地鐵車站結(jié)構(gòu)地下水的腐蝕防治

大多數(shù)情況下，地鐵車站所處的環(huán)境十分的特殊，往往是在地面之下10-30米的范圍內(nèi)，在沿海地區(qū)情況更為特殊，由于實(shí)際接觸到的場地具有豐富的地下水資源，相應(yīng)的水位較高，所以地鐵結(jié)構(gòu)必須要經(jīng)常在水環(huán)境之中，這就給混凝土和鋼筋被腐蝕創(chuàng)造了條件。通過珠三角地區(qū)部分地鐵及地下工程地質(zhì)勘察結(jié)果的了解與分析，該地區(qū)地下水中存在著較多的腐蝕性物質(zhì)，尤其是CI-離子和SO24-離子含量較高，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的腐蝕性。此次研究重點(diǎn)探討的就是地鐵車站結(jié)構(gòu)針對地下水的腐蝕防治措施，并結(jié)合基本的案例展開探討，指出落實(shí)相關(guān)工作的必要性。

1  現(xiàn)階段地鐵車站結(jié)構(gòu)地下水的腐蝕防治情況

現(xiàn)階段，國內(nèi)地鐵工程的相關(guān)情況證實(shí)了混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕問題的存在，甚至表現(xiàn)出愈演愈烈的趨勢。地鐵車站因使用年限長，地下環(huán)境復(fù)雜，迎土結(jié)構(gòu)后期維護(hù)難度很大等原因，若是未能在建設(shè)階段采取有效的防腐蝕措施，將嚴(yán)重的影響到其日后的運(yùn)營狀況。依照《地鐵設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)條款，對地鐵車站100年使用年限作出了具體的要求，對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計也有十分明確的規(guī)定，總體上能夠?yàn)榈罔F車站結(jié)構(gòu)提供基本的安全儲備并保證其正常使用。但位于沿海地區(qū)的地鐵車站，受到海水侵蝕的嚴(yán)重影響，混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋常常處于CI-離子和SO24-離子腐蝕環(huán)境之中。在《地鐵設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定里，并未發(fā)現(xiàn)針對此情況的具體措施，僅僅是提及了部分基本要求，通常對該情況下的防腐蝕設(shè)計，還需結(jié)合其他規(guī)范或進(jìn)行有針對性的研究分析。地鐵本身就是城市公共交通的重要組成部分，甚至是一座城市的名片，所以更應(yīng)該在各個方面重視安全性的提升。相較于國外的地鐵建設(shè)而言，國內(nèi)的地鐵建設(shè)經(jīng)驗(yàn)尚有限，直到二十世紀(jì)八十年代末才展開了大規(guī)模的建設(shè)。為了降低地鐵車站結(jié)構(gòu)所承受的腐蝕影響，減少相應(yīng)的損失，需要更積極的關(guān)注地下結(jié)構(gòu)的防腐蝕問題。

2  地鐵車站結(jié)構(gòu)地下水的腐蝕特點(diǎn)分析

地鐵車站本身就是一個極為特殊的區(qū)域，結(jié)合其基本的情況加以分析，能夠看出混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)際接觸到的環(huán)境，為了更好的防治混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕，需要積極的展開相關(guān)環(huán)境的闡述，對于地下水環(huán)境合理的判斷，明確腐蝕的基本特點(diǎn)。針對沿海地區(qū)具有特殊性，本次研究重點(diǎn)以沿海城市的地鐵車站相關(guān)情況展開討論。在南方眾多的海濱城市中，因?yàn)楣こ虉龅刂械牡叵滤枯^大，所以混凝土結(jié)構(gòu)極易被腐蝕，特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)長期的處于干濕交替的環(huán)境中時，可能會表現(xiàn)出強(qiáng)腐蝕性。以某濱海工程為例，受到海水入侵的影響，地下水總礦化度是29.1g/L，其成分如圖1所示。

圖1  地下水成分分析表

海水中存在著較多的可溶性鹽類，主要包含有NaCI、Na2SO4、MgSO4，依照離子濃度可以記為Na+10000-12000mg/L，CI-19000-20000mg/L，SO24-2800-3000mg/L，Mg2+1800-2000mg/L。通過海水成分的比較，該地鐵車站場地內(nèi)地下水大致可以被判斷為在河口港常年受到海水侵蝕的影響。因地鐵本身的使用年限較長，耐久性要求較高，因此需要應(yīng)對更為嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)，腐蝕防治對策也應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況重點(diǎn)分析。

3  地鐵車站結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)

對于地鐵車站的結(jié)構(gòu)展開分析，能夠發(fā)現(xiàn)其存在的基本特點(diǎn)，不管是在使用年限還是工作狀態(tài)上，都能發(fā)現(xiàn)應(yīng)該避免的問題。地鐵車站關(guān)系到人們的出行安全，因此更應(yīng)該重視細(xì)節(jié)問題的解決，只有將相關(guān)的細(xì)節(jié)性工作落實(shí)到位，才能保證其他工作順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。地鐵車站結(jié)構(gòu)十分的復(fù)雜，因此需要就實(shí)際的情況展開分析，在合理的進(jìn)行考察之后，對防腐蝕措施的制定才能更加現(xiàn)實(shí)，滿足地鐵車站的安全需要。

3.1  較長的設(shè)計使用年限

依照《地鐵設(shè)計規(guī)范》的基本要求，車站結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限是100年，依照環(huán)境可以產(chǎn)生的實(shí)際影響，必須要在遵循著年限標(biāo)準(zhǔn)的前提下展開合理的耐久性設(shè)計。

3.2  帶裂縫工作狀態(tài)

在雙層地鐵車站箱形結(jié)構(gòu)具體設(shè)計的過程中，應(yīng)該注意頂板覆土的厚度通常大于3米，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)必須要應(yīng)對多個方向的水土壓力的共同，車站箱形結(jié)構(gòu)的支座、跨中彎矩較大。由于對抗裂標(biāo)準(zhǔn)的大幅度提升，地鐵的相關(guān)造價也會因此而大大的增加。結(jié)合相關(guān)的規(guī)范規(guī)定，裂縫控制等級在三級時，沿海腐蝕性地下水環(huán)境中結(jié)構(gòu)迎水面裂縫的寬度通常不應(yīng)大于0.2毫米。若是混凝土以及鋼筋能夠處于協(xié)調(diào)配合的狀態(tài)，受拉區(qū)的混凝土應(yīng)力可以保證呈現(xiàn)出增加趨勢，當(dāng)達(dá)到拉力極限值，混凝土?xí)_裂，由此只能處于帶裂縫工作狀態(tài)。此工況下，構(gòu)件內(nèi)鋼筋極易受到地下水腐蝕的侵害。

3.3  難以進(jìn)行有效替換

地鐵結(jié)構(gòu)一般是處于地下，所以多種多樣的受力構(gòu)件能夠與土體進(jìn)行有效接觸，這個過程便會承擔(dān)著土和水的雙重壓力。在設(shè)計使用年限中，這些最基本的構(gòu)件將難以實(shí)現(xiàn)有效的更換，只能在出現(xiàn)問題之后落實(shí)相應(yīng)的維修。

3.4  進(jìn)行干濕交替

因?yàn)榈罔F車站常常處于地下水的浸泡中，若是沒有充分的考慮地鐵結(jié)構(gòu)本身的特殊情況，將無法保證其在水中環(huán)境正常的使用。地鐵結(jié)構(gòu)和一般水下工程結(jié)構(gòu)（如海港工程的樁、墩等）不同，結(jié)構(gòu)外側(cè)會長時間的與水接觸甚至出現(xiàn)干濕交替的情況，結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)則保持著干燥狀態(tài)。受到通風(fēng)系統(tǒng)以及列車通行等多種因素的影響，車站混凝土中的表面含水量呈現(xiàn)出逐步下降的趨勢，地下水因此有逐步的向內(nèi)側(cè)補(bǔ)充的趨勢。正是這樣的滲透作用，導(dǎo)致水中存在的可溶性鹽會逐步的沉積，從而對混凝土和鋼筋等產(chǎn)生腐蝕作用。

4  地鐵車站結(jié)構(gòu)地下水的腐蝕防治措施

若是地鐵車站的結(jié)構(gòu)常常受到地下水的侵蝕，極易出現(xiàn)各種各樣的問題，被腐蝕的情況日益嚴(yán)重，將威脅到人們的出行安全，為維護(hù)大眾的利益，需要積極地制定出科學(xué)防治措施，保證地鐵車站結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定，同時又能在對應(yīng)的使用年限中始終維持著高效率的運(yùn)行狀態(tài)。

4.1  提升混凝土密實(shí)性

重視混凝土本身密實(shí)性的提高，可以有效地避免地下水的滲入，改善結(jié)構(gòu)抗腐蝕性能。理論上，應(yīng)該積極的降低混凝土的孔隙率，阻止?jié)B水的通道的發(fā)展，可通過控制配合比、有針對性地使用摻合料、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)等措施減小后期收縮作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，提高混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

4.2  強(qiáng)化混凝土保護(hù)層

適當(dāng)?shù)倪x取混凝土保護(hù)層厚度，合理增加地下水滲透距離，可以在一定程度上緩解混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋被腐蝕的情況。依照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，當(dāng)梁、柱、墻中縱向受力鋼筋保護(hù)層的厚度超出了50毫米的時候，宜對其采取相應(yīng)有效的構(gòu)造措施。針對腐蝕環(huán)境中的地下車站結(jié)構(gòu)，迎水面混凝土的保護(hù)層厚度超出50毫米時，應(yīng)在薄弱部位保護(hù)層內(nèi)設(shè)置防裂、防剝落鋼筋網(wǎng)片。

4.3  適時增加結(jié)構(gòu)外表面涂層

近些年部分重點(diǎn)建設(shè)的海上大橋，為了讓橋梁的使用壽命滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，采用了混凝土表面涂層的方式，合理的降低混凝土中腐蝕性物質(zhì)的滲透率，這屬于較為科學(xué)有效的手段之一。在地鐵的具體構(gòu)建中，因?yàn)閷?shí)際處于的位置在城市繁華地帶，場地有限，同時受成本、工藝等因素的限制，基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和車站主體結(jié)構(gòu)之間通常沒有涂層施工空間，結(jié)構(gòu)外表面涂層防腐措施難以實(shí)現(xiàn)。故該方式僅可適用于少量分離式結(jié)構(gòu)中。

5  結(jié)語

本文中重點(diǎn)探討了地鐵車站結(jié)構(gòu)地下水的腐蝕防治對策，通過結(jié)合現(xiàn)階段沿海地區(qū)地鐵車站的實(shí)際情況進(jìn)行分析，闡述了地下水腐蝕的基本特點(diǎn)，并針對性地提出相關(guān)問題的應(yīng)對措施。國內(nèi)的地鐵車站結(jié)構(gòu)地下水防腐蝕工作還在逐步完善的階段，應(yīng)積極的借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，在具體的實(shí)踐中驗(yàn)證相關(guān)的理論成果，并通過更加深入的研究，對地鐵結(jié)構(gòu)地下水腐蝕的問題提出更有效、更經(jīng)濟(jì)的解決辦法。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.12-baidu.cn/w/kj/21223.html