浅谈地铁土建工程常见病害及分析
2016-02-29
随着我国经济的飞速发展，地铁工程建设的热潮也席卷各大一、二线城市，由于我国城市轨道交通建设的不断发展，各项地铁工程技术也不断成熟，技术人员的经验在建设和维护过程中不断被丰富和提高。
一.地铁工程的分类及常见病害分析
地铁工程的土建及装修工程按功能及位置，大概可分为以下几类：桥隧工程、车站工程、车辆段（停车场）工程及附属建筑工程。
（一）桥隧工程
桥隧工程，是地铁建设运营的难点工程，桥隧工程包括桥梁和隧道工程。桥梁工程中常见的病害有主体结构裂损、支座损坏、防排水设施故障、隔音屏裂损缺失松动、防护结构损坏松动等。一般主体结构的裂损是由于前期基础施工不完善，导致后期不均匀沉降导致结构出现裂缝及损坏，此类故障病害应视其裂损严重程度进行表观修复、结构性修复或加固。支座损坏故障也基本上是前期施工不完善导致的病害，此类故障也应根据其病害程度分析制定修理或者更换构件等处理方案。防排水设施故障主要有防水层裂损、排水沟淤积、排水管堵塞损坏等，造成的主要原因有前期施工不当及长期的高温暴晒导致防水层的裂损、树叶及泥尘垃圾等造成的排水沟淤积、杂物造成排水管的堵塞及损坏。防水层及排水沟的裂损可以通过重新铺设防水及保护层进行处理修复，而排水沟及排水管的淤积及损坏需要通过定期的检查制度来进行清理及维护保养更换。隔音屏裂损、缺失、松动是桥梁附属构造设施的最常见病害，而且这部分的故障往往容易影响行车安全，强风或者频繁的高温暴晒和震动，容易造成这些设施的损坏，除了定期的检查外，故障的及时修复和回检非常重要，隔音屏应注意材料的选择，如果选用玻璃，则应选择高强度的双层夹胶钢化玻璃，防止玻璃裂损后掉落轨行区影响行车安全。部分的桥梁工程会有一些防护栏或防护网等构造，这类设施的故障状况与隔音屏类似，也需要定期的检查和维护，避免因频繁的震动和人为原因造成的螺丝及固定件的松动及破坏。隧道工程中常见的病害有主体结构渗漏水、衬砌裂损、道床翻浆冒泥、排水沟淤积等、道床起拱或下沉等。而隧道工程中的病害，究根到底都是由于隧道施工质量和砼结构本身的缺陷引起的，施工过程中欠挖、超挖、浇捣混凝土不密实、厚度不足、防水层失效等都可能导致这些病害。这些病害的治理方法已经在国铁隧道及公路隧道中得到应用并成熟，只是结合地下水丰富的地铁工程，它存在着自己的一些特点，例如水量较丰富、水压力较大、钙化物较多等。初砌裂损一般采用表面修复，如果较为严重的则需要采取深层处理，渗漏水、翻浆冒泥等渗漏性故障，往往通过注水泥浆及环氧树脂等合成物来处理，注浆的方法大同小异，只是注浆的材料会因病因的复杂程度及特点进行选择，渗漏水还应该堵排结合，在地下水丰富、水压力大且隧道裂缝较多的区间，甚至可以考虑以排为主，排堵结合，可以利用接水槽和开暗槽的方法进行引排，使结构渗漏水进入一个稳定的状态。近年来，随着地铁建设的高速发展，地铁建设遇到的地形和水文情况也越多越复杂，而地铁隧道建设过程中也出现了一些比较严重的病害，例如道床起拱及下沉，此类病害一般是由于隧道结构渗漏严重且地下水压力较大而引起，但随着故障的整治成熟，现各地铁工程比较常用及整治效果较为明显的方法一般是深层注浆与加设锚杆结合。排水沟淤积，是由于隧道结构的渗漏水带出来的钙化物及地下水中的一些杂质长期淤积在排水沟中，时间久了硬化成块，难以清理。这些淤积物会直接导致水沟淤积变浅、排水不畅甚至水淹道床，因而水沟淤积需要一个固定周期的清理和疏通，才能保证水沟的清洁和顺畅。
（二）车站工程
车站工程，是地铁流动乘客的载体，所以它发生的病害往往与乘客发生直接或者间接的联系，而且往往是影响服务质量的问题。这些问题通常为地铁工程病害整治的重点。车站工程中常见的病害有主体结构渗漏水、天地墙饰面破损、离壁排水沟防排水故障、门锁及玻璃等破损。主体结构渗漏水是车站工程最常见的病害，而且此类病害是从车站建设到交付使用的长期过程中一直存在的，车站结构的渗漏水除了施工过程中的质量控制问题外，也有更多是钢筋混凝土本身的结构缺陷，大体积混凝土结构往往在凝结过程中由于温度及施工顺序原因出现多多少少的裂缝，随着季节的变化，大体积的混凝土结构的热胀冷缩会导致裂缝的扩张，地下水和地表水会沿着裂缝渗漏到车站中，而且混凝土结构的裂缝是动态变化的，此类故障的维护与治理也是动态而持久的。与隧道结构的渗漏水治理相似，车站结构渗漏水治理也是采取堵排结合的方法，可以根据渗漏水的严重程度和位置来选择治理方法，例如在车站顶板中板上的渗漏就可以选择安装接水槽的方法，把水引到水沟中，避免采用水泥封堵方法中的后补水泥老化掉块造成客伤事件。侧墙位置如果不影响电气设备，可视堵漏难度进行引或堵，但如果渗漏点靠近电气设备，则应尽量采取注浆堵漏的方法，以避免水对导电设备造成安全隐患。天地墙饰面装修的破损，通常是由于设备的疲劳或者人为的损坏造成，这些故障通常以周期性检查和保养、更换、维护来进行处理，避免此类故障的方法可以通过积累经验，选择使用周期较长、折旧率较低的设备，例如门锁及墙面、地面材料进行装修，墙面可以选择搪瓷钢板这类故障率极低的材料，以免造成备件更换过快造成的经济损失。离壁排水沟的病害故障有防水层受损、排水不畅等，一般前期的施工质量和人为原因会造成离壁沟的防水层破坏，导致离壁沟失效。而放坡坡度不足或淤积会导致离壁沟的排水不畅，这些问题的治理都需要对离壁沟的细化排查，对防水层受损的地方进行修复，对坡度不足和地方进行重新放坡，对淤积的地方进行周期性清理和检查。门锁及玻璃等的破损一般也是设备疲劳和人为原因导致，五金门锁等应选择经市场验证质量较好的厂商，减少更换备件的频率和经常保养来减少故障。而玻璃的破损则只能通过更换来进行修复，因此应在更换难度较高的位置应尽量避免使用玻璃装修或避免使用大面积玻璃来进行安装装修。
（三）车辆段（停车场）工程
车辆段（停车场）工程是地铁车辆和运营组织管理技术人员的集结地，通常以大跨度结构和办公楼结构为主，常见的病害和地上工业民用建筑常见故障一样，但有其特有的要求，在这里我阐述一些特有的故障，如轨道路基的沉降、停车库的大跨度伸缩缝渗漏水、车辆段轨旁安全防护结构的故障。轨道路基的沉降原因有前期施工的分层压土不实、路基的排水组织不到位等，这些故障如果在后期处置往往难度较大，因此应在设计阶段就严格把关，在审图阶段就发现问题、解决问题。停车库的大跨度伸缩缝漏水也是城市轨道交通列车停车场的常见病害，因为现在的车辆段建设往往与上盖工程相结合，大面积的混凝土平台上的伸缩缝形式通常采用平面式。采用平面式而不采用反口式的伸缩缝处理，往往会因为屋面面积过大和排水速度较慢而导致伸缩缝的渗漏水，因而车辆段大面积屋盖结构伸缩缝施工是质量控制的重点，几道防水须严格把关，做到防引结合。车辆段轨旁安全防护结构有围墙、防护网等，这些围护结构往往涉及车辆段的限界安全，达到防止外人进入轨行区域的目的，这些围护结构通常出现的故障有基础沉降不均，防护网遭人为破坏等，通常造成的原因就是原来施工的路基土压实不足导致防护结构基础沉降，还有一方面就是施工阶段部分施工人员图方便走捷径破坏防护网，车辆段需要设置一定的安全巡检制度来应对该类故障。
二.附属建筑工程是地铁工程的功能性建筑
附属建筑工程是地铁工程的功能性建筑，主要包括风亭、冷却塔围护结构、变电所等。附属建筑工程的故障病害主要有风亭百叶的损坏、散水的沉降开裂、围护结构的损坏、变电所内装修工程损坏等。散水的沉降开裂一般是由于路基土的不密实导致，而其他故障也基本是由于设备疲劳折旧及人为原因损坏导致。设备的疲劳和折旧可以通过保养来预防，通过维修更换来进行处理，人为损坏的只能加强定期检查和做到早期维修，避免二次损坏。
结语：
综上所述，地铁土建及装修工程常见的病害一般是由材料缺陷、前期施工质量问题、疲劳折旧及人为因素等原因造成，而应对不同程度的故障病害，都应做到严把施工建设过程中的材料和质量关，并应长期定期的保养和检查，通过合理指引、教育减少人为因素的损坏，才能减少病害故障，做到预防为主，防治结合，结合治理的方法和目的。
