地鐵車站結構地下水的腐蝕防治

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

1  現階段地鐵車站結構地下水的腐蝕防治情況

現階段，國內地鐵工程的相關情況證實了混凝土結構腐蝕問題的存在，甚至表現出愈演愈烈的趨勢。地鐵車站因使用年限長，地下環境復雜，迎土結構后期維護難度很大等原因，若是未能在建設階段采取有效的防腐蝕措施，將嚴重的影響到其日后的運營狀況。依照《地鐵設計規范》的相關條款，對地鐵車站100年使用年限作出了具體的要求，對混凝土結構耐久性設計也有十分明確的規定，總體上能夠為地鐵車站結構提供基本的安全儲備并保證其正常使用。但位于沿海地區的地鐵車站，受到海水侵蝕的嚴重影響，混凝土結構和鋼筋常常處于CI-離子和SO24-離子腐蝕環境之中。在《地鐵設計規范》的相關規定里，并未發現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計，還需結合其他規范或進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，所以更應該在各個方面重視安全性的提升。相較于國外的地鐵建設而言，國內的地鐵建設經驗尚有限，直到二十世紀八十年代末才展開了大規模的建設。為了降低地鐵車站結構所承受的腐蝕影響，減少相應的損失，需要更積極的關注地下結構的防腐蝕問題。

2  地鐵車站結構地下水的腐蝕特點分析

地鐵車站本身就是一個極為特殊的區域，結合其基本的情況加以分析，能夠看出混凝土結構實際接觸到的環境，為了更好的防治混凝土結構腐蝕，需要積極的展開相關環境的闡述，對于地下水環境合理的判斷，明確腐蝕的基本特點。針對沿海地區具有特殊性，本次研究重點以沿海城市的地鐵車站相關情況展開討論。在南方眾多的海濱城市中，因為工程場地中的地下水量較大，所以混凝土結構極易被腐蝕，特別是當結構長期的處于干濕交替的環境中時，可能會表現出強腐蝕性。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，因此需要應對更為嚴苛的標準，腐蝕防治對策也應該結合實際情況重點分析。

3  地鐵車站結構的具體特點

對于地鐵車站的結構展開分析，能夠發現其存在的基本特點，不管是在使用年限還是工作狀態上，都能發現應該避免的問題。地鐵車站關系到人們的出行安全，因此更應該重視細節問題的解決，只有將相關的細節性工作落實到位，才能保證其他工作順暢運轉。地鐵車站結構十分的復雜，因此需要就實際的情況展開分析，在合理的進行考察之后，對防腐蝕措施的制定才能更加現實，滿足地鐵車站的安全需要。

3.1  較長的設計使用年限

依照《地鐵設計規范》的基本要求，車站結構的設計使用年限是100年，依照環境可以產生的實際影響，必須要在遵循著年限標準的前提下展開合理的耐久性設計。

3.2  帶裂縫工作狀態

在雙層地鐵車站箱形結構具體設計的過程中，應該注意頂板覆土的厚度通常大于3米，相應的結構必須要應對多個方向的水土壓力的共同，車站箱形結構的支座、跨中彎矩較大。由于對抗裂標準的大幅度提升，地鐵的相關造價也會因此而大大的增加。結合相關的規范規定，裂縫控制等級在三級時，沿海腐蝕性地下水環境中結構迎水面裂縫的寬度通常不應大于0.2毫米。若是混凝土以及鋼筋能夠處于協調配合的狀態，受拉區的混凝土應力可以保證呈現出增加趨勢，當達到拉力極限值，混凝土會開裂，由此只能處于帶裂縫工作狀態。此工況下，構件內鋼筋極易受到地下水腐蝕的侵害。

3.3  難以進行有效替換

地鐵結構一般是處于地下，所以多種多樣的受力構件能夠與土體進行有效接觸，這個過程便會承擔著土和水的雙重壓力。在設計使用年限中，這些最基本的構件將難以實現有效的更換，只能在出現問題之后落實相應的維修。

3.4  進行干濕交替

因為地鐵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構本身的特殊情況，將無法保證其在水中環境正常的使用。地鐵結構和一般水下工程結構（如海港工程的樁、墩等）不同，結構外側會長時間的與水接觸甚至出現干濕交替的情況，結構內側則保持著干燥狀態。受到通風系統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出逐步下降的趨勢，地下水因此有逐步的向內側補充的趨勢。正是這樣的滲透作用，導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生腐蝕作用。

4  地鐵車站結構地下水的腐蝕防治措施

若是地鐵車站的結構常常受到地下水的侵蝕，極易出現各種各樣的問題，被腐蝕的情況日益嚴重，將威脅到人們的出行安全，為維護大眾的利益，需要積極地制定出科學防治措施，保證地鐵車站結構更加的穩定，同時又能在對應的使用年限中始終維持著高效率的運行狀態。

4.1  提升混凝土密實性

重視混凝土本身密實性的提高，可以有效地避免地下水的滲入，改善結構抗腐蝕性能。理論上，應該積極的降低混凝土的孔隙率，阻止滲水的通道的發展，可通過控制配合比、有針對性地使用摻合料、加強混凝土養護等措施減小后期收縮作用對結構產生的影響，提高混凝土結構質量。

4.2  強化混凝土保護層

適當的選取混凝土保護層厚度，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構中鋼筋被腐蝕的情況。依照相應的標準和要求，當梁、柱、墻中縱向受力鋼筋保護層的厚度超出了50毫米的時候，宜對其采取相應有效的構造措施。針對腐蝕環境中的地下車站結構，迎水面混凝土的保護層厚度超出50毫米時，應在薄弱部位保護層內設置防裂、防剝落鋼筋網片。

4.3  適時增加結構外表面涂層

近些年部分重點建設的海上大橋，為了讓橋梁的使用壽命滿足相關標準要求，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的滲透率，這屬于較為科學有效的手段之一。在地鐵的具體構建中，因為實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，基坑的圍護結構和車站主體結構之間通常沒有涂層施工空間，結構外表面涂層防腐措施難以實現。故該方式僅可適用于少量分離式結構中。

5  結語

本文中重點探討了地鐵車站結構地下水的腐蝕防治對策，通過結合現階段沿海地區地鐵車站的實際情況進行分析，闡述了地下水腐蝕的基本特點，并針對性地提出相關問題的應對措施。國內的地鐵車站結構地下水防腐蝕工作還在逐步完善的階段，應積極的借鑒國外的先進經驗與技術，在具體的實踐中驗證相關的理論成果，并通過更加深入的研究，對地鐵結構地下水腐蝕的問題提出更有效、更經濟的解決辦法。

本文來源：《企業科技與發展》：http://www.007hgw.com/w/kj/21223.html