轨道交通地下工程混凝土防渗技术研究朱昕阳 阮翔

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月3期   作者:朱昕阳 阮翔
[导读] 随着我国城市化的发展,城市规模不断扩大,人口迅速增长

         摘要:随着我国城市化的发展,城市规模不断扩大,人口迅速增长。轨道交通工程已成为城市公共交通网络的骨干。目前,我国正处于城市轨道交通高速建设时期,已成为世界上最大的城市轨道交通建设市场。然而,目前我国城市轨道交通地下工程中混凝土开裂现象普遍,甚至导致严重的渗水。它需要大量的人力、物力和财力进行维修,也可能影响运行安全。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对轨道交通地下工程混凝土防渗技术研究提出了一些建议,仅供参考。
         关键词:轨道交通;地下工程;混凝土防渗;技术研究
引言
         现如今,随着时代的不断更新和发展,我国的地下车站的实践经验来看,地下工程的防渗漏工作应该从源头进行控制,在整个建筑工程的建设中,防渗漏还需要以防为主、根据具体环境来进行分析,与此同时还需要从多个角度进行考虑比如说管理,材料,设计,施工等各个方面。
1、加强轨道交通地下工程混凝土防渗技术研究的意义
         随着我国主要城市经济的快速良好发展,市民对便捷交通的需求不断增加,使得城市轨道交通项目的数量和规模不断扩大。混凝土结构具有良好的可塑性、耐久性、耐火性等特点,已成为轨道交通施工中最常见的受力结构形式,其质量直接决定着工程的质量和使用寿命。但是,由于混凝土结构本身的重要性和抗拉强度较低,施工过程中稍有不慎就会产生裂缝,不仅影响结构的外观质量和整体质量,而且对人身安全构成潜在威胁,同时也给施工企业造成了巨大的经济损失。
2、地下工程常见问题
         从地下水位来看,城市地下水位与农村地下水位相比偏高。雨季,本工程受环境因素影响,可能发生渗漏。该站建设中最常见的问题是工程裂缝,也是造成渗漏的主要原因。裂缝产生的主要原因是新老工程施工人员之间的联系,由于温差的变化,造成不同程度的影响。拉伸力超过混凝土的承载面积,是混凝土断裂的主要原因。如果发生这种情况,施工人员需要及时修复。在维修过程中,由于技术失误,工程结构会出现大面积渗漏。如果处理措施不当,将会引起工程结构的变形。这些原因的主要原因是工程建设的环境条件会对工程结构造成渗漏。比如,车站位置和河道距离非常近,施工过程中会造成河道渗漏。另一个主要原因是本工程地下水位高,需要设置排水系统。为了降低和防止地下车站防渗漏工程的稳定性,在地下车站施工中应慎重考虑材料的选择。施工工艺和材料是影响地下车站工程质量的关键因素,在施工中需要认真考虑这些现象。目前,城市地下交通线路非常密集,可能会影响到建设项目中的其他设施,大量的水会进入地下车站,这将对地下车站的建设产生一定的影响。地下车站的积水在施工过程中需要进行处理,以减少影响工程质量的因素,提高地下车站积水的防渗整体质量。
3、轨道交通地下工程混凝土防渗技术
         3.1塑性开裂抑制技术
         控制混凝土水分蒸发的整治措施是降低混凝土早期开裂风险、实现设计性能的关键工程。根据混凝土的力学性能,硬化可分为塑性阶段养护和硬化阶段养护。在塑性阶段,如果混凝土强度低,传统的养护方法(喷水器、地膜覆盖等)没有严格控制,对混凝土表面往往产生负面影响,一般固化剂不能在含有分泌物的混凝土表面形成薄膜。引入双亲性分子结构,在高盐、高碱的混凝土表面分泌层上自我组装,形成稳定的单分子膜。形成的单分子膜在温度40℃、湿度30%、风速5米/秒的条件下,抑制水泥基材料水分蒸发75%以上,在此阶段,可以大大推迟收缩驱动力(气动负压)的发生时间,从而降低侧塑性收缩的一半左右,有效减少混凝土表面的皮肤和接头壳体等。


         3.2水化速率与膨胀历程双重调控技术
         城市铁路交通地下车站结构大体上属于超长混凝土结构,抑制裂缝的关键在于抑制强外部约束及温度-迪奥特下的收缩裂缝。针对这一特性,提出了温度和膨胀过程双重调节的技术措施。一是调节温度场,降低结构温度峰值,另一是通过膨胀过程的调节,改善温度下降阶段的膨胀性能,补偿温度下降收缩,抑制结构混凝土早期裂缝。水化热调节材料是调节水泥水化过程的新型化学掺合料,在常温条件下,水泥水化热释放率最高可降低50%以上,掺入混凝土,使结构混凝土的温度上升降低6 ℃以上,可以显着降低温度裂缝的危险。利用膨胀材料在水化过程中产生的体积膨胀弥补混凝土的收缩变形,是抑制混凝土收缩裂缝的有效方法之一。单一类型的膨胀剂,受其水化特性限制,对混凝土的收缩补偿有限[16]。利用氧化钙膨胀剂膨胀效率、氧化镁膨胀剂膨胀过程设计等技术优势,可以采取活性膨胀成分的多种复合物,即利用氧化钙补偿早期收缩,高活性氧化镁补偿中期收缩,低活性氧化镁补偿后期收缩,实现了硬化混凝土的阶段性、全过程收缩抑制。研究结果表明,利用高活性氧化镁的钙镁复合膨胀剂在混凝土温度下降阶段可以产生至少30με膨胀变形。通过钙镁复合膨胀剂成分优化,可以对尺寸更厚、温度下降收缩较大的地铁站结构混凝土适宜的混凝土收缩全过程修正。水化热调节物质不仅有水泥的水化过程,还有调节膨胀材料膨胀过程的效果。在此基础上,提出了水化率和膨胀过程双重调节的防裂新技术,不仅大大降低了结构的温度上升,还使温度下降阶段的膨胀增加到50με~ 120μδ,引起的膨胀变形更符合地铁站结构的混凝土温升和下降收缩变形。
         3.3质量监控工作的重要性
         在轨道交通地下工程混凝土施工过程中,施工作业很复杂,可能出现多种学科的相互作业,例如:电焊工、架子工,钢筋工,这些工作在施工时可能会对防水层产生一定影响。这些问题,可以通过现场的施工的管理监控进行有效的控制。
         3.4材料方面
         首先,根据实际情况,选择符合设计要求的低水化热水泥品种,并尽可能选择比表面积较大的水泥,但不影响3d和28d水泥的强度为宜。其次,选择合适的活性掺合料,能有效降低水泥用量,减小大体积混凝土的水化热峰值。粉煤灰具有水化反应速率慢,放热较低的特点,可用于替代部分水泥,使放热峰显著降低和推迟。同时粉煤灰的滚珠效应能起到减水和改善混凝土的和易性作用,其吸水率低,可减小混凝土的干缩,还能提高混凝土的后期强度。最后,可根据实际需要掺加外加剂和纤维材料,以改善混凝土的抗裂性能。外加剂一般有高性能减水剂(如聚羧酸系减水剂,可显著提高混凝土的抗收缩开裂性)、高效减水剂、膨胀剂(如硫铝酸钙型膨胀剂,可补偿收缩,抑制早期开裂)和减缩剂(从根本上降低混凝土的自由收缩),而纤维材料一般有合成纤维(主要是聚丙烯纤维)、碳纤维、钢纤维、玄武岩纤维等。
结束语
         综上所述,轨道交通地铁工程是一项多学科、多系统的工程,可以改善城市交通条件,方便民生。它也是展示城市经济发展水平、反映城市竞争力的名片。地铁已进入全面建设阶段,充分总结地铁建设过程中的混凝土防渗经验教训,积极应用于后续地铁线路建设,将进一步提高地铁建设质量,提高地铁建设水平,产生良好的经济效益和社会效益社会效益,帮助城市建设。
参考文献
[1]王永文.城市轨道交通地下车站结构防渗漏控制研究[J].居舍,2019(19):168.
[2]李路,王文彬,徐文.混凝土高效抗裂剂在徐州轨道交通地下工程中的应用[J].新型建筑材料,2018,45(07):52-54.
[3]杨志涛.城市轨道交通地下车站结构防渗漏控制研究[J].建材与装饰,2018(30):286-287.
[4]刘加平,田倩,李华,王育江,徐文,姚婷.城市轨道交通地下车站抗裂防渗新技术[J].江苏建筑,2018(02):8-13.
[5]吴晓皓.地下连续墙施工中的GXJ接头应用研究[J].建筑施工,2018,40(04):463-464+467.
        
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