地鐵隧道結構裂縫產生的原因及滲漏的整治措施

劉磊磊

摘要：地鐵隧道的結構是否穩定是關系到地鐵列車能否安全穩定運行和人員安全是否得到有效保障的重要管理內容。但是地鐵列車在施工過程中以及在后期的使用過程中會因為各種物理或化學的變化而在其結構上產生裂縫，這一問題的發生不但造成其結構的穩定性受到了一定程度的破壞，還會引起不同程度的滲漏作用。對此類裂縫產生的原因進行分析并提出科學的治理措施具有非常重要的工程實踐意義。

關鍵詞：地鐵隧道;結構裂縫;成因分析;滲漏整治

地鐵隧道中通常采用鋼筋混凝土結構來制作相關的建筑基礎，但是這種建筑結構在干縮作用、溫度變化、外力載荷以及施工間隔等作用之下會產生不同類型的裂縫，鋼筋混凝土結構的穩定性以及防水性在這種不良因素的作用下受到了很大的影響，分析其成因并采取措施來處理是施工過程和后期維護過程中非常重要的一項工作內容。

1 原因分析

地鐵隧道中的結構裂縫通常比較容易發生在隧道中的大體積混凝土結構上，這些混凝土結構在投入使用初期和經過較長時間的使用之后都有可能產生裂縫。第一種情況往往是由于施工過程中沒有嚴格按照工程規范的要求來開展各個工序，在投入使用不久之后就暴露出問題。后一種情況大多是由于隧道混凝土結構在使用過程中受到物理或者化學方面的作用逐漸出現疏松、剝落或者開裂等情況而形成的[1]。

第一，干縮裂縫。由骨料、水泥和大量水混合攪拌而成混凝土材料在澆筑養護的階段會因為溫度或者風力的作用將表層材料中的水分迅速蒸發掉，水分的快速流失會導致混凝土結構發生一定程度的干性收縮，當收縮過程產生的表面應力大于混凝土的抗拉強度時就會在某些部位產生一些大小不一的裂縫，這種在施工完成不久之后就產生的裂縫需要工程技術人員采取措施及時治理。

第二，溫度裂縫。水泥和水發生作用之后會在其內部產生放熱現象且這種熱量會隨著大體積混凝土的澆筑而逐漸積聚在內部，顯而易見的是熱量的積聚造成混凝土材料內部形成一個溫度上的梯度差異，大體積混凝土結構在凝固的過程中受到熱脹冷縮效應的作用在那些溫度積聚比較多的地方出現較大的體積膨脹和向外的張力，而靠近表層的混凝土材料由于熱量積聚少、溫度低而出現比較小的膨脹量和張力，這種差異會導致混凝土結構出現溫度裂縫[2]。

第三，載荷造成的形變裂縫。混凝土養護過程中受到外力碰撞或者投入使用之后在地鐵列車的機械振動下產生的裂縫也是不可忽視的問題，拆模的時機把握不合理或者力度過大等造成的外力碰撞也是引起混凝土結構出現裂縫的重要原因之一。第四，施工縫。當澆筑的混凝土長度和面積都比較大時往往難以一次性完成澆筑，一旦中間發生澆筑中斷就會導致上一次澆筑的混凝土已經發生了一定程度的凝固而新澆筑的混凝土還沒有成型，施工縫就此產生。

第四，使用階段物理化學反應造成的裂縫。施工質量合格的混凝土結構在長期的使用過程中會因為環境中的物理或者化學反應而逐漸導致其發生開裂。比較典型的情況是混凝土結構在地鐵隧道排水中受到長期的酸堿腐蝕而逐漸產生松落甚至裂縫。另外混凝土結構中加入的鋼筋在空氣作用下發生銹蝕和膨脹作用而逐漸產生向外的力，混凝土結構在其作用下有可能產生裂縫。

2 整治措施

2.1 治理原則

地鐵混凝土結構裂縫的產生不僅在很大程度上削弱了其自身的強度還導致其在使用過程中出現不同程度的滲水、漏水情況。在治理這些裂縫的過程中需要考慮是隧道投入使用之前還是已經建成運營了，還要考慮治理隧道混凝土結構裂縫的經濟成本和便捷性問題。具體如下：1.結合裂縫的特點以及滲漏的嚴重程度采取因地制宜的理念來開展裂縫綜合治理，在優先考慮堵水和防水措施的情況下合理運用引水和排水措施。2.在治理隧道裂縫的過程中要確保其整體的結構穩定性不能遭到破壞且裂縫的治理效果要做到徹底。3.在治理隧道裂縫和整治滲水漏水的過程中應該始終遵循從大到小、從上到下的基本治理順序，有一些滲水部位甚至出現了比較嚴重的涌水現象，此時應該先采取措施對其進行排水再考慮如何治理裂縫的問題。4.對于已經投入使用的隧道結構，修復裂縫和治理滲水的過程中一定要避免對地鐵列車的運行造成干擾。5.隧道裂縫修復和滲漏治理的過程中應該采取科學合理的措施來降低工程成本并節約材料和能源[3]。

2.2 治理結構裂縫和滲漏

在修復地鐵隧道鋼筋混凝土結構的裂縫時需要按照裂縫的寬度、長度以及裂縫所在的位置選擇合理的方法。第一，如果鋼筋混凝土結構上產生的裂縫比較細微時可以采用表面處理的方法來對其進行修復和堵漏。而現在比較常用的方法是將裂縫清理干凈之后通過鑿毛、涂抹環氧基液以及將經過拉直處理的玻璃布粘貼在環氧基液上并進行磨平和固定處理。也可以把水泥砂漿或者摻雜了細石料的混凝土材料涂抹在混凝土結構的表面裂縫上起到堵漏的作用。第二，低壓注漿法適用于寬度和長度都比較大的裂縫問題的治理，這種堵漏的方式是將裂縫表面附近存在的結水清理干凈之后通過鉆孔注漿的方式將環氧樹脂等防水材料注入到縫隙處，從而達到良好的防水堵漏效果。第三，當混凝土結構上的裂縫出現比較嚴重的破損設置脫落時采用以上兩種方法也難以取得良好的治理效果。此時可以采用先加固后堵漏的方式來處理。使用高性能的粘接劑將一塊完整的鋼板與混凝土材料上存在裂縫的位置進行粘接，這樣就可以起到很好的加固作用。也可以將型鋼通過粘接或者焊接的方式固定在混凝土結構的四角以達到有效的加固作用，之后在采取防水堵漏措施來處理漏水的問題[4]。

2.3 治理銹蝕鋼筋

有一些鋼筋混凝土結構出現開裂破損后將內保部的鋼筋暴露出來進而引發了一定程度的銹蝕問題。處理步驟如下：1.處理此類問題時需要先將那些開裂且松動的混凝土層結構清除掉。2.鋼筋表面存在的油污或者其他異物對處理銹蝕有很大的干擾作用因而需要將其清除干凈。3.在使用鋼刷打磨銹蝕的鋼筋之前應該通過在其表面涂抹粘結劑的方法來起到濕潤的作用，等到除銹操作結束之后再將阻銹劑涂抹在處理過的鋼筋表面。4.以間隔6個小時為時間跨度在混凝土表面涂刷阻銹劑，前后一共進行三次。5.在存在縫隙或者結構損壞的部位噴射具有良好粘性和強度的結構補充劑來達到堵漏防滲的目的，注意養護。

2.4 補強修復

第一，修復頂板。先對待修復的部位依次開展作業面清理、打磨、平整等操作，使其滿足修復操作的基本需要。然后在混凝土結構的表面依次開展涂抹底膠、刮膩子、砂紙打磨等操作使其達到后續施工的質量要求，最后是將纖維布粘貼在待處理的結構表面并經過定膠干燥等養護處理。

第二，修補側墻。先是對裂縫處存在的油污或者其他異物進行清除并將存在銹蝕的鋼筋進行除銹操作，然后在依次開展鋪設鋼筋網、涂抹封縫膠以及表面刮涂等一系列措施為灌漿操作做好準備，之后在依次進行灌漿器安裝、注入樹脂、固化等一系列操作以達到封堵裂縫、防止滲水的目的。

3 結語

地鐵隧道的鋼筋混凝土結構常常因為各種物理的或者化學的變化而產生干縮裂縫、施工縫、載荷裂縫等一系列影響列車運行的不良因素，而且裂縫的形成還會進一步導致混凝土結構出現滲水、漏水的問題，本文主要分析此類問題的成因以及治理方法。

參考文獻：

[1]趙旭. 地鐵隧道結構病害原因分析及修復方法[J]. 山西建筑， 2014（9）：185-186.

[2]滕振楠. 淺析隧道裂縫的危害及其整治技術[J]. 江西建材， 2014（3）：188-188.

[3]劉鵬. 天津地鐵1號線區間隧道結構病害治理[J]. 中國建筑防水， 2015（12）.

[4]張學文. 運營期地鐵隧道常見結構病害成因及治理方法研究[D]. 南京大學， 2014.