王震2尚维康
郑州地铁集团有限公司运营分公司供建中心?450000
摘要：本文结合具体的案例，阐述了地铁土建设施的特殊性，以及土建设施病害处理对地铁安全运营的重要影响，然后在此基础对地铁土建设施严格使用要求、各系统联动保障要求等内容进行阐述，希望能为相关部门及地铁运营公司提供参考依据。
关键词：地铁土建设施；病害；治理；安全运营；联动性
引言
地铁作为我国重要的轨道交通方式，与国家的经济发展和人们生活息息相关。但目前在地铁运营管理中，面临着地铁土建设施病害的难题，假若不能及时治理修复地铁土建设施病害，不仅会严重影响地铁的安全运营，而且还会对整个社会造成严重的影响。因此，保障地铁土建设施的可靠性，是目前地铁运营管理工作中需要重点关注的内容。
1、地铁土建设施病害事故案例分析
案例1：郑州地铁1号线郑-博-市区间由于结构收敛变形大、隧道周边施工活动频繁，不得已采用隧道内钢环加固方案。（新加一个案例，设为案例1）
案例2：1975年建成的阿联酋迪拜Shindagha海底隧道，由于存在结构病害，使得其不得不进行结构大修，而维修费用是原建造费用的2倍。
案例3：上海轨道交通4号线董家渡段隧道，由于结构变形出现涌水，从而导致坍塌事故发生，不得已需要进行重建。
案例4:20世纪70年代建成的香港地铁，部分区间隧道发现内排钢筋腐蚀严重，使得混凝土保护层剥落，影响地铁的正常运营。为此，香港地铁不得不花费大量的时间和精力，在确保正常运营状态下，用超高压水刀将保护层及内排钢筋铲除，并喷射钢纤维混凝土或植筋后，再扎内排钢筋。
案例5：日本铁路隧道相继发生过3次重大混凝土剥落事故，从而造成列车破损和脱轨事故发生。
从国内外土建设施病害事故来看，大多数是由环境原因造成，而土建设施作为地铁系统中最基础的设施，其稳定性将直接影响地铁车辆系统、调度指挥系统的运行，倘若土建设施存有病害，就会对这几个系统产生联动效应，进而对地铁安全运营产生影响。
2、地铁土建设施常见的病害类型及修复措施
按照地铁工程土建工程及装修工程的功能及位置，可分为桥隧工程、车站工程、车辆段工程及附属建筑工程这几类。以下主要分析这几类工程中常见的病害及修复措施。
2.1 桥隧工程
桥隧工程的地铁建设运营的重点和难点，其主要包括桥梁和隧道这两个部分。
其中，在桥梁工程中，常见的土建设施病害有结构裂损、支座损坏、防排水设施故障、防护结构损坏松动等。通常情况下，结构裂损主要是由前期基础施工不完善导致，使得后续出现不均匀沉降问题，进而引起结构裂损。在具体的修复中，需要根据裂损的严重程度进行结构性修复或加固；支座损坏也是多是因为前期施工不完善导致，对于这一病害，需要根据其病害程度修理或更换；防排水设施故障也是由前期施工不当导致，主要表现为防水层裂损、排水沟淤积、排水管堵塞等。对于防水层及排水沟裂损问题的处理，需要重新铺设防水层及保护层，而对于排水沟及排水管淤积堵塞的问题，需要制定定期检查制度，及时清理及维护保养更换；防护结构损坏松动主要是因为频繁震动和人为原因造成，对于这类故障，需要定期检查和维护。
隧道工程常见的土建设施病害有衬砌裂损、主体结构渗漏水、排水沟淤积、道床起拱或下沉等。从隧道工程土建设施病害的情况来看，大多是由隧道工程施工质量及混凝土结构本身存在缺陷而引起，如在施工中浇捣混凝土不密实、设置的防水层失效等。
而对于这些病害的治理，需要具体结合地下水位进行修复处理。比如，对于衬砌裂损的修复，一般采用表面修复，若裂损程度较严重，则需要采取深层处理；针对渗漏水这一类病害，可通过注水泥浆及环氧树脂等合成物进行修复处理，具体需要根据病害原因及复杂程度选择注浆方法。
2.2 车站工程
车站工程作为地铁流动乘客的载体，倘若发生土建设施病害，将会直接对乘客造成影响，所以车站工程的土建设施病害整治，应是地铁工程病害整治工作的重点。而在车站工程中，比较常见的土建设施病害是结构渗漏水，除了施工过程质量控制原因外，也存在一些外界因素，如温度变化使得大体积混凝土结构在凝结时出现热胀冷缩现象，从而产生裂缝，而地下水和地表水会沿着裂缝渗漏至车站中，影响地铁的安全运营。对于此类病害的修复，需要采取堵排结合的方法，并根据渗漏的程度进行修复，如可在车站顶板渗漏出安装接水槽，将水引至水沟中。
2.3 车辆段
车辆段常见的土建设施病害是轨道路基沉降，导致这一病害产生的原因有许多，如前期施工分层压土不密实、路基排水设施建设不到位等。一旦发生轨道路基沉降问题，后续在处理时难度会非常大，因此就需要在设计阶段加强把控，加强施工图纸的审核，及时发现问题和解决问题。
2.4 附属建筑工程
附属建筑工程属于地铁工程的功能性建筑，其比较常见的病害有散水的沉降开裂，围护结构损坏等，其中，散水的沉降开裂主要是由路基土不密实引起，围护结构则是由设备疲劳折旧及人为原因破坏导致。设备疲劳和折旧需要通过保养维护进行预防，及时更换处理。人为损坏则需要加强定期检查，并尽早维修。
3、地铁土建设施使用要求及其联动性
3.1 土建设施使用要求
为确保地铁正常运行，依据《城市轨道交通设施养护维修技术规范》及《地铁设计规范》规定，应严格对土建设施的使用功能进行控制，具体为这几点：一是严格控制结构变形量。从地铁土建设施病害发生的原因来看，多为外部施工或地质原因导致，其中以隧道结构沉降问题最明显，因此需要严格控制结构变形量，对于隧道结构及道床的控制，应控制下沉为-4mm，上浮为+2mm，并在这一基础上设置相应的预警值和报警值，以便能及时发现问题和解决问题；二是严格控制限界。轨道交通的限界主要包括建筑限界、车辆限界和设备限界这三种，为确保地铁正常安全运行，也需要加强限界的控制，比如在建筑限界方面，针对直线地段单线矩形隧道，要求B1车型在隧道顶部限界至走行轨顶面的高度要大于4200m，且隧道结构的变形不可超出建筑限界的要求；三是严格控制轨道变形量，即正线上整体道床静态几何尺寸容许偏差的控制，具体为规矩[-4mm，+7mm]，水平、高低、轨向及三角坑均是7mm。
3.2 土建设施病害的联动性分析
实际上地铁系统是一个相关性非常强且组织严密的复杂系统，可用“牵一发动全身”来形容。而土建设施是地铁系统中最基础的部分，倘若土建设施出现问题，就会对地铁中的其他系统造成影响。而为了确保地铁安全运营，就需要其他系统配合更好地进行病害的处理，具体需要形成三个阶段的联动效应。一是在病害发生时，各系统的产生的联动效应为：各专业检查所检查设备运行状态，对运营条件进行评判；客运营销部需要对运营图临时调整，保障乘客乘车需要；车站工作人员需及时疏散车站滞留乘客；设计单位及专业检测单位建立监测机制，检查土建设施情况，设定预警值和报警值，并制定相应的应急方案。二是病害治理前，各系统需要形成的联动效应为：相关单位及主管部门需联合成立保障小组，并建立沟通机制，针对土建设施问题予以协调及治理工作手续的办理；组织土建专业和线路专业每日进行土建设施的巡视检查工作。三是病害治理过程中，各系统需要形成的联动效应为：各相关部门及单位成立现场修复工作指挥小组，对现场修复过程予以监督和指导，并由专业公司负责设备设施修复时的防护；信息中心需提前编制停运宣传材料，客运营销部需要提前制定区间临时停运运营图，公交部门则需要做好地面公交摆渡预案。
结语：
综上，土建设施是地铁系统中基础部分，一旦出现问题会对地铁安全运营造成影响，甚至对整个社会造成影响，因此必须要对土建设施使用功能有严格的要求，并通过建立联动机制快速完成病害修复工作，将影响降至最小，从而保障地铁安全运营。
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