地铁隧道结构病害原因分析及对策探究 王广阔

地铁隧道结构病害原因分析及对策探究王广阔

摘要：随着我国经济的不断发展，城市地铁工程的数量不断增多，社会对于地

铁工程的要求也更为严格。为了提高城市地铁的施工效率及质量，从而保证城市

地铁施工处于正常运转状态，进而积累更多的施工经验，文章针对地铁隧道结构

病害原因分析及对策探究进行了详细的阐述，内容仅供参考。

关键词：地铁隧道结构；病害原因分析；对策；探究

1地铁隧道结构病害出现的原因分析

1.1渗漏裂缝出现的原因

渗透裂缝出现的原因绝大部分是外部荷载过大导致的结构变形。其余的因素

是内部的压力造成的，同时还有混凝土变形和非荷载压力所带来的结果。因此可

知引起地铁隧道裂缝出现的主要原因是非变形荷载所带来的影响，当地铁在运行时，由于地铁路过时会产生不定的振动，时间长了，混凝土变回产生裂缝。还有

一个重要的因素就是时间一长混凝土的碳化程度较高，使得混凝土的密实度变低，导致钢筋腐蚀，使得混凝土开裂。与此同时，埋设在混凝土结构下的水管管道也

会老化，使得管道漏水，加大对结构安全的威胁。

1.2混凝土劣化出现原因

造成混凝土劣化的因素有很多，比如在进行地铁隧道施工时，使用的混凝土

的强度过低。还有在施工时混凝土搅拌的不够充分，使得施工的混凝土在墙上变

得不够密实，二而出现了很多的麻面，使得混凝土墙面更加的容易受到腐蚀。同时，由于材料都有着一定的寿命，所以当地铁运行时间过长后，结构的防水材料

老化，不能完成防水功能，导致有大量的地下水进入，加快了对混凝土的腐蚀，

进一步加快了混凝土劣化的现象。

1.3钢筋腐蚀出现的原因

钢筋的腐蚀大部分是由于地下水的渗入，导致钢筋与氧气和水发生电化学反应，从而导致钢筋腐蚀。当钢筋处在碱性的环境中时，钢筋的表面会出现一层氧

化膜，这层氧化膜会阻断钢筋与外界的接触，从而大大的降低电化学反应的速度。但是当钢筋处在酸性的环境中时，表层的氧化膜会与混环境中的氢离子反应而受

到破坏，从而加快钢筋腐蚀的进程。地下水中存在着大量的氯离子，就算是在碱

性环境中，表层的氧化膜还是会遭到破坏。检测发现渗出的水中含有较多的氯离子，这使得钢筋的腐蚀速度变得更加的快。钢筋的锈蚀会使得混凝土结构的体积

变大，从而产生拉应力，当混凝土因内部的应力大于混凝土自身的抗拉承载力时，混凝土就会出现裂缝，从而使混凝土的强度和持久性减低，进一步加大钢筋的腐

蚀速度，造成严重的后果。

1.4预埋管道老化及破损原因

在施工时埋置的各种管道，有很多的管道为了施工的方便和经济，在埋置是

都是横穿结构或者直接放置在外部，时间过长后，混凝土会出现沉降、变形等现象，造成管道的损坏，同时还有管道自身的质量问题也会造成一定的影响。

2地铁隧道混凝土病害

2.1地铁隧道混凝土常见的病害

地铁隧道混凝土常见的病害有：裂缝、蜂窝、麻面、掉块等，这些病害会降

低混凝土结构的强度及稳定性，影响隧道的使用寿命，是行车安全较大的隐患，

现对这些常见病害形成原因进行分析。混凝土构件裂缝成因大致有如下几种：①各类变形引起，如由于温度升降导致的体积收缩和膨胀、混凝土干缩变化引起的

裂缝；②荷载作业用下引起，由于地基不均匀沉降引起的裂缝、由于地震等外力作用引起的裂缝；③混凝土结构养护不到位或发生有害的化学变化引起。

麻面是指混凝土表面呈现出无数绿豆般大小的不规则小凹点，形成的原因大

致有以下几种：①混凝土搅拌时间短，加水量不准，混凝土和易性差，混凝土浇筑后有的地方砂浆少石子多，形成蜂窝麻面；②混凝土入模后振捣质量差或漏振，造成蜂窝麻面新拌混凝土入模后；③停留时间过长，振捣时已有部分凝固；④

浇筑前没有在模板上撒水湿润，或湿润不足，混凝土的水分被模板吸去或模板；

⑤拼缝漏浆，靠近拼缝的构件表面浆少；⑥模板表面未清理干净，附有水泥浆

渣等杂物。

2.2地铁隧道混凝土常见病害处理

2.2.1裂缝修补。根据裂缝的位置及展开宽度，在确保提高混凝土整体性和强

度的前提下，对裂缝进行灌浆修补。处理方法有：①表面处理法：对于区间边墙上或整体道床上的细微裂缝，用钢丝刷、棉纱等清除表面的灰尘、白灰、浮渣及

松散层等，然后用水擦洗干净并保持干燥；②开槽封堵法：对于区间边墙上或整体道床上的较宽的裂缝，应沿裂缝用钢钎手工凿成V型槽，其大小根据裂缝宽度

和深度现场确定。凿槽时先将原状缝明确标出，然后以原状缝为中线凿槽，向两

侧加宽，凿完后用钢刷及棉纱将混凝土碎屑、粉尘洗净，再用环氧砂浆封闭；③注浆法：为满足使用要求，当裂缝较浅细且数量较多时，宜用环氧树脂浆液或水

泥浆液进行表面封闭。

2.2.2麻面修补。将出现麻面的混凝土表面用钢丝刷冲刷，再用水泥砂浆或环

氧水泥砂浆抹面压光，修补完后适时浇水养护

2.2.3蜂窝修补。对于较浅的区域，剔凿松散蜂窝后，用水冲洗，除去表面浮灰，采用高标号水泥砂浆或环氧水泥砂浆修补表面，并洒水养护；对于较深的蜂窝，现将松散的石子凿除，冲洗后用比原标号高一级的细石混凝土填补，使其强

度达到要求。

2.2.4破损、掉块处理。敲除掉块、破损处附近松散的混凝土，用水对基面进

行冲洗，用环氧砂浆进行修补，表面进行压实。若结构表面出现大面积破损，影

响到结构承载能力，还需进行结构加固处理，如锚杆支护、设置钢板加固等。

3城市地铁结构混凝土质量缺陷的治理措施

3.1把握配置比例

在实际工作的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持实事求是的工

作原则，以城市地铁工程建设标准为出发点，加大对于混凝土结构质量重视程度，树立质量为先意识，把握混凝土配置比例，落实混凝土配置流程，指导搅拌人员

进行初步养护工作，为保证地铁结构混凝土质量奠定夯实基础，并且遵循以防治

为主以修复为辅的工作规律，控制水灰比例，适量减少水泥用量，保证模板安装

与钢筋成型的牢固性及准确性，避免结构变形。此外，及时清除钢筋的氧化层及

污渍，规范振捣及浇筑的操作流程，尤其是重视振捣操作，避免影响钢筋粘结力

及破坏混凝土密实度。

3.2控制施工温度

在实际工作的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持可持续性发展

的工作原则，以城市地铁工程建设标准为立足点，加大对于混凝土结构质量重视

程度，制定详细的控温方案，严格控制施工温度，利用定期喷水、浇水、加冰等

手段降低施工初始温度，平衡混凝土结构内外温差，尽可能减少温度应力，避免

施工裂缝，并且选择最佳施工时间，例如：夜间等，于混凝土成型阶段后期以人