地铁改造大规模整治技术研究范文

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1病害现状

1．1钢筋锈蚀情况

根据检测单位报告及现场实际调查，地铁北京西站预留结构现状钢筋锈蚀情况严重，主要为点锈蚀、线锈蚀和面锈蚀。其中太北区间预留段线锈蚀情况非常严重;车站侧墙和风道锈蚀大部分均为点锈蚀，总体锈蚀情况相对较轻;折返线钢筋锈蚀情况大部分为面锈蚀和线锈蚀，锈蚀情况较严重。

1．2结构渗漏水情况

根据检测单位报告及现场调查，地铁北京西站预留结构现状渗漏水严重，主要存在变形缝、施工缝漏水，裂缝漏水及少量点漏水等。其中车站、风道及预留折返线段渗漏水严重，部分存在流水带砂现象，太～北区间预留段渗漏水现象较少。

1．3结构背后空洞情况

根据检测单位报告显示，地铁北京西站预留段受渗漏水带砂影响，存在结构背后空洞情况，主要集中在变形缝及渗漏水严重的裂缝处，其中车站及风道相对较多。

2病害治理方案形成过程

根据西站病害现状，结合检测单位相关数据召开专题会议，明确了病害治理的必要性及治理目标，并就治理初步方案进行了技术探讨，施工前聘请国内著名地铁专家崔玖江、贺长俊等作为技术顾问，进行技术论证把关，第一次专家咨询会后，与会各方根据专家意见，积极开展工作，包括进一步调查病害现状、病害治理试点、完善病害治理方案等，第二次专家咨询会肯定了病害治理现状调查，病害治理方案基本可行，并研究了部分优化方案及措施。根据方案进行了全面的病害治理工作，施工中反复优化，加强工艺控制，取得了明显的效果，第三次专家咨询会肯定了取得的病害治理效果，并根据现场实际进一步提出了可行性施工方案，并最终形成了北京西站病害治理方案。

3具体病害治理方案

3．1治理原则

(1)待处理结构的强度、结构尺寸要满足设计要求，结构变形处于稳定状态;(2)裂缝处理与防水处理相结合，裂缝处理与结构的稳定性和耐久性处理相结合;(3)根据渗漏水情况，认真分析结构渗漏水原因后，采用注浆堵漏和封槽封面防水相结合、排堵相结合、刚柔相结合、因地制宜、综合治理的原则;(4)在治理渗漏水过程中，不宜破坏原结构，尤其不得大面积凿除混凝土和凿深槽，不宜裸露钢筋，严禁长期裸露钢筋;(5)渗漏水治理方式:先排后堵、大漏变小漏、线漏变点漏、片漏变孔漏，使大面积渗漏水汇集一点或几点，最后集中封堵;(6)渗漏水治理顺序:先堵小漏、后堵大漏、先高后低、先顶板、再墙身、后底板;(7)防水堵漏的同时，应把永久防水和补强加固统一考虑;(8)在渗漏水治理中使用的注浆材料和防水材料应满足相关技术要求，应采用经过检测和鉴定并经实践检验质量可靠的材料;(9)方案合理、选材得当、施工可靠、监督到位。

3．2钢筋锈蚀处理方案

根据钢筋锈蚀情况，将钢筋锈蚀分为3类:第一类为点锈蚀。指钢筋锈蚀面积较少且锈蚀没有连续分布，呈不规则分布的锈蚀。第二类为线锈蚀。指某一根钢筋在一定长度内锈蚀点较多或已经锈蚀连续，呈线状分布。第三类为面锈蚀。指一定面积内钢筋锈蚀点密集或连续多条线状锈蚀，呈面状分布。

3．2．1点锈蚀治理方案［2］489点锈蚀面积较小，且大部分为箍筋和拉钩锈蚀，对整体混凝土结构影响不大，处理措施主要是凿除锈蚀部分，做防锈处理。处理步骤如下:(1)将锈蚀部位混凝土凿除，凿除宽度比钢筋锈蚀两边各宽5cm，深度控制在1～3cm，并用高压风将浮尘清理干净。(2)用打磨机将钢筋表面锈蚀部分清理干净，清理完成后用高压水清理湿润凿除混凝土表面。(3)清理混凝土表面3h后，涂刷高渗透改性环氧双功能界面粘合剂，0．5h后涂刷第2遍，涂刷时均匀涂刷，按0．2～0．25kg•m2控制。保证其提高防水性能及混凝土粘合力效果，有效防止钢筋锈蚀。(4)在粘合剂涂刷2h后，涂抹高标号防水水泥砂浆，分2次涂刷，每次涂刷厚度在0．7cm左右。

3．2．2线锈蚀治理方案［2］489－490线锈蚀面积较大，主要是单根水平筋锈蚀，锈蚀长度较长(大于0．5m)，对混凝土结构有一定影响，处理措施主要是凿除锈蚀部分混凝土，加筋焊接补强。处理步骤如下:(1)沿锈蚀线条将锈蚀部位混凝土凿除，凿除宽度比钢筋锈蚀两边各宽5cm，深度控制在1～3cm，凿除长度两端比锈蚀长度各长50cm。并用高压风将浮尘清理干净。(2)用打磨机将钢筋表面清理干净。(3)钢筋清理完成后，与两端未锈蚀部分焊接一根同直径钢筋，保证焊接长度不小于10倍钢筋直径。(4)清理混凝土表面3h后，涂刷高渗透改性环氧双功能界面粘合剂，0．5h后涂刷第2遍，涂刷时均匀涂刷，按0．2～0．25kg•m2控制。保证其提高防水性能及混凝土粘合力效果，有效防止钢筋锈蚀。(5)在粘合剂涂刷2h后，涂抹高标号防水水泥砂浆，分两次涂刷，每次涂刷厚度在0．7cm左右。

3．2．3面锈蚀治理方案面锈蚀面积大，主要是连续多根水平筋锈蚀，甚至可能有主筋锈蚀情况，锈蚀长度较长(大于0．5m)，对混凝土结构影响大，处理措施主要是凿除锈蚀部分混凝土保护层，加筋焊接补强。处理步骤如下:(1)将锈蚀范围内混凝土表面凿除，凿除宽度比钢筋锈蚀范围宽5cm，深度控制在2～4cm。用高压风将浮尘清理干净。(2)用打磨机将钢筋锈蚀及表面残留混凝土清理干净，露出整个锈蚀范围内的钢筋。(3)钢筋清理后，对于每一根钢筋，与两端未锈蚀部分焊接一根同直径钢筋，保证焊接长度不小于10倍钢筋直径。(4)清理混凝土表面3h后，涂刷高渗透改性环氧双功能界面粘合剂，0．5h后涂刷第2遍，涂刷时均匀涂刷，按0．2～0．25kg•m2控制。保证其提高防水性能及混凝土粘合力效果，有效防止钢筋锈蚀。(5)在粘合剂涂刷2h后，采用C40细石混凝土浇筑钢筋保护层，并做好混凝土的养护工作。

3．3裂缝及渗漏水治理方案

根据勘察情况，地铁北京西站预留结构主要漏水部位集中在变形缝、施工缝及混凝土裂缝处，另外有部分混凝土表面渗水现象。其中以变形缝漏水最为严重，有部分变形缝存在带砂现象，为了保证治水效果，首先治理表面渗水和裂缝漏水等轻微渗漏，然后处理施工缝漏水，最后处理变形缝漏水严重的部位。

3．3．1总体思路［3］(1)首先处理衬砌背后空洞，采用灌筑水泥浆进行处理。(2)大面积渗水部位，凿除混凝土表面，涂刷高渗透改性环氧防水材料后，用聚合物水泥砂浆抹平。(3)处理施工缝及裂缝等渗漏较小部位，采用灌筑水泥浆和化学浆相结合的方案。(4)最后处理渗漏严重的变形缝，采用复合灌浆技术进行处理。

3．3．2大面积渗水现象治理方案对于大面积渗漏现象，主要原因是混凝土不密实，衬砌背后地下水顺混凝土毛细空洞渗出，因此治理的主要办法是将混凝土中细小空洞密封。具体施工步骤如下:(1)沿湿渍边缘外40cm左右将混凝土保护层剥去1～3cm，用高压风清理混凝土表面浮尘，寻找有无集中的渗透点，如有集中渗透点，先在渗透点钻孔灌聚氨酯灌浆材料止水。(2)在整个面上使用无机速凝材料(堵漏灵等)用水调成浆糊状刮一层，厚度1～1．5mm，4h后用高渗透改性环氧防水材料涂刷2遍，用量每遍0．3kg•m2，间隔40min涂刷第2遍，4h后用聚合物水泥砂浆批荡抹平。

3．3．3裂缝及施工缝治理方案混凝土裂缝产生的原因较多，根据引起裂缝的原因不同，可分为干缩裂缝、温度裂缝、荷载变形裂缝等;根据裂缝的大小、宽度及危害，可将裂缝分为细微裂缝、一般裂缝、贯通裂缝(包括施工缝)等。根据裂隙不同，对混凝土影响也不同，相应的处理方案也不同。(1)细微裂缝:指裂缝宽度在0．3mm以下的没有贯穿混凝土的裂缝，该类裂缝没有贯穿混凝土，不会引起渗漏水，对混凝土影响较小，施工中主要采取表面处理法［2］308。先清洗干净裂缝表面，然后涂刷高渗透环氧界面粘合剂两遍，然后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。刮抹料配比，水泥∶细砂∶水=1∶2∶0．35。调色料配比，水泥∶白水泥∶108胶=5∶3∶1。(2)一般裂缝:指裂缝宽度在0．5mm以下，存在渗漏水的裂缝，该类裂缝对混凝土影响较大，施工中主要采取骑缝注浆法。首先清理裂缝表面杂物，找到裂缝伸展方向，在裂缝上钻孔注浆，钻孔深度10～15cm，布孔间距0．4m，浆液采用高渗透性环氧快、慢两种灌浆材料。先灌快浆，保持压力为0．5MPa进浆量减少时改为慢浆，直至不进浆，8～10h后再关慢浆一次，补充浆液渗透进混凝土部分空隙。最后采用防水砂浆抹平。(3)贯通裂缝(含施工缝):贯通裂缝是指裂缝宽度在0．5mm以上，且已经贯穿混凝土，渗漏水严重的裂缝，该类裂缝对混凝土影响大，施工中主要采取凿槽填充法。①沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽，在槽内骑缝每隔0．4m钻1孔，孔深为衬砌厚度的1/2或2/3，且不少于15cm，并不得穿透衬砌以防跑浆。②用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘，在孔内插入10的压浆管，利用环氧树脂水泥砂浆锚固，用灰刀将砂浆压实抹光。③待环氧树脂砂浆有一定的强度后，以0．15～0．2MPa压力压入高渗透改性环氧树脂浆液。裂缝表面用刮抹料和调色料处理。

3．3．4变形缝治理方案根据勘测结果，预留结构变形缝渗漏严重，部分甚至有涌水带砂现象，因此，变形缝渗漏水的治理是本次渗漏水治理的重点，首先处理变形缝背后的空洞，然后采用综合治理的方案进行变形缝的治理。用钻机打孔，将衬砌混凝土打透，安装42小导管，注浆管间距1m，变形缝两边2排错开0．5m布置。注浆浆液采用橡化沥青非固化防水材料。橡化沥青非固化材料注浆完成后，采用与贯通裂缝同样的方法凿槽进行高渗透改性环氧树脂注浆封堵处理，保证变形缝的止水效果。注意事项:(1)注浆管要穿透原防水层，保证注浆后形成新的防水层。(2)注浆管布置据变形缝500mm，保证不破坏原止水带。(3)注浆时顺序为自下而上，左右交叉，注浆以上一个孔向外冒浆为止，将注浆管封堵，然后对上一个冒浆注浆管注浆，直到再上一个冒浆为止，以此类推。变形缝注浆结束后，沿边墙和顶板变形缝做集水盒。

3．4结构背后空洞处理方案

根据探测结果，地铁北京西站预留结构背后共有空洞14处，其中太北区间5处，车站主体5处，风道3处，折返线1处，总面积306．82m2。由于无法勘察空洞的纵向深度，因此无法确定空洞的大小，施工中首先沿空洞轮廓打深孔进行双液浆注浆，以形成止浆墙，防止空洞注浆时浆液无限制扩散。首先沿空洞轮廓范围内打设注浆花管，注浆管打设长度与空洞深度基本等同，注浆孔布设范围内2m×2m梅花形布置，注浆孔打设完成后首先注水灰比1∶1的TGRM超细水泥浆，注浆压力控制在0．3MPa以内。待超细水泥浆注浆完毕后再次注入高渗透性环氧树脂浆液，注浆参数同上述。

4结束语

西站病害现状严重，专项治理工程量大，施工投入较大，施工中克服了经验欠乏、施工工期紧迫、材料倒运困难、施工机具投入大、施工工艺要求高等重重困难，借鉴国内外先进施工经验，在专家咨询的基础上，不断优化并创新施工工艺及施工材料，尤其是超细水泥、中化798等新材料的综合治理措施，施工过程坚持QC控制，保证了治理效果。西站大规模病害在较短时间内治理成功得到了专家的高度肯定，同时也得到了业主及同行业的广泛赞誉，为后续类似工程施工奠定了坚实的基础。

作者：荆永波单位：中铁十四局集团有限公司