2.3 该车站涌水涌沙病害的原因

　　隧道结构的病害因素和道床的病害因素共同作用引起涌水涌沙病害。经过讨论研究,该地铁车站涌水涌沙病害可能有以下两种原因。

　　(1)大量的生活用水通过道床裂缝及结构已经出现破损的变形缝进入结构底板下的地基土中,多年的累积使得地基土趋于饱和。在列车动荷载的作用下,粉土发生液化,当列车经过时,在活塞效应之下,饱和水带着粉土中的粉沙颗粒便沿着结构缝涌入道床。道床的整体性受到破坏,涌水涌沙病害出现,危及行车安全。如图2所示。

　　(2)潜水或承压水也可能沿着结构的薄弱处(结构破损的变形缝或新旧结构接口防水措施较差的薄弱地带等)通过结构外侧渗流到地基土中,使地基土饱和。水压力使得道床与结构底板脱开,水携带着沙在道床与结构之间的缝隙流动,涌水涌沙病害出现,危及行车安全。如图3所示。

　　3 治理措施

　　地铁病害一旦出现,应该立即予以治理。治理的方案一般应包括两套:紧急抢修措施和根治措施。紧急抢修措施是为保证地铁的运营在安全的前提下不发生间断,根治措施是保证地铁运营的长期安全。图4示意了地铁出现病害之后可以采取的一个治理流程。

　　(1)根据具体的病害情况,紧急抢修方案包括轨道及线路设施和土建结构两大方面的抢修。地铁车站涌水涌沙病害的紧急抢修措施有如下内容:①在病害出现地段及前后各一段距离的区间内限速运营,减小列车振动所产生的活塞效应,以防止更多的水和沙上涌;②增设轨距拉杆,保证轨道的几何形位不受到影响;③增设防脱护轨,避免意外发生;④道床与底板松动脱开部位进行灌浆处理,避免道床与底板之间出现较大空洞;⑤对道床裂缝进行修补,阻止道床裂缝扩大;⑥对轨道结构高程及水平位置进行监测,及时维修恢复;⑦对渗漏部位的隧道结构裂缝进行灌浆处理,保证隧道结构的整体性;⑧对底板结构沉降进行监测。

　　通过以上紧急抢修手段,一方面可以保证行车的安全,不会发生地铁车辆的脱轨掉道,另一方面也保证了运营的顺畅。

　　(2)在列车的安全运行得到保证之后,必须采取根治措施对病害进行根本治理,以保证地铁运营的长期安全。在进行根治之前,通过现场监测、环境调查、结构评价、方案制定四个步骤拿出方案,然后对方案进行实施。

　　在制定根治方案之前,应该组织专门会议进行讨论。先讨论出可能的病害原因,然后针对可能的病害原因进行现场检测、环境调查和结构评价,做到有的放矢。在查找病害源头的过程当中,必须进行大量的观察和监测,收集足够的数据,找准病害的源头,万万不可凭借主观的判断,错误估计病害发生的机理,否则采取的治理措施很可能造成大量的浪费,甚至对地铁的运营安全起到负面作用。同样,针对本车站涌水涌沙病害,通过现场勘察和会议讨论,一致认为应该从紧急抢修和彻底根治两方面同时入手,制定紧急抢修和彻底根治两套方案。

　　(3)对于紧急抢修方案,该车站病害治理采取的抢修措施包括轨道及线路设施抢修和土建结构抢修两个方面。轨道及线路设施抢修措施有:限速25km/h运营、增设轨距拉杆、增设防脱护轨、道床与底板脱开部位进行灌缝处理、道床裂缝修补和对轨道结构高程及水平位置进行监测,及时维修恢复。土建结构抢修措施有:对渗漏部位灌注水泥浆液和对底板结构沉降进行监测。

　　对于彻底根治方案,一方面,该车站的涌水涌沙病害通过紧急抢修之后,涌水涌沙现象已停止,收到了十分良好的效果。另一方面,还由于我们国家地铁运营的历史较短,治理地铁病害的经验不足,所以根治方案可以先进行长期而准确的观测,积累数据的

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