地铁车站结构地下水的腐蚀防治

大多数情况下，地铁车站所处的环境十分的特殊，往往是在地面之下10-30米的范围内，在沿海地区情况更为特殊，由于实际接触到的场地具有丰富的地下水资源，相应的水位较高，所以地铁结构必须要经常在水环境之中，这就给混凝土和钢筋被腐蚀创造了条件。通过珠三角地区部分地铁及地下工程地质勘察结果的了解与分析，该地区地下水中存在着较多的腐蚀性物质，尤其是CI-离子和SO24-离子含量较高，对钢筋混凝土结构表现出强烈的腐蚀性。此次研究重点探讨的就是地铁车站结构针对地下水的腐蚀防治措施，并结合基本的案例展开探讨，指出落实相关工作的必要性。

1  现阶段地铁车站结构地下水的腐蚀防治情况

现阶段，国内地铁工程的相关情况证实了混凝土结构腐蚀问题的存在，甚至表现出愈演愈烈的趋势。地铁车站因使用年限长，地下环境复杂，迎土结构后期维护难度很大等原因，若是未能在建设阶段采取有效的防腐蚀措施，将严重的影响到其日后的运营状况。依照《地铁设计规范》的相关条款，对地铁车站100年使用年限作出了具体的要求，对混凝土结构耐久性设计也有十分明确的规定，总体上能够为地铁车站结构提供基本的安全储备并保证其正常使用。但位于沿海地区的地铁车站，受到海水侵蚀的严重影响，混凝土结构和钢筋常常处于CI-离子和SO24-离子腐蚀环境之中。在《地铁设计规范》的相关规定里，并未发现针对此情况的具体措施，仅仅是提及了部分基本要求，通常对该情况下的防腐蚀设计，还需结合其他规范或进行有针对性的研究分析。地铁本身就是城市公共交通的重要组成部分，甚至是一座城市的名片，所以更应该在各个方面重视安全性的提升。相较于国外的地铁建设而言，国内的地铁建设经验尚有限，直到二十世纪八十年代末才展开了大规模的建设。为了降低地铁车站结构所承受的腐蚀影响，减少相应的损失，需要更积极的关注地下结构的防腐蚀问题。

2  地铁车站结构地下水的腐蚀特点分析

地铁车站本身就是一个极为特殊的区域，结合其基本的情况加以分析，能够看出混凝土结构实际接触到的环境，为了更好的防治混凝土结构腐蚀，需要积极的展开相关环境的阐述，对于地下水环境合理的判断，明确腐蚀的基本特点。针对沿海地区具有特殊性，本次研究重点以沿海城市的地铁车站相关情况展开讨论。在南方众多的海滨城市中，因为工程场地中的地下水量较大，所以混凝土结构极易被腐蚀，特别是当结构长期的处于干湿交替的环境中时，可能会表现出强腐蚀性。以某滨海工程为例，受到海水入侵的影响，地下水总矿化度是29.1g/L，其成分如图1所示。

图1  地下水成分分析表

海水中存在着较多的可溶性盐类，主要包含有NaCI、Na2SO4、MgSO4，依照离子浓度可以记为Na+10000-12000mg/L，CI-19000-20000mg/L，SO24-2800-3000mg/L，Mg2+1800-2000mg/L。通过海水成分的比较，该地铁车站场地内地下水大致可以被判断为在河口港常年受到海水侵蚀的影响。因地铁本身的使用年限较长，耐久性要求较高，因此需要应对更为严苛的标准，腐蚀防治对策也应该结合实际情况重点分析。

3  地铁车站结构的具体特点

对于地铁车站的结构展开分析，能够发现其存在的基本特点，不管是在使用年限还是工作状态上，都能发现应该避免的问题。地铁车站关系到人们的出行安全，因此更应该重视细节问题的解决，只有将相关的细节性工作落实到位，才能保证其他工作顺畅运转。地铁车站结构十分的复杂，因此需要就实际的情况展开分析，在合理的进行考察之后，对防腐蚀措施的制定才能更加现实，满足地铁车站的安全需要。

3.1  较长的设计使用年限

依照《地铁设计规范》的基本要求，车站结构的设计使用年限是100年，依照环境可以产生的实际影响，必须要在遵循着年限标准的前提下展开合理的耐久性设计。

3.2  带裂缝工作状态

在双层地铁车站箱形结构具体设计的过程中，应该注意顶板覆土的厚度通常大于3米，相应的结构必须要应对多个方向的水土压力的共同，车站箱形结构的支座、跨中弯矩较大。由于对抗裂标准的大幅度提升，地铁的相关造价也会因此而大大的增加。结合相关的规范规定，裂缝控制等级在三级时，沿海腐蚀性地下水环境中结构迎水面裂缝的宽度通常不应大于0.2毫米。若是混凝土以及钢筋能够处于协调配合的状态，受拉区的混凝土应力可以保证呈现出增加趋势，当达到拉力极限值，混凝土会开裂，由此只能处于带裂缝工作状态。此工况下，构件内钢筋极易受到地下水腐蚀的侵害。

3.3  难以进行有效替换

地铁结构一般是处于地下，所以多种多样的受力构件能够与土体进行有效接触，这个过程便会承担着土和水的双重压力。在设计使用年限中，这些最基本的构件将难以实现有效的更换，只能在出现问题之后落实相应的维修。

3.4  进行干湿交替

因为地铁车站常常处于地下水的浸泡中，若是没有充分的考虑地铁结构本身的特殊情况，将无法保证其在水中环境正常的使用。地铁结构和一般水下工程结构（如海港工程的桩、墩等）不同，结构外侧会长时间的与水接触甚至出现干湿交替的情况，结构内侧则保持着干燥状态。受到通风系统以及列车通行等多种因素的影响，车站混凝土中的表面含水量呈现出逐步下降的趋势，地下水因此有逐步的向内侧补充的趋势。正是这样的渗透作用，导致水中存在的可溶性盐会逐步的沉积，从而对混凝土和钢筋等产生腐蚀作用。

4  地铁车站结构地下水的腐蚀防治措施

若是地铁车站的结构常常受到地下水的侵蚀，极易出现各种各样的问题，被腐蚀的情况日益严重，将威胁到人们的出行安全，为维护大众的利益，需要积极地制定出科学防治措施，保证地铁车站结构更加的稳定，同时又能在对应的使用年限中始终维持着高效率的运行状态。

4.1  提升混凝土密实性

重视混凝土本身密实性的提高，可以有效地避免地下水的渗入，改善结构抗腐蚀性能。理论上，应该积极的降低混凝土的孔隙率，阻止渗水的通道的发展，可通过控制配合比、有针对性地使用掺合料、加强混凝土养护等措施减小后期收缩作用对结构产生的影响，提高混凝土结构质量。

4.2  强化混凝土保护层

适当的选取混凝土保护层厚度，合理增加地下水渗透距离，可以在一定程度上缓解混凝土结构中钢筋被腐蚀的情况。依照相应的标准和要求，当梁、柱、墙中纵向受力钢筋保护层的厚度超出了50毫米的时候，宜对其采取相应有效的构造措施。针对腐蚀环境中的地下车站结构，迎水面混凝土的保护层厚度超出50毫米时，应在薄弱部位保护层内设置防裂、防剥落钢筋网片。

4.3  适时增加结构外表面涂层

近些年部分重点建设的海上大桥，为了让桥梁的使用寿命满足相关标准要求，采用了混凝土表面涂层的方式，合理的降低混凝土中腐蚀性物质的渗透率，这属于较为科学有效的手段之一。在地铁的具体构建中，因为实际处于的位置在城市繁华地带，场地有限，同时受成本、工艺等因素的限制，基坑的围护结构和车站主体结构之间通常没有涂层施工空间，结构外表面涂层防腐措施难以实现。故该方式仅可适用于少量分离式结构中。

5  结语

本文中重点探讨了地铁车站结构地下水的腐蚀防治对策，通过结合现阶段沿海地区地铁车站的实际情况进行分析，阐述了地下水腐蚀的基本特点，并针对性地提出相关问题的应对措施。国内的地铁车站结构地下水防腐蚀工作还在逐步完善的阶段，应积极的借鉴国外的先进经验与技术，在具体的实践中验证相关的理论成果，并通过更加深入的研究，对地铁结构地下水腐蚀的问题提出更有效、更经济的解决办法。