運營鐵路隧道病害檢測與整治分析

劉亞茹

摘要：鐵路隧道病害具有一定的發(fā)展過程，如何在隧道病害進一步惡化之前采用相關儀器設備進行有效檢測和實時監(jiān)測，并進行定量化的科學評估，是鐵路隧道檢測、監(jiān)測和評估領域面臨的問題與考驗?；诖?，本文以實際工程案例為出發(fā)點，探析鐵路隧道病害的原因，對其相應的整治策略進行闡述，鐵路隧道檢測與整治已經成為繼鐵路建設之后的重要任務。

關鍵詞：鐵路隧道;滲漏水病害;整治措施

引言

隨著高速鐵路的發(fā)展速度加快，隧道工程建設的比重越來越大，在已建成投入運營的隧道中，出現不同程度的滲漏水病害問題。這是一種最為常見的狀況。滲漏水問題的發(fā)生，會縮短隧道的使用壽命，不能解決會對隧道的運營安全結構方面產生重大的危害。

1工程概況

某鐵路東起全長377km，是中國中長期鐵路網中沿長江、東中西部大通道的重要組成部分。全線共有159座隧道（單線隧道105座和雙線隧道54座），其中左線為貫通線，共有隧道118座，總長226km，隧道長度占據線路總長60%。其地形、地質條件之復雜集中國西南山區(qū)鐵路之大成，建設條件之艱、難、險居中國鐵路之最，特別是長大深埋隧道穿越地區(qū)巖溶發(fā)育、規(guī)模多樣性，突水突泥風險性為國內外罕見。總體設計單位根據隧道所穿越的地層巖性、巖溶發(fā)育程度、地質構造、富水程度等因素將巖溶隧道劃分為I級風險、Ⅱ級風險和一般風險。

2隧道病害情況

（1）隧道襯砌存在的缺陷。隧道襯砌存在的缺陷主要有襯砌厚度缺陷、襯砌混凝土質量缺陷、襯砌背后空洞或回填不密實。襯砌厚度缺陷的主要原因：巖體開挖不到位、模板支設出現偏差。襯砌混凝土質量缺陷的主要原因：①麻面。模板內表面粗糙、未清理干凈、濕潤不足，模板拼縫不嚴密而漏漿，混凝土振搗不密實，氣泡未排出以及養(yǎng)護不規(guī)范。②露筋。綁扎鋼筋或安裝鋼筋骨架時未放墊塊或墊塊位移、鋼筋位移、結構斷面較小、鋼筋過密使鋼筋緊貼模板，導致混凝土保護層厚度不足。③蜂窩?；炷僚浔炔粶剩{少石多）或攪拌不勻、澆筑方法不當、振搗不合理，造成砂漿與石子分離;模板嚴重漏漿等。④孔洞。骨料粒徑過大、鋼筋配置過密導致混凝土下料中被鋼筋擋住，混凝土流動性差、分層離析、振搗不實，混凝土受凍、混入泥塊雜物等。⑤縫隙及夾層。施工縫處理不當以及混凝土中含有垃圾雜物。⑥缺棱、掉角。澆筑前模板未充分濕潤，棱角過早拆模或拆模后保護不善。⑦裂縫。結構和地基產生不均勻沉降，水分蒸發(fā)過快，模板不牢固，混凝土內部和表面溫差過大，拆模時混凝土受到劇烈震動，混凝土養(yǎng)護不良。⑧強度不足。地下水影響，混凝土振搗難以按施工規(guī)程要求實施，混凝土直接養(yǎng)護濕度難以達標。襯砌背后空洞的主要原因：①對超挖未按規(guī)范進行施工回填;②襯砌時拱頂灌注混凝土不飽滿，振搗不夠;③泵送混凝土在輸送管遠端由于壓力損失、坡度等原因造成空洞;④防水板掛設松弛度控制不到位。（2）隧道襯砌存在的病害。隧道襯砌存在的病害主要有襯砌裂損、滲漏水。襯砌裂損的類型主要有襯砌開裂、掉塊及組合工況。襯砌裂損的主要原因：①灌注過快，混合料分散不均勻，振搗不充分，拌和時間過長;②使用條件和環(huán)境因素，如化學腐蝕環(huán)境、內外溫差環(huán)境;③水泥的水化熱發(fā)生熱脹開裂、水泥異常凝結發(fā)生不規(guī)則開裂、下沉開裂。滲漏水病害類型有滴水、涌水、水蝕等。滲漏水病害的主要原因：①地質條件復雜，巖溶發(fā)育，水壓較大;②設計和施工水平達不到要求;③襯砌和防水材料存在一定不足;④排水系統堵塞。

3隧道檢測技術

3.1常規(guī)檢（監(jiān)）測技術

運營鐵路隧道常規(guī)檢測技術主要有隧道拱部空洞敲擊法（聲波法）、雷達法（瑞雷波法）、襯砌表面攝像法、原位鉆孔檢測法和材料強度試驗法等。

3.2存在問題

鐵路隧道工程結構復雜，影響因素較多，其檢（監(jiān)）測特點、難點可概括如下：①工作時間短、檢測項目多、數據釆集難、信息傳輸量大;②從形變特點看，隧道工程往往同時包含累積性變形和突發(fā)性變形，需要綜合使用靜態(tài)監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測;③針對運營鐵路隧道，快速檢（監(jiān)）測裝備的短缺，維修天窗時間短等是目前檢（監(jiān)）測工作面臨的難點。

4缺陷（病害）評定標準

缺陷（病害）評定標準具體如表1、表2所示。

5整治技術

5.1襯砌滲漏水

在隧道穿越含水地層時，地層中的一些固有地下水通道被隧道截斷，地層中的滲流場也相應改變，隧道本身所擁有的空間就成了此處地下水匯集的良好場所，處于此種環(huán)境中的隧道極易出現滲漏水病害。鐵路隧道襯砌滲漏水的整治方法如下。①鑿槽引排法。沿滲水裂縫處自上而下開鑿倒梯形引水槽，內置入半圓形排水管并固定，防水砂漿填充管外槽體;用水泥基滲透結晶型防水涂料封槽;引排水流統一通過引排管進入隧道內側溝，排出洞外。該方法適用于既有隧道邊墻豎向施工縫、變形縫及其他豎向裂縫出現“淌水”等嚴重滲漏水病害的部位。②高壓灌注法。以高壓灌注機注入單組份油溶性聚氨酯灌漿材料至發(fā)現發(fā)泡劑從結構表面滲出，該方法適用于隧道拱頂、拱腰及邊墻滲漏水裂縫。③錨固灌注法。通過裂縫打磨、裂縫封閉、布設錨桿、灌注聚氨酯材料等工序進行整治。該方法適用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖，裂縫寬度在1～5mm，且密度較小的混凝土裂縫。④鉆孔降壓法。通過降壓孔把隧道拱墻或隧底地下水的壓力釋放出來，達到降壓的效果，從而防止水壓過大造成隧道底板滲水或濕積。

5.2襯砌裂紋

針對襯砌施工縫等受到溫度應力等較小應力作用導致開裂的普通干裂縫的整治方法主要是注膠粘合法，注膠材料一般選擇環(huán)氧類材料。主要施工工藝流程為：襯砌表面清理—裂縫識別與標記—裂縫表面打磨—裂縫寬度量測—裂縫封閉—注膠孔成孔及注膠咀安裝—注膠—取芯抽檢—裂縫涂裝。

5.3襯砌厚度不足及背后空洞

隧道襯砌厚度不足與背后空洞多為隧道施工時造成的，由施工單位管理水平和技術參差不齊，且有部分施工單位偷工減料或者不嚴格按照設計進行施工導致的。襯砌厚度不足與背后空洞整治方法襯砌補強技術，具體程序為襯砌鑿除→錨桿鉆孔→錨桿安裝→網片安裝→襯砌補強（噴混凝土）→空洞填充。

結束語：通過對某鐵路隧道病害進行檢測、梳理，部分隧道出現了不同類型的病害，其原因涉及到環(huán)境、設計、施工、運營維護、原材料及部件質量等多個方面。各種類型病害對隧道結構的穩(wěn)定性、耐久性、線路平順度甚至運營安全產生了不同程度影響。

參考文獻

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