軌道交通地鐵線路常見結(jié)構(gòu)病害維保技術(shù)分析

付金庸

摘 要：軌道交通運營線路土建結(jié)構(gòu)維保是城市軌道交通發(fā)展后期的重要工作，本文在城市軌道交通快速發(fā)展，運營線路里程及通車使用年限逐年增加的背景下，對日益突出的常見的軌道交通運營線路車站結(jié)構(gòu)滲漏水、盾構(gòu)隧道管片滲漏水、道床離縫、管片破損開裂、隧道沉降變形等土建結(jié)構(gòu)病害問題的處置、種類、產(chǎn)生的主要原因及不同病害的維保治理技術(shù)進行了分析研究，為地鐵運營線路土建結(jié)構(gòu)病害維保施工提供技術(shù)參考，保障地鐵線路結(jié)構(gòu)安全，提升運營質(zhì)量，同時對其他隧道及地下結(jié)構(gòu)滲漏水病害的治理實踐和研究具有積極意義。

關(guān)鍵詞：軌道交通;結(jié)構(gòu)病害;滲漏水;維護保養(yǎng)

0 引言

隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，運營線路里程和通車運營年限的逐年增加，軌道交通土建結(jié)構(gòu)病害問題也日益突出，在運營線路中諸如車站結(jié)構(gòu)滲漏水、區(qū)間管片滲漏水、道床離縫、管片破損開裂、隧道沉降變形等病害較為常見且危害嚴重，因此對運營線路的維保工作是確保地鐵土建結(jié)構(gòu)健康安全狀態(tài)的保障，對地鐵運營的安全有著重大的意義。對地鐵維保技術(shù)進行分析研究，提升地鐵線路土建結(jié)構(gòu)維保技術(shù)質(zhì)量水平，促進城市軌道交通更好發(fā)展。

1 運營線路滲漏水處理原則

（1）滲漏水處理應(yīng)遵循以堵為主、堵排結(jié)合的原則，因地制宜，綜合選用合理的處理工藝，在避免對結(jié)構(gòu)造成二次傷害的前提下，確保處理質(zhì)量。

（2）對車站、場段等位置結(jié)構(gòu)病害，為及時消除線路運營影響，應(yīng)及時對結(jié)構(gòu)病害進行安排查看處置，對于區(qū)間隧道高除應(yīng)急處置等特殊情況外，以區(qū)間為單位，提交巡查報告和施工方案，進行集中處理，完成后及時進行質(zhì)量驗收。

（3）大面積的隧道滲水區(qū)域采取壁后注漿加隧道內(nèi)環(huán)縱縫封堵方式進行處理，小滲水量較區(qū)域進行環(huán)縱縫處理或結(jié)構(gòu)表面注漿封堵處理。

2 常見隧道病害種類及原因分析

2.1 車站結(jié)構(gòu)病害

車站土建結(jié)構(gòu)病害主要是裂縫滲漏水，在車站頂板或者側(cè)墻上存在結(jié)構(gòu)裂縫，頂板覆土和側(cè)墻背后土體存在滲水通道，水源通過滲水通道穿過結(jié)構(gòu)裂縫滲入引起滲漏水。造成結(jié)構(gòu)裂縫的原因很多，主要有混凝土結(jié)構(gòu)澆筑質(zhì)量不合格、養(yǎng)護不到位、土強度未達到設(shè)計要求提前拆模等。

2.2 區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)病害

隧道結(jié)構(gòu)病害主要有管片環(huán)縱縫滲漏水、結(jié)構(gòu)裂縫、結(jié)構(gòu)掉塊及破損、道床離縫脫空、管片收斂變形等。隧道因列車動荷載、周邊地面堆載、基坑開挖、地下水變化及地質(zhì)條件等的影響導(dǎo)致管片發(fā)生橢變，部分收斂變形過大等不利情況。當(dāng)隧道收斂遠超安全允許值，引起道床沉降離縫，管片變形、管片開裂、破損、環(huán)縱縫滲漏水等一系列病害，給隧道結(jié)構(gòu)安全及使用壽命帶來不利影響。

3 地鐵運營線路常見病害治理技術(shù)

3.1 壁后注漿技術(shù)

隧道管片壁后注漿處理時，應(yīng)查明待注區(qū)域襯砌外回填土的現(xiàn)狀，應(yīng)根據(jù)隧道外部土體的性質(zhì)選擇注漿材料，黏土地層宜采用水泥-水玻璃雙液或水泥漿單液灌漿材料，砂性地層宜采用聚氨酯灌漿材料，使用前應(yīng)進行試注漿，以確定適合本區(qū)間的注漿材料。注漿時應(yīng)按設(shè)計要求布孔。增開注漿孔及注漿前在管片相應(yīng)位置安裝球閥及防噴涌裝置，并做好相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，防止施工過程出現(xiàn)泥水噴涌現(xiàn)象。應(yīng)先進行試注漿，確定合理的注漿量以及注漿壓力等參數(shù)。注漿過程中，應(yīng)加強隧道內(nèi)和地面變形觀測。

3.2 盾構(gòu)隧道內(nèi)環(huán)、縱縫滲漏封堵

注漿止水前，在滲漏部位周圍無明水滲出的縱、環(huán)縫注入少量聚氨酯灌漿材料形成漿液阻斷點。在漿液阻斷點圍成的區(qū)域內(nèi)部，用速凝型聚合物砂漿或快干水泥等騎縫封堵并埋設(shè)注漿嘴。在注漿嘴注入防水灌漿材料，包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽、快干水泥等，根據(jù)實際情況實施。待注漿達到堵水效果后，切除止水針頭后使用環(huán)氧膠泥封堵收邊。

3.3 結(jié)構(gòu)裂縫處理

（1）明挖及暗挖結(jié)構(gòu)裂縫滲漏處理可采用注漿止水。找出出水點位置，埋設(shè)止水針，注入防水灌漿材料，防水待注漿達到堵水效果后，切除止水針頭，用環(huán)氧膠泥封閉裂縫。

（2）管片及二襯結(jié)構(gòu)裂縫處理，應(yīng)進行滲漏處理，無水條件在裂縫兩側(cè)交替埋設(shè)注漿針頭，在保證可灌性的前提下，注漿針頭直徑應(yīng)選取最小尺寸，并以環(huán)氧膠泥將注漿管周圍裂縫表面密封、固定，通過注漿管注射剛性環(huán)氧樹脂，對裂縫進行補強加固。

3.4 管片和襯砌結(jié)構(gòu)掉塊及破損修復(fù)處理

對掉塊、露筋、空洞處進行局部清理，把疏松的混凝土全部剔除，直至密實結(jié)構(gòu)混凝土，并將表面清理干凈;對有漏筋的位置鋼筋除銹后涂刷環(huán)氧富鋅涂料防銹;清理基面后涂刷一層環(huán)氧樹脂，確保新舊砼的粘接，采用環(huán)氧樹脂砂漿、剛性環(huán)氧樹脂、膨脹水泥混凝土、超高性能混凝土等材料修補抹平。

3.5 道床離縫、脫空處理

管片橢變后與道床兩側(cè)產(chǎn)生縫隙，采用剛性環(huán)氧樹脂或UHPC超高性能混凝土對管片與道床之間的縫隙灌漿處理。（1）在脫空位置沿道床邊開槽，適當(dāng)剝離、暴露離縫。（2）采用早強水泥進行封孔嵌縫，并埋設(shè)注漿孔。（3）在注漿孔內(nèi)，從下向上注漿，直至縫隙填滿冒出為止，注漿過程加強觀測，嚴控面層的上抬。（4）待注漿材料凝固后，對注漿部位和周邊道床進行飾面修復(fù)。（5）道床脫空注漿一般只針對普通道床，對特殊減震道床根據(jù)具體設(shè)計方案進行處理。

3.6 車站裂縫表面注漿封堵

對裂縫點或線狀滲漏表面封堵注漿止水前，先對砼表面進行清理，找出出水點位置，封堵灌漿材料原則上優(yōu)先使用改性環(huán)氧樹脂，必要時可根據(jù)止水效果、施工環(huán)境、地質(zhì)條件等因素選用聚氨酯、剛性環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽、快干水泥、環(huán)氧砂漿等。具體工藝流程：鉆注漿孔→鑿U型槽→清理基面→沖洗注漿孔→嵌入注漿管→聚合物快干水泥砂漿封面→表面灌漿封堵→封閉注漿管→基面恢復(fù)。

3.7 接水盒安裝

運營車站原則上優(yōu)先進行注漿封堵或涂刷防水涂料處理，當(dāng)現(xiàn)場不具備施工條件時，可采用不銹鋼接水盒進行引排處理。接水槽材料采用厚度不小于1 mm的不銹鋼，使用吊桿固定，或放置在吊頂、風(fēng)管等安全妥善位置，保證接水盒密封性和牢固性，并具備一定的坡度能引流至離壁溝、排水溝等位置。

3.8 管片變形鋼環(huán)加固技術(shù)

對盾構(gòu)隧道收斂變形較大的結(jié)構(gòu)管片，利用停運時間在隧道內(nèi)部拼裝鋼環(huán)片對管片結(jié)構(gòu)進行加固，來改善隧道的受力性能，控制管片變形，對管片起到良好的補強作用，使其整體承載力有明顯提高，保障了隧道結(jié)構(gòu)安全，確保地鐵隧道的運營不受影響。鋼環(huán)加固施工工藝： 管線改排→道床切割、鑿除→鋼管片放樣、加工→管片病害處理、環(huán)縱縫封堵、芳綸布粘貼→鋼牛腿及底部換板安裝→環(huán)板安裝、化學(xué)錨栓固定→鋼環(huán)整體焊接→鋼拉條安裝→鋼環(huán)壁后環(huán)氧樹脂填充→鋼環(huán)防火、防腐破損修補→場地及管線恢復(fù)。

4 結(jié)語

城市軌道交通對一個城市的發(fā)展作用意義重大。城市軌道交通后期的土建結(jié)構(gòu)維保養(yǎng)護工作的重要性也日益凸顯。隨著地鐵線路運營年限的增加，運營線路土建結(jié)構(gòu)病害隨之增多，各運營線路土建結(jié)構(gòu)維保務(wù)必會得到高度的重視。通過對日常運營線路的不同結(jié)構(gòu)病害采取相應(yīng)的維保治理技術(shù)措施，保障地鐵線路結(jié)構(gòu)健康安全，延長地鐵結(jié)構(gòu)使用壽命，為地鐵運營安全保駕護航，提高地鐵運營服務(wù)質(zhì)量，促進城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。

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