軌道交通地鐵線路常見結構病害維保技術分析

付金庸

摘 要：軌道交通運營線路土建結構維保是城市軌道交通發展后期的重要工作，本文在城市軌道交通快速發展，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構滲漏水、盾構隧道管片滲漏水、道床離縫、管片破損開裂、隧道沉降變形等土建結構病害問題的處置、種類、產生的主要原因及不同病害的維保治理技術進行了分析研究，為地鐵運營線路土建結構病害維保施工提供技術參考，保障地鐵線路結構安全，提升運營質量，同時對其他隧道及地下結構滲漏水病害的治理實踐和研究具有積極意義。

關鍵詞：軌道交通;結構病害;滲漏水;維護保養

0 引言

隨著城市軌道交通的快速發展，運營線路里程和通車運營年限的逐年增加，軌道交通土建結構病害問題也日益突出，在運營線路中諸如車站結構滲漏水、區間管片滲漏水、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構健康安全狀態的保障，對地鐵運營的安全有著重大的意義。對地鐵維保技術進行分析研究，提升地鐵線路土建結構維保技術質量水平，促進城市軌道交通更好發展。

1 運營線路滲漏水處理原則

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

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

（3）大面積的隧道滲水區域采取壁后注漿加隧道內環縱縫封堵方式進行處理，小滲水量較區域進行環縱縫處理或結構表面注漿封堵處理。

2 常見隧道病害種類及原因分析

2.1 車站結構病害

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

2.2 區間隧道結構病害

隧道結構病害主要有管片環縱縫滲漏水、結構裂縫、結構掉塊及破損、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、地下水變化及地質條件等的影響導致管片發生橢變，部分收斂變形過大等不利情況。當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、環縱縫滲漏水等一系列病害，給隧道結構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

3.1 壁后注漿技術

隧道管片壁后注漿處理時，應查明待注區域襯砌外回填土的現狀，應根據隧道外部土體的性質選擇注漿材料，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，使用前應進行試注漿，以確定適合本區間的注漿材料。注漿時應按設計要求布孔。增開注漿孔及注漿前在管片相應位置安裝球閥及防噴涌裝置，并做好相應應急預案，防止施工過程出現泥水噴涌現象。應先進行試注漿，確定合理的注漿量以及注漿壓力等參數。注漿過程中，應加強隧道內和地面變形觀測。

3.2 盾構隧道內環、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域內部，用速凝型聚合物砂漿或快干水泥等騎縫封堵并埋設注漿嘴。在注漿嘴注入防水灌漿材料，包括聚氨酯、環氧樹脂、丙烯酸鹽、快干水泥等，根據實際情況實施。待注漿達到堵水效果后，切除止水針頭后使用環氧膠泥封堵收邊。

3.3 結構裂縫處理

（1）明挖及暗挖結構裂縫滲漏處理可采用注漿止水。找出出水點位置，埋設止水針，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，用環氧膠泥封閉裂縫。

（2）管片及二襯結構裂縫處理，應進行滲漏處理，無水條件在裂縫兩側交替埋設注漿針頭，在保證可灌性的前提下，注漿針頭直徑應選取最小尺寸，并以環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氧樹脂，對裂縫進行補強加固。

3.4 管片和襯砌結構掉塊及破損修復處理

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，直至密實結構混凝土，并將表面清理干凈;對有漏筋的位置鋼筋除銹后涂刷環氧富鋅涂料防銹;清理基面后涂刷一層環氧樹脂，確保新舊砼的粘接，采用環氧樹脂砂漿、剛性環氧樹脂、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產生縫隙，采用剛性環氧樹脂或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，適當剝離、暴露離縫。（2）采用早強水泥進行封孔嵌縫，并埋設注漿孔。（3）在注漿孔內，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。（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具體設計方案進行處理。

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先使用改性環氧樹脂，必要時可根據止水效果、施工環境、地質條件等因素選用聚氨酯、剛性環氧樹脂、丙烯酸鹽、快干水泥、環氧砂漿等。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。

3.7 接水盒安裝

運營車站原則上優先進行注漿封堵或涂刷防水涂料處理，當現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 管片變形鋼環加固技術

對盾構隧道收斂變形較大的結構管片，利用停運時間在隧道內部拼裝鋼環片對管片結構進行加固，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，保障了隧道結構安全，確保地鐵隧道的運營不受影響。鋼環加固施工工藝： 管線改排→道床切割、鑿除→鋼管片放樣、加工→管片病害處理、環縱縫封堵、芳綸布粘貼→鋼牛腿及底部換板安裝→環板安裝、化學錨栓固定→鋼環整體焊接→鋼拉條安裝→鋼環壁后環氧樹脂填充→鋼環防火、防腐破損修補→場地及管線恢復。

4 結語

城市軌道交通對一個城市的發展作用意義重大。城市軌道交通后期的土建結構維保養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，運營線路土建結構病害隨之增多，各運營線路土建結構維保務必會得到高度的重視。通過對日常運營線路的不同結構病害采取相應的維保治理技術措施，保障地鐵線路結構健康安全，延長地鐵結構使用壽命，為地鐵運營安全保駕護航，提高地鐵運營服務質量，促進城市軌道交通高質量發展。

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