地鐵改造大規(guī)模整治技術(shù)研究范文

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1病害現(xiàn)狀

1．1鋼筋銹蝕情況

根據(jù)檢測單位報告及現(xiàn)場實際調(diào)查，地鐵北京西站預留結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀鋼筋銹蝕情況嚴重，主要為點銹蝕、線銹蝕和面銹蝕。其中太北區(qū)間預留段線銹蝕情況非常嚴重;車站側(cè)墻和風道銹蝕大部分均為點銹蝕，總體銹蝕情況相對較輕;折返線鋼筋銹蝕情況大部分為面銹蝕和線銹蝕，銹蝕情況較嚴重。

1．2結(jié)構(gòu)滲漏水情況

根據(jù)檢測單位報告及現(xiàn)場調(diào)查，地鐵北京西站預留結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀滲漏水嚴重，主要存在變形縫、施工縫漏水，裂縫漏水及少量點漏水等。其中車站、風道及預留折返線段滲漏水嚴重，部分存在流水帶砂現(xiàn)象，太～北區(qū)間預留段滲漏水現(xiàn)象較少。

1．3結(jié)構(gòu)背后空洞情況

根據(jù)檢測單位報告顯示，地鐵北京西站預留段受滲漏水帶砂影響，存在結(jié)構(gòu)背后空洞情況，主要集中在變形縫及滲漏水嚴重的裂縫處，其中車站及風道相對較多。

2病害治理方案形成過程

根據(jù)西站病害現(xiàn)狀，結(jié)合檢測單位相關數(shù)據(jù)召開專題會議，明確了病害治理的必要性及治理目標，并就治理初步方案進行了技術(shù)探討，施工前聘請國內(nèi)著名地鐵專家崔玖江、賀長俊等作為技術(shù)顧問，進行技術(shù)論證把關，第一次專家咨詢會后，與會各方根據(jù)專家意見，積極開展工作，包括進一步調(diào)查病害現(xiàn)狀、病害治理試點、完善病害治理方案等，第二次專家咨詢會肯定了病害治理現(xiàn)狀調(diào)查，病害治理方案基本可行，并研究了部分優(yōu)化方案及措施。根據(jù)方案進行了全面的病害治理工作，施工中反復優(yōu)化，加強工藝控制，取得了明顯的效果，第三次專家咨詢會肯定了取得的病害治理效果，并根據(jù)現(xiàn)場實際進一步提出了可行性施工方案，并最終形成了北京西站病害治理方案。

3具體病害治理方案

3．1治理原則

(1)待處理結(jié)構(gòu)的強度、結(jié)構(gòu)尺寸要滿足設計要求，結(jié)構(gòu)變形處于穩(wěn)定狀態(tài);(2)裂縫處理與防水處理相結(jié)合，裂縫處理與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性處理相結(jié)合;(3)根據(jù)滲漏水情況，認真分析結(jié)構(gòu)滲漏水原因后，采用注漿堵漏和封槽封面防水相結(jié)合、排堵相結(jié)合、剛?cè)嵯嘟Y(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則;(4)在治理滲漏水過程中，不宜破壞原結(jié)構(gòu)，尤其不得大面積鑿除混凝土和鑿深槽，不宜裸露鋼筋，嚴禁長期裸露鋼筋;(5)滲漏水治理方式:先排后堵、大漏變小漏、線漏變點漏、片漏變孔漏，使大面積滲漏水匯集一點或幾點，最后集中封堵;(6)滲漏水治理順序:先堵小漏、后堵大漏、先高后低、先頂板、再墻身、后底板;(7)防水堵漏的同時，應把永久防水和補強加固統(tǒng)一考慮;(8)在滲漏水治理中使用的注漿材料和防水材料應滿足相關技術(shù)要求，應采用經(jīng)過檢測和鑒定并經(jīng)實踐檢驗質(zhì)量可靠的材料;(9)方案合理、選材得當、施工可靠、監(jiān)督到位。

3．2鋼筋銹蝕處理方案

根據(jù)鋼筋銹蝕情況，將鋼筋銹蝕分為3類:第一類為點銹蝕。指鋼筋銹蝕面積較少且銹蝕沒有連續(xù)分布，呈不規(guī)則分布的銹蝕。第二類為線銹蝕。指某一根鋼筋在一定長度內(nèi)銹蝕點較多或已經(jīng)銹蝕連續(xù)，呈線狀分布。第三類為面銹蝕。指一定面積內(nèi)鋼筋銹蝕點密集或連續(xù)多條線狀銹蝕，呈面狀分布。

3．2．1點銹蝕治理方案［2］489點銹蝕面積較小，且大部分為箍筋和拉鉤銹蝕，對整體混凝土結(jié)構(gòu)影響不大，處理措施主要是鑿除銹蝕部分，做防銹處理。處理步驟如下:(1)將銹蝕部位混凝土鑿除，鑿除寬度比鋼筋銹蝕兩邊各寬5cm，深度控制在1～3cm，并用高壓風將浮塵清理干凈。(2)用打磨機將鋼筋表面銹蝕部分清理干凈，清理完成后用高壓水清理濕潤鑿除混凝土表面。(3)清理混凝土表面3h后，涂刷高滲透改性環(huán)氧雙功能界面粘合劑，0．5h后涂刷第2遍，涂刷時均勻涂刷，按0．2～0．25kg•m2控制。保證其提高防水性能及混凝土粘合力效果，有效防止鋼筋銹蝕。(4)在粘合劑涂刷2h后，涂抹高標號防水水泥砂漿，分2次涂刷，每次涂刷厚度在0．7cm左右。

3．2．2線銹蝕治理方案［2］489－490線銹蝕面積較大，主要是單根水平筋銹蝕，銹蝕長度較長(大于0．5m)，對混凝土結(jié)構(gòu)有一定影響，處理措施主要是鑿除銹蝕部分混凝土，加筋焊接補強。處理步驟如下:(1)沿銹蝕線條將銹蝕部位混凝土鑿除，鑿除寬度比鋼筋銹蝕兩邊各寬5cm，深度控制在1～3cm，鑿除長度兩端比銹蝕長度各長50cm。并用高壓風將浮塵清理干凈。(2)用打磨機將鋼筋表面清理干凈。(3)鋼筋清理完成后，與兩端未銹蝕部分焊接一根同直徑鋼筋，保證焊接長度不小于10倍鋼筋直徑。(4)清理混凝土表面3h后，涂刷高滲透改性環(huán)氧雙功能界面粘合劑，0．5h后涂刷第2遍，涂刷時均勻涂刷，按0．2～0．25kg•m2控制。保證其提高防水性能及混凝土粘合力效果，有效防止鋼筋銹蝕。(5)在粘合劑涂刷2h后，涂抹高標號防水水泥砂漿，分兩次涂刷，每次涂刷厚度在0．7cm左右。

3．2．3面銹蝕治理方案面銹蝕面積大，主要是連續(xù)多根水平筋銹蝕，甚至可能有主筋銹蝕情況，銹蝕長度較長(大于0．5m)，對混凝土結(jié)構(gòu)影響大，處理措施主要是鑿除銹蝕部分混凝土保護層，加筋焊接補強。處理步驟如下:(1)將銹蝕范圍內(nèi)混凝土表面鑿除，鑿除寬度比鋼筋銹蝕范圍寬5cm，深度控制在2～4cm。用高壓風將浮塵清理干凈。(2)用打磨機將鋼筋銹蝕及表面殘留混凝土清理干凈，露出整個銹蝕范圍內(nèi)的鋼筋。(3)鋼筋清理后，對于每一根鋼筋，與兩端未銹蝕部分焊接一根同直徑鋼筋，保證焊接長度不小于10倍鋼筋直徑。(4)清理混凝土表面3h后，涂刷高滲透改性環(huán)氧雙功能界面粘合劑，0．5h后涂刷第2遍，涂刷時均勻涂刷，按0．2～0．25kg•m2控制。保證其提高防水性能及混凝土粘合力效果，有效防止鋼筋銹蝕。(5)在粘合劑涂刷2h后，采用C40細石混凝土澆筑鋼筋保護層，并做好混凝土的養(yǎng)護工作。

3．3裂縫及滲漏水治理方案

根據(jù)勘察情況，地鐵北京西站預留結(jié)構(gòu)主要漏水部位集中在變形縫、施工縫及混凝土裂縫處，另外有部分混凝土表面滲水現(xiàn)象。其中以變形縫漏水最為嚴重，有部分變形縫存在帶砂現(xiàn)象，為了保證治水效果，首先治理表面滲水和裂縫漏水等輕微滲漏，然后處理施工縫漏水，最后處理變形縫漏水嚴重的部位。

3．3．1總體思路［3］(1)首先處理襯砌背后空洞，采用灌筑水泥漿進行處理。(2)大面積滲水部位，鑿除混凝土表面，涂刷高滲透改性環(huán)氧防水材料后，用聚合物水泥砂漿抹平。(3)處理施工縫及裂縫等滲漏較小部位，采用灌筑水泥漿和化學漿相結(jié)合的方案。(4)最后處理滲漏嚴重的變形縫，采用復合灌漿技術(shù)進行處理。

3．3．2大面積滲水現(xiàn)象治理方案對于大面積滲漏現(xiàn)象，主要原因是混凝土不密實，襯砌背后地下水順混凝土毛細空洞滲出，因此治理的主要辦法是將混凝土中細小空洞密封。具體施工步驟如下:(1)沿濕漬邊緣外40cm左右將混凝土保護層剝?nèi)?～3cm，用高壓風清理混凝土表面浮塵，尋找有無集中的滲透點，如有集中滲透點，先在滲透點鉆孔灌聚氨酯灌漿材料止水。(2)在整個面上使用無機速凝材料(堵漏靈等)用水調(diào)成漿糊狀刮一層，厚度1～1．5mm，4h后用高滲透改性環(huán)氧防水材料涂刷2遍，用量每遍0．3kg•m2，間隔40min涂刷第2遍，4h后用聚合物水泥砂漿批蕩抹平。

3．3．3裂縫及施工縫治理方案混凝土裂縫產(chǎn)生的原因較多，根據(jù)引起裂縫的原因不同，可分為干縮裂縫、溫度裂縫、荷載變形裂縫等;根據(jù)裂縫的大小、寬度及危害，可將裂縫分為細微裂縫、一般裂縫、貫通裂縫(包括施工縫)等。根據(jù)裂隙不同，對混凝土影響也不同，相應的處理方案也不同。(1)細微裂縫:指裂縫寬度在0．3mm以下的沒有貫穿混凝土的裂縫，該類裂縫沒有貫穿混凝土，不會引起滲漏水，對混凝土影響較小，施工中主要采取表面處理法［2］308。先清洗干凈裂縫表面，然后涂刷高滲透環(huán)氧界面粘合劑兩遍，然后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面，使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。刮抹料配比，水泥∶細砂∶水=1∶2∶0．35。調(diào)色料配比，水泥∶白水泥∶108膠=5∶3∶1。(2)一般裂縫:指裂縫寬度在0．5mm以下，存在滲漏水的裂縫，該類裂縫對混凝土影響較大，施工中主要采取騎縫注漿法。首先清理裂縫表面雜物，找到裂縫伸展方向，在裂縫上鉆孔注漿，鉆孔深度10～15cm，布孔間距0．4m，漿液采用高滲透性環(huán)氧快、慢兩種灌漿材料。先灌快漿，保持壓力為0．5MPa進漿量減少時改為慢漿，直至不進漿，8～10h后再關慢漿一次，補充漿液滲透進混凝土部分空隙。最后采用防水砂漿抹平。(3)貫通裂縫(含施工縫):貫通裂縫是指裂縫寬度在0．5mm以上，且已經(jīng)貫穿混凝土，滲漏水嚴重的裂縫，該類裂縫對混凝土影響大，施工中主要采取鑿槽填充法。①沿裂縫方向鑿成寬5cm、深3cm的V形槽，在槽內(nèi)騎縫每隔0．4m鉆1孔，孔深為襯砌厚度的1/2或2/3，且不少于15cm，并不得穿透襯砌以防跑漿。②用清水沖洗干凈槽內(nèi)的雜物及粉塵，在孔內(nèi)插入10的壓漿管，利用環(huán)氧樹脂水泥砂漿錨固，用灰刀將砂漿壓實抹光。③待環(huán)氧樹脂砂漿有一定的強度后，以0．15～0．2MPa壓力壓入高滲透改性環(huán)氧樹脂漿液。裂縫表面用刮抹料和調(diào)色料處理。

3．3．4變形縫治理方案根據(jù)勘測結(jié)果，預留結(jié)構(gòu)變形縫滲漏嚴重，部分甚至有涌水帶砂現(xiàn)象，因此，變形縫滲漏水的治理是本次滲漏水治理的重點，首先處理變形縫背后的空洞，然后采用綜合治理的方案進行變形縫的治理。用鉆機打孔，將襯砌混凝土打透，安裝42小導管，注漿管間距1m，變形縫兩邊2排錯開0．5m布置。注漿漿液采用橡化瀝青非固化防水材料。橡化瀝青非固化材料注漿完成后，采用與貫通裂縫同樣的方法鑿槽進行高滲透改性環(huán)氧樹脂注漿封堵處理，保證變形縫的止水效果。注意事項:(1)注漿管要穿透原防水層，保證注漿后形成新的防水層。(2)注漿管布置據(jù)變形縫500mm，保證不破壞原止水帶。(3)注漿時順序為自下而上，左右交叉，注漿以上一個孔向外冒漿為止，將注漿管封堵，然后對上一個冒漿注漿管注漿，直到再上一個冒漿為止，以此類推。變形縫注漿結(jié)束后，沿邊墻和頂板變形縫做集水盒。

3．4結(jié)構(gòu)背后空洞處理方案

根據(jù)探測結(jié)果，地鐵北京西站預留結(jié)構(gòu)背后共有空洞14處，其中太北區(qū)間5處，車站主體5處，風道3處，折返線1處，總面積306．82m2。由于無法勘察空洞的縱向深度，因此無法確定空洞的大小，施工中首先沿空洞輪廓打深孔進行雙液漿注漿，以形成止?jié){墻，防止空洞注漿時漿液無限制擴散。首先沿空洞輪廓范圍內(nèi)打設注漿花管，注漿管打設長度與空洞深度基本等同，注漿孔布設范圍內(nèi)2m×2m梅花形布置，注漿孔打設完成后首先注水灰比1∶1的TGRM超細水泥漿，注漿壓力控制在0．3MPa以內(nèi)。待超細水泥漿注漿完畢后再次注入高滲透性環(huán)氧樹脂漿液，注漿參數(shù)同上述。

4結(jié)束語

西站病害現(xiàn)狀嚴重，專項治理工程量大，施工投入較大，施工中克服了經(jīng)驗欠乏、施工工期緊迫、材料倒運困難、施工機具投入大、施工工藝要求高等重重困難，借鑒國內(nèi)外先進施工經(jīng)驗，在專家咨詢的基礎上，不斷優(yōu)化并創(chuàng)新施工工藝及施工材料，尤其是超細水泥、中化798等新材料的綜合治理措施，施工過程堅持QC控制，保證了治理效果。西站大規(guī)模病害在較短時間內(nèi)治理成功得到了專家的高度肯定，同時也得到了業(yè)主及同行業(yè)的廣泛贊譽，為后續(xù)類似工程施工奠定了堅實的基礎。

作者：荊永波單位：中鐵十四局集團有限公司