。然后基面涂刷堵漏粉三道，堵漏粉的調(diào)配稠度因基面濕度而定，以操作感官效果為準。若個別點效果不佳，可采用堵漏粉后補，厚度5～15 mm即可。再涂刷雙組分聚氨酯1 mm，涂刷前，基面需風干，雙組分聚氨酯的涂刷宜預留出??? 2 cm做砂漿結合部位。最后用防水砂漿封閉。

5.3 裂縫及施工縫滲漏

（1）混凝土構件裂縫表面處理。用鋼絲刷將需要修補的裂縫表面的碎渣、浮灰清除干凈，在清理過程中，注意不要把裂縫堵塞。必須保持裂縫及表面干燥，裂縫處宜用清洗劑擦洗。

（2）壓漿嘴位置的布設。壓漿嘴主要起壓漿進口和排氣出口的作用，同時能檢驗壓漿的效果，當環(huán)氧樹脂漿液從相鄰的壓漿嘴中流出，說明兩嘴間的裂縫已經(jīng)注滿。壓漿嘴布置的原則是：①裂縫的端部都應設;如縫是斷續(xù)的，則斷續(xù)處兩端都設嘴;裂縫為縱橫交錯的交叉處應設嘴;貫通的裂縫兩面都應設，且位置宜錯開。②兩嘴之間的距離，可根據(jù)結構的截面、裂縫的寬度及裂縫的形式而定。一般在30～50 cm間，豎縫、斜縫及較寬的縫，距離可大些;水平縫及較窄的縫，距離可小些。③壓漿嘴宜設在裂縫較寬處，這樣環(huán)氧樹脂較易壓入縫隙內(nèi)。布設壓漿嘴的位置后，用鉛筆在混凝土上劃出標記，以便粘貼。

（3）壓漿。壓漿的順序一般按照自下而上，由一端向另一端循序漸進的原則。

①靜漿灌注。根據(jù)孔容和各孔串通情況，分批調(diào)配漿材，第一次備漿量應大于孔容管路占漿量。由低到高依序進行灌注，因聚胺脂材料的固化特性，注漿采用單孔注漿為宜。注漿壓力為0.4～0.5 MPa，隨時觀測漿材注入量，確保一次注漿充填飽滿達到有效止水。做好化學灌漿原始記錄和成果表。5 min內(nèi)單孔注入量小于100 mL，將壓力提升至0.7～0.8 MPa。5 min內(nèi)單孔注入量大于300 mL，降低壓力或調(diào)節(jié)漿材凝膠時間施灌。②改性環(huán)氧樹脂壓漿。環(huán)氧樹脂漿液倒入壓漿罐，旋緊加料蓋子，即可往壓漿罐輸送壓縮空氣?？諝鈮毫σ话惚３衷?.15 MPa左右，裂縫較粗可減小些，較細可增大些。將壓漿噴槍插入壓漿嘴中壓緊，開啟噴槍開關，向縫隙內(nèi)壓送漿液，當相鄰的壓漿嘴有環(huán)氧樹脂排出，說明2個壓漿嘴之間的縫隙已經(jīng)灌滿，可暫停壓漿，用木塞將壓漿嘴堵上，再移至下一個壓漿嘴繼續(xù)壓漿。

6? 結語

地鐵車站主體會出現(xiàn)各種工程缺陷。尤其是滲漏水方面，在南寧這樣多雨及地下水位較高的地區(qū)，它不僅與地下工程周邊地質(zhì)水文環(huán)境、結構埋深、防水設計方案、防水材料等有關，還與結構混凝土性能、施工方案、施工工藝等有關。由于影響地鐵工程防水效果優(yōu)劣的因素很多，地鐵工程在完工后或多或少存在局部滲漏的質(zhì)量缺陷。盡快完成缺陷修復并使車站投入使用，地鐵車站缺陷處理在主體結構完工后顯得尤其重要。

參考文獻

[1]?張亞軍.富水地層深大地鐵車站防水病害治理施工方法[J].科技視界，2015（7）：257，275.

[2]?朱來建.淺談成都地鐵車站施工安全管理工作[J].科學技術創(chuàng)新，2017（30）：161-162.

[3]?王溯.地鐵車站明挖施工技術控制要點[J].建筑技術開發(fā)，2019，46（9）：75-76.

[4]?趙明珠，王丹，方杰，等.基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡的地鐵車站溫度預測[J].北京交通大學學報， 2020，44（4）：94-101.

[5]?馮誠.大型活動散場時段地鐵車站客流分布預測與控制[D].北京建筑大學，2020.

[6]?王靖宜.屏蔽門系統(tǒng)地鐵車站出入口滲透風特性研究[D].長安大學，2019.