浅析地铁隧道结构裂缝的产生原因及渗漏的处理措施

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　　摘    要：我国城市化进程的加快，土地资源日趋紧张，地铁应运而生。实践经验表明，地铁运营养护当中，非常容易出现隧道结构裂缝，对地铁运行的安全性和稳定性造成不良影响。因此，就需要深入分析地铁隧道结构裂缝的出现原因，采取针对性的处理措施，保证地铁运行的安全性。
　　关键词：地铁隧道;裂缝;渗漏;处理措施
　　1  引言
　　城市轨道交通的建设，对于交通拥堵问题的缓解及城市经济的发展，具有较大的促进意义。现阶段，我国大部分一线城市和二线城市已经开始营运多条地铁线路，促进了公共交通事业的发展。但是在诸多因素的综合作用下，经常会有裂缝出现于地铁隧道结构中，影响到地铁安全运行，需要引起人们充分重视，积极采取措施进行处理和解决。
　　2  地铁隧道结构裂缝的产生原因
　　隧道结构裂缝的产生，主要原因在于混凝土结构组成材料不具备较高的抗拉强度，无法承受较大的运行荷载。具体来讲，包括这些方面的原因。
　　2.1  化学作用
　　如果钢筋出现了锈蚀问题，或者混凝土受到酸碱侵蚀作用，就很容易出现劣化问题，进而有裂缝、剥落等现象发生。混凝土劣化之后，无法有效保护钢筋，在锈蚀基础上，结构承载力不符合要求，影响到运行安全。因此，为了促使地铁运行安全得到保证，就需要对裂缝问题严格控制。
　　从化学角度来讲，混凝土中侵入了钢筋中的铁离子成分，在与氧气、水的化学反应作用下，有氢氧化铁锈蚀物产生，扩大体积，作用于周围混凝土，进而有开裂、剥落问题出现，裂缝也会随之出现于钢筋中，严重破坏到混凝土和结构性能。碱骨料反应指的是混凝土孔隙液中溶入了可溶性碱等，有化学反应出现，反应物与水接触后，扩大体积，增加混凝土内部应力，进而有开裂、破坏等问题发生。一般来讲，混凝土材料的抗酸碱性能较差，如果与高浓度碱性物质长期接触，就会破坏混凝土材料性能。
　　2.2  物理作用
　　在收缩、温度、变形等因素的综合作用下，有应力、应力变化产生于混凝土表面和内部，且不符合于混凝土强度增长特点，进而出现裂缝问题。研究发现，终凝阶段内的混凝土强度较低，如果温度过高或者风力过大，迅速消失掉表面水分，就会有较大的负压产生于毛细管中，进而快速缩小混凝土体积，收缩性大于混凝土强度，就容易有龟裂问题出现。如果混凝土含水量较高，温度较低时，毛细孔冰晶膨胀压力作用于毛细孔壁，如果抗拉强度小于此种压力，就会降低混凝土强度，出现开裂问题。混凝土在过高的温度下，有温度应力产生，也会有结构开裂问题出现。此外，地铁隧道结构回填土密实度不符合要求，土质均匀性较差，模板支撑具有过大的间距，也会有裂缝出现。
　　3  地铁隧道常见渗漏部位和处理措施
　　结合渗水性质差异，可以将裂缝分为漏水缝和不漏水缝两种，漏水缝会带来更大的危害，需要引起人们充分的重视。研究发现，隧道的侧壁、中隔墙、顶部、道床、侧墙与底板交接处等部位的裂缝，最容易出现漏水问题。结合这些渗漏问题，需要科学分析渗漏原因和以往经验，采取针对性的处理措施和方法。
　　3.1  道床混凝土裂缝渗漏的处理
　　一般来讲，在地铁隧道施工过程中，会在隧道箱涵底板上浇筑道床混凝土。理论角度分析，即便有裂缝出现，渗漏问题也不应该发生。但结合实践发现，道床混凝土裂缝漏水主要是道床混凝土受到了隧道结构底板裂缝的反射作用，要想对道床混凝土裂缝渗漏问题进行有效处理，就需要首先处理底板裂缝。具体可以从这些方面着手：
　　首先，沿着道床混凝土裂缝的一侧，将200毫米左右的混凝土凿除掉，控制凿除深度，保证与底板接触，以便将底板上的裂缝有效暴露出来，促进后续施工的顺利开展。之后打斜孔注浆处理，有效堵塞裂缝和渗漏。完成施工后，要填充速凝混凝土。为了避免对机车正常运行造成影响，需要科学划分施工路段，分阶段完成，促使机车运行安全得到保证。实践表明，本种方法具有较高的成功率，得到了广泛运用。
　　其次，地铁运行过程中，可能会无法采用上述方法，那么就可以借助钻头直接打孔于道床混凝土的两侧，将亲水性环氧材料注入进去，这样混凝土道床就可以更加紧密的粘结隧道底板，促使漏水通道得到有效封堵。然后，方可以将斜孔堵漏法运用过来。
　　3.2  隧道侧墙、顶部混凝土裂缝渗漏的处理
　　研究发现，混凝土浇筑实践中，在混凝土收缩作用下，裂缝问题很容易出现;隧道运行中的振动影响下，导致有不均匀沉降出现于隧道中，裂缝问题也容易出现，进而发生漏水问题。通常来讲，混凝土收缩裂缝在0.2mm以内时，且没有渗水问题出现，只需要在表面充填一些防水材料即可。如果有渗水问题出现，则需要采取注浆堵漏技术，其中，打斜孔法、凿槽埋管法等都是经常运用到的注浆方法。如果渗漏问题的出现，是隧道地基导致的，那么就需要将针对性的地基处理技术运用过来。
　　4  地铁隧道结构裂缝处理措施
　　4.1  常规裂缝的处理措施
　　针对常规裂缝，一般将凿槽施工法运用过来。首先按照V型开槽裂缝，控制槽的宽度和深度，前者控制在100mm以内，后者控制在80mm左右，完成凿槽工序后，要将上面的浮沉及时清除掉，然后封堵处理，埋设注浆管，按照80cm的标准控制注浆管的间距，结合相关规范要求，抹平处理封堵水泥。对封槽埋管质量严格检查，避免有渗水问题出现，且采取科学的方法，对裂缝进浆量、注浆压力等正确测试。在注浆处理中，针对干湿裂缝，需要注入不同的浆液，前者浆TZS溶性聚氨酯浆液注入进来，后者则将亲水性环氧浆液注入进来。严格控制注浆压力和注浆流量，分别控制在1MPa和1kg/min左右。
　　4.2  斜孔堵漏法
　　隧道结构会在较大程度上受到凿缝的影响，因此，要想不影响到原有的结构，可以将打孔注浆法运用过来。在具体施工实践中，首先要结合裂缝情况，利用速凝水泥及时封闭处理裂缝表面，将一定的气孔间隔留出来。其次，将斜孔打于裂缝侧面，按照60°的标准控制其斜度，按照150mm～450mm控制孔间距。将金属注浆嘴埋入到孔中，进行固定处理，仔细清理孔内杂物。注浆过程中，浆液从出气孔冒出之后，封闭出气孔，浆液由裂缝冒出时，开展屏浆处理，保证浆液能够充满于整个裂缝之中。注浆嘴等到注浆材料固化方可以进行清除，且利用水泥对注浆孔及时封堵，促使混凝土表面得到恢复。
　　5  地铁隧道结构裂缝的预防措施
　　5.1  合理选择原材料
　　在水泥方面，选择的水泥需要有较低的水化，普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等都是不错的选择。如果采用的是矿渣硅酸盐水泥，为了促使泌水率得到降低，需要将外加剂添加过来。在外加剂方面，需要与国家行业标准所符合，且与水泥有较好的相容性。在骨料方面，控制吸水率和含泥量，分别报纸在1.5%和1%以内。
　　5.2  科学控制施工工艺
　　要对施工中的降水、排水方案科学设计，避免有渗漏水问题出现于围护结构中，避免对主体结构混凝土带明水浇筑。如果选择在夏季施工，需要预冷处理砂石，将地下水喷洒于砂石堆上，或者遮盖砂石。混凝土拌和于冬季時，则需要适当加热拌和水，保证混凝土入模温度符合相关要求。
　　6  结语
　　综上所述，地铁隧道结构裂缝的出现，有着较多方面的原因，其不仅直接影响到地铁运行安全，还容易带来渗漏问题。因此，就需要结合实际情况与裂缝的出现原因，选择最合适的处理措施，及时消除裂缝。
　　参考文献：
　　[1] 龚敏，罗川萍.地铁隧道结构裂缝产生的原因及渗漏的整治措施[J].城市道桥与防洪，2018（10）：123～125.
　　[2] 胡亮.浅谈明挖地铁车站结构裂缝产生机理及控制措施[J].建筑工程技术与设计，2016（11）：56～58.
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