長(zhǎng)大隧道內(nèi)整體道床病害產(chǎn)生原因及整治方法

李軍年

摘 要：隨著整體道床在隧道內(nèi)的廣泛應(yīng)用，其養(yǎng)護(hù)方法越來越受到重視，特別是在長(zhǎng)大隧道內(nèi)，由于其特殊的環(huán)境更使得施工難度加大，在此我們將隧道整體道床重點(diǎn)病害如整體道床下沉、整體道床拱起等病害的產(chǎn)生原因及整治方法做一介紹。

關(guān)鍵詞：隧道 整體道床 病害 整治方法

1.整體道床病害類型

整體道床病害主要有三種類型：一是混凝土道床下沉破損；二是混凝土道床上鼓破壞；大部分整體道床病害屬于這兩種，并且出現(xiàn)道床下沉或上鼓，發(fā)展將十分迅速，極易危機(jī)行車。第三種是道床混凝土受地下水腐蝕。這種腐蝕性不僅威脅道床本身，而且對(duì)隧道襯砌也同樣造成破壞。此外，整體道床個(gè)別支承塊松動(dòng)，支承塊承軌槽壓潰，擋肩破損、整體道床裂紋等次要病害也時(shí)有發(fā)生。

2.整體道床病害原因分析

（一）地下水對(duì)道床基底浮碴的浸泡和沖刷

整體道床是彈性基礎(chǔ)上承受列車動(dòng)載反復(fù)作用的受彎構(gòu)件，如果改變了道床的支承情況，道床混凝土就可能開裂破損。整體道床的病害地段大部分位于地下水位高和水壓大的局部區(qū)段。當(dāng)?shù)叵滤桓叱鏊淼妆砻鏁r(shí)，隧底受地下水長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，壓力水則從結(jié)構(gòu)的施工縫隙中流出，同巖上的細(xì)小顆?；蚴┕ぶ袣埓娴母〔杲Y(jié)合，形成了翻漿冒泥的現(xiàn)象。其結(jié)果造成道床基底局部空洞，道床下沉，隨之發(fā)生道床開裂。

（二）整體道床結(jié)構(gòu)形式與復(fù)雜的水文地質(zhì)條件不相適應(yīng)

整體道床鋪設(shè)初期，多采用中心水溝式，道床由素混凝土灌注而成。這種結(jié)構(gòu)形式可提高邊墻的設(shè)計(jì)標(biāo)高，節(jié)省開挖圬工量，造價(jià)低。在地下水發(fā)育，水位高或基底軟弱區(qū)段，這種型式的整體道床易受基礎(chǔ)變形的影響而發(fā)生病害。

3.修復(fù)整體道床的施工方法

常用的修復(fù)整體道床的方法有以下三種：

（一）道床基底換填

換填法對(duì)行車干擾小，能充分利用原有道床，施工工藝簡(jiǎn)單，作業(yè)量少，是一種較好的整治方法。

1.適用范圍

混凝土道床較完整，厚度不小于35cm或原設(shè)計(jì)厚度；基底軟弱層（浮碴或風(fēng)化層）較厚，一般在30cm左右；基底圍巖堅(jiān)實(shí)完整。用于中心水溝整體道床病害整治較為適宜。施工時(shí)可將水溝底部打掉，使道床軌下部分成為單獨(dú)分離的兩塊，以便于道床的頂起或橫移。

2.注意事項(xiàng)

基底換填之前應(yīng)首先做好排水設(shè)施，使基底表面干燥無水。施工時(shí)，需將換填部分的道床頂起，應(yīng)盡量不影響相鄰兩側(cè)軌道的軌距水平。如發(fā)現(xiàn)相鄰兩側(cè)道床下有空隙，可輔以壓注水泥漿填充。

（二）整體道床翻修

1.適用范圍

整體道床破損嚴(yán)重，或厚度不足，基底翻漿冒泥等病害嚴(yán)重地段。

2.整體道床的加強(qiáng)措施

（1） 加厚道床

當(dāng)?shù)来不讏?jiān)實(shí)，排水設(shè)施完善的情況下，原整體道床強(qiáng)度不足，則可采用加厚道床的方法，因?yàn)榇朔ê?jiǎn)單易行，根據(jù)需要，還可提高道床混凝土的標(biāo)號(hào)。

（2） 在道床混凝土內(nèi)增設(shè)鋼筋

基底不堅(jiān)實(shí)，或道床通過斷層破碎帶，溶洞等地質(zhì)不良地段，可增設(shè)道床斷面的配筋，此法施工較簡(jiǎn)便，是整治中常用的方法。

（3） 加設(shè)仰拱

基底軟弱，或根據(jù)圍巖類別判定必須修建仰拱的，在翻修整體道床時(shí)，應(yīng)首先加設(shè)仰拱，其結(jié)構(gòu)按隧道設(shè)計(jì)的規(guī)定辦理。為此，要根據(jù)具體情況確定施工方案并組織施工。

（4） 采用纖維混凝上

近年來，纖維混凝土已開始普遍應(yīng)用，用來灌注整體道床對(duì)運(yùn)營(yíng)線道床的整治具有特殊的優(yōu)越性。

（三）壓注水泥膠漿

1.適用范圍

整體道床比較完整；道床下的空隙較多，殘留浮碴松散，空隙率大，或者浮碴較密實(shí)，周圍有一定的空隙；這些情況都可采用壓漿法.在壓漿前，基底面上的流動(dòng)水必須清除。根據(jù)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，壓注水泥膠漿的方法可以單獨(dú)作為一種整治的方法，也可以作為上述兩種整治措施的輔助方法。

2.水泥膠漿的性能要求

整治整體道床病害所用膠漿應(yīng)具有以下性能：

（1） 凝固快。因存在地下水的作用，漿液應(yīng)能在瞬間凝固。

（2） 早期強(qiáng)度高。因整修往往在列車間隔時(shí)間進(jìn)行，為此要求漿液固化后能有足夠的早期強(qiáng)度，以承受列車荷載。

（3） 可灌性要好。漿液既要有足夠的強(qiáng)度，又要有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)度，才能較好地溶入巖石的細(xì)微裂隙內(nèi)。

（4） 凝固體耐腐性高。保證凝固體有相當(dāng)?shù)哪途眯浴?/p>

4.整體道床其他病害的整治方法

（一）整治松動(dòng)支承塊

1.填充環(huán)氧樹脂砂漿

卸下松動(dòng)支承塊上的聯(lián)結(jié)扣件，取出軌下膠墊，在相鄰支承塊間用木楔支墊好鋼軌，使松動(dòng)支承塊不承受列車荷載。沿支承塊四周鑿槽，寬度不小于5cm，深度略低于支承塊底面。槽鑿好后要用鋼絲刷刷去陷在支承塊四周的泥污油垢，并用高壓風(fēng)、水沖洗干凈，再用棉紗將槽中余水擦干。

2.壓水試驗(yàn)

待砂漿凝固后，進(jìn)行壓水試驗(yàn)（壓力控制在0.2～0.4MPa），目的在于觀察通路貫通情況，檢查填補(bǔ)質(zhì)量，清洗排水通道和支承塊底部裂紋中的泥漿，根據(jù)進(jìn)水情況還可估算所需壓漿液量，壓水后用高壓風(fēng)吹出通路中的水分。

3.壓注化學(xué)漿液

先將環(huán)氧樹脂稍加熱，依次把丙酮，醇叉丙嗣加入，攪拌均勻，最后加入乙二胺，再進(jìn)行攪拌。從一個(gè)注漿管開始?jí)鹤?，至其它管孔或孔口冒漿后用木塞塞緊，繼續(xù)壓注2～3分鐘，如發(fā)現(xiàn)道床混凝土有微小冒漿或氣泡時(shí)，還可再壓2～3分鐘，直至壓力表突然上升時(shí)停止壓漿。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有的注漿孔或孔口不冒漿時(shí)，則應(yīng)在該孔進(jìn)行補(bǔ)壓。

4.養(yǎng)生，恢復(fù)線路

對(duì)填充的砂漿應(yīng)進(jìn)行灑水養(yǎng)生，防止砂漿開裂。當(dāng)漿液達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可拆除相鄰支承塊間的木楔支墊，放好軌下膠墊，安好扣件，擰緊螺栓，檢查軌距水平。

（二）更換支承塊

1.在要更換的支承塊兩邊的相鄰各3、4個(gè)支承塊承軌槽內(nèi)放入預(yù)制的lcm厚墊片，以使軌道局部抬高，并將兩邊軌頂順坡做好。

2.用楔形木塊塞入要更換的支承塊與相鄰支承塊之間的混凝土道床上，以支承鋼軌。

3.鑿槽將更換支承塊取出，清洗基坑，按設(shè)計(jì)位置掛新支承塊，此時(shí)，應(yīng)注意在承軌槽內(nèi)墊上與相鄰支承塊承軌槽內(nèi)相同厚度（1cm）的墊片，上好扣件，擰緊螺栓。

4.在列車間隙時(shí)間灌好砂漿，抹平面層，待初凝后，取下新支承塊承軌槽內(nèi)的墊片和軌下膠墊，不使新支承塊受力。

（三）修補(bǔ)支承塊擋肩

支承塊擋肩脫落的原因很多，如施工碰壞，扣件號(hào)碼過大，安裝不當(dāng)，支承塊水平不好，受力不均勻，個(gè)別支承塊強(qiáng)度不足，擋肩漏筋，支承塊錨固位置不當(dāng)，維修方法不當(dāng)造成損壞，施工中支承塊位移，一側(cè)承軌槽尺寸不足等，都會(huì)造成擋肩脫落。

（四）整體道床的裂紋修補(bǔ)

從維修觀點(diǎn)出發(fā)，整體道床裂紋可分兩類：

第一類是橫向裂紋，寬度較小，一般在1mm左右，這類裂紋形成的原因是由于混凝土收縮，溫度變化，基底的軟硬不均和施工問題等。這類裂紋一般不顯著發(fā)展，不會(huì)形成病害。

第二類是由于基底的變形引起的裂紋，一般較寬，常達(dá)數(shù)mm以上，裂紋發(fā)展較快，往往是道床病害的開端，這類裂紋縱橫向都有。