轨道交通地下工程耐久性混凝土的分析及应用

摘 要：城市轨道交通工程分地下和地上两部分，地下工程施工环境复杂，对工程的质量要求非常高。所以混凝土结构使用的非常多，比如地下连续墙、深基坑支护结构等等，这些建筑构建大多数使用混凝土，因为混凝土具有耐久性，能确保地下工程的质量。但是在实际应用中地下工程混凝土受到环境因素的影响，严重影响混凝土结构的质量，所以研究地下工程混凝土耐久性很有必要。

关键词：城市轨道交通；地下工程；耐久性混凝土

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.093

0 引言

随着城镇化不断加快，城市交通问题日益突出，为了缓解城市交通拥堵问题，全国很多城市开始大规模建设地铁。地铁工程作为城市基础设施建设的一部分，地铁施工质量直接关系到人民群众的生命安全。城市轨道交通任务紧、工程量大、投资大，对地下工程的结构混凝土耐久性要求非常高。地下建筑结构混凝土耐久性主要受到地下水渗透、腐蚀、混凝土裂缝等几个方面的影响。然而在实际工程中，不同的地区施工环境不同，那么混凝土结构的耐久性要求也不同，在施工中，建设单位要结合具体的施工环境，采取相应的办法。

1 耐久性混凝土发展现状

（1）选择添加剂。混凝土在搅拌过程中一般会使用添加剂。城市轨道交通地下工程在施工过程中，为了确保工程质量达到设计所需的使用年限，通常都是选择26RP聚羧酸盐减水剂。混凝土在搅拌的过程中，将其直接添加，然后均匀搅拌，在添加的时候要注意控制聚羧酸盐减水剂的剂量，因为聚羧酸盐减水剂的剂量直接关系到减水剂的减水性能。减水剂的掺量在1%―1.5%效果是最好的。一般情况下，聚羧酸盐减水剂的掺量越大，则减水性能越强，但是当聚羧酸盐减水剂的掺量达到1.6%以后，它已经呈现饱和状态，它的减水量不升反降。所以在添加的时候，一定要控制好剂量。

（2）选择混凝土的原料。混凝土是由水泥、砂石、水、外掺和物等构成，原料主要是水泥以及砂石骨料。水泥一般选择硅酸盐水泥，这种水泥的适应性非常强，外掺和骨料时，选择适应性很强的粉煤灰或者S95矿粉。这两种外掺和物能够提升混凝土的耐久性。骨料有粗骨料和细骨料之分，粗骨料一般指的是碎石，但是要控制碎石的直径，直径大小不超过25毫米；细骨料一般选择黄砂，黄砂系数为2.3。

（3）混凝土的配比。选择好混凝土的原料以后，接下来就是配置混凝土了。在配置混凝土的时候，要严格控制配方的比例，如果水泥超过了一定的量，则可能会影响混凝土的硬化，如果水分过多，那么则混凝土可能无法凝固。在城市轨道交通建设中，如何提高地下工程的耐久性，那么可以使用特殊的混凝土配比。一般情况下，城市轨道交通的坍落在140―180mm之间，混凝土在掺和粉煤灰和矿粉的情况下，将水控制在165Kg/m?，能够提高混凝土的耐久性。

2 城市轨道交通地下工程耐久性混凝土的应用

我国地域广阔，不同地区的气候环境、水文条件不同，所以混凝土在配置的要求不同，在实际应用中，应该要结合当地具体的气候环境、水文条件，制定合适的配比，才能确保工程的质量。以上海城市轨道交通为例，上海地区的潜水水位埋深是0.3―1.5米，微承压水埋深是3―8米。城市轨道交通1号线、2号线地铁车站的埋深是10―20米，在设计规划的时候，地铁车站部分地段的埋深接近了30米，所以地铁车站水压力比较大，地下水对混凝土结构的腐蚀性比较大。其次，上海是一个沿海的城市，水质情况比较复杂，地下水中含有硫酸根离子和氯离子，这些增加了混凝土结构的化学腐蚀速度。在实际调查中发现，地铁车站的地下连续墙、顶板和底板、内衬侧墙都存在渗透的情况下。所以特殊的环境对混凝土的耐久性也提出了更高的要求。

（1）选择混凝土材料。质量好、性价比高的高性能混凝土原料是确保混凝土的质量的前提条件。为了提高混凝土的耐久性，可以选择强度等级在42.5以上的硅酸}水泥，掺和材料选择优质的粉煤灰和矿粉、微硅粉等活性矿物。骨料使用中砂，中砂的系数在2.3―2.9；粗砂颗粒直径在5―25mm之间，添加剂使用聚羧酸高校减水剂。根据地下工程的需求，还需要在混凝土中加入纤维，纤维是聚丙烯等有机物质。

（2）混凝土施工技术。选择混凝土原料以后，施工方根据工程的要求，对混凝土材料的配比进行调配，直到调配出符合施工的最佳配比。然后按照配比制作混凝土。目前大部分工程施工的混凝土搅拌都已经实现了机械化作业。混凝土的制作质量得到了有效的保证。混凝土施工首先要控制混凝土保护层的厚度和质量，混凝土保护层应该使用工程定型生产的纤维砂浆块和塑料制作的保护层定位夹。其次浇筑混凝土时，温度要适宜，温度很高的天气，会影响混凝土的硬化质量。一般选择温度比较低的情况下，夜间施工也比较合适。最后，混凝土浇筑以后，要注意对其进行养护。混凝土浇筑半个月以后，必须用水对混凝土结构定期养护，或者用覆盖膜进行保湿。

（3）混凝土结构的抗震防渗措施。地铁车站设置诱导缝，使得建筑结构的温度和混凝土收缩应力得到有效地释放，在施工的过程中，地下连续墙和诱导缝必须对齐，如果部分有诱导缝和地下连续墙无法对齐，那么必须增加诱导缝与地下连续墙的内衬强柔性应力。此外，车站结构一般选择地下连续墙和无梁楼盖的结构形式，这样顶板的缝隙比较小。工程完工以后，要对车站钢筋混凝土结构的裂缝情况进行验收，裂缝必须在施工范围内。

（4）混凝土的防腐措施。地下混凝土结构容易受到化学、物理等因素的影响，对混凝土结构造成一定的腐蚀。所以在施工工艺允许的情况下，必须对混凝土结构进行防腐处理。可以使用具有一定渗透性的涂层，将工程早期施工造成的微缝隙进行修补，提高混凝土结构表面抗渗性能。

3 结语

地下混凝土结构的耐久性直接影响城市轨道交通的使用寿命，所以施工单位一定要重视。采取有效的措施，预防为主，防治结合。提高混凝土的抗渗透性能、防腐蚀性能，选择优质的混凝土材料和合适的混凝土配比，从而提高混凝土的质量。

参考文献：

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[2]徐金慧.轨道交通地下工程耐久性混凝土研究[J].技术与市场，2013（06）：139.

[3]陈心茹，朱祖熹.隧道与地下工程防排水技术近年来的探索与改进[J].隧道建设，2015（04）：292-297.

作者简介：汤国伟（1985-），男，本科，助理工程师，建设工程工程技术。