中铁五局成都工程有限责任公司 成兰铁路六标隧道二队 四川省成都市 610000
摘要：铁路隧道工程与交通运输业的发展密切相关。保证铁路隧道质量是保证交通运输业稳定发展的关键。本文对铁路隧道病害及其加固施工技术进行分析。
关键词：铁路隧道；病害；加固技术
一、项目概况
该工程中心里程95km+0.988km，隧道全长1665m，为单线电气化隧道，进口位于R=500m的曲线上，以O形展形穿过A沟与B沟之间的分水岭地段，山顶至沟底相对高差170-190m。
二、施工重点、难点分析
1、隧道空洞精确调查是重点
精确测定二衬拱顶的空洞形状、体积，对灌注修补自流平混凝土的材料准备，设备造型、立柜范围与方案十分重要，同时对封锁方案作业内容的调查影响重要。
2、二衬拱顶含灌注设计难
由于本次修补混凝土需要在封锁时间浇筑，且无法振捣，同时需确定新旧混凝土有效结合，故要求采用专项设计的自流平混凝土，该混凝土需具有免振捣、高强度、早强、无收缩，便于压浆机灌注作业等功能。另外，考虑到同类性质的病害隧道接头多，需有效控制注浆量以有效控制成本，同时需不断根据现场病害具体环境作出设计调查，建立现场专项有资质的实验室。
3、临时浮动脚手架拼装设计要求难
鉴于所有加固修补作业均须在垂直天窗时间内作业，需多班组平行作业，因此活动脚手需便携带、拆装方便，同时临时活动脚手必须能随混凝土浇筑时人员作业荷载，并能成为混凝土浇筑时提供有效内撑。
三、隧道病害分析
（1）混凝土浇筑施工不足是导致形成空洞孔的主要因素。隧道衬砌采用复合衬砌，在完成初始衬砌后，将防水材料粘贴，最后施工二衬。在二衬砌施工过程中，衬砌台车面板的顶部进料入口位于拱顶的中心。当顶部被堵住时，混凝土由截面模板的中间进给口填充到两端，与上模衬连接的施工缝离进给口最远，因此很难保证填充。封顶时混凝土由型材模板的中间进料口填充到两端，与上一模衬砌相接的施工缝位置距进料口最远，难以保证填充满。
（2）施工工艺未按技术方案执行，拱顶模筑孔未更换或设计间距太大，未注意隧道本身坡度的影响，浇筑顺序应从低向高进行。
（3）混凝土供应不连续，继续浇筑时原来混凝土已失去流动性，导致泵送困难或无法泵送到接头和较远的位置，又未采取必要的补救措施。混凝土振捣不及时，导致混凝土堆积后，后续混凝土不能泵送到相应位置。
（4）在初衬上一环已浇筑混凝土和模板中形成封闭空洞。由于空洞受压缩压力，后浇混凝土不易填充。
四、隧道病害加固治理措施
1、模板作业
1.1选型
根据本工程的特点，采用传统立模方法时间长，工率低，无法满足现场封锁施工的需要。故采用了可调截面大钢模板的施工工艺，可调截面式钢制模板由多个单片模板组成，相互间连接，根据连接孔的不同位置，调整截面尺寸。
1.2施工控制
由于防水板脱落，立模时应先将防水板用钢筋固定，使防水板与初支密贴。
（1）预埋地锚。浇筑混凝土时，在拱顶周边距注浆区域1m处预埋直径20mm钢筋头作为地锚，每边埋设2个，共8个，用于调整模板轴线、位置的支撑点。
（2）弹线。根据拱顶的边线外放200mm作为模板安装的控制线和验收的依据。
（3）水泥砂浆找平。
可调截面钢模板合模前3h，按照拱顶边缘用1∶3水泥砂浆用作宽度为50mm×10mm的水泥砂浆带，平整度必须小于2mm。合模后在模板底部的缝隙用相同比例的水泥砂浆进行密封，以预防拱顶周围的渗漏。
（4）模板组拼和吊装。截面可调钢模板由多个单片模板构成，其之间形成连接，并按照连接孔的不同位置来进行调整横截面尺寸。涂刷隔离剂。将组装成的T形模板吊装就位，两组组合成一个柱体模板。根据截面尺寸用调节孔调节至符合设计要求，用螺栓连接固定。模板上多余的孔采用特制的塑料封堵帽进行封堵，预防灌浆渗漏影响混凝土的视觉效果。
（5）模板的拆除。拆除模板时，应先将模板用铁丝固定在拱顶的钢筋上，然后拆除支撑和缆风，卸开对角两处连接螺栓，分成2组。将模板撬离混凝土结构柱，然后吊离至指定的模板存放处进行清理涂刷隔离剂。
2、灌浆施工
2.1灌浆材料选择
本次灌浆材料选择HGM-4抢修型水泥基高强无收缩灌浆料（CGM），该材料具有高强、早强、大流态、微膨胀、耐老化、耐酸碱腐蚀的特点。可以在–10℃以上环境温度施工。
2.2材料制备
采用机械搅拌方式，搅拌时间一般采用1～2min，每次搅拌量应视使用量多少而定，以保证在可操作时间内用完。严禁掺入任何外加剂、外掺料。
2.3灌浆施工
灌浆从一侧到另一侧，直到从另一侧溢出，灌浆开始后必须连续进行中间不能停止，而且尽可能缩短灌浆时间。
3、锚杆施工
3.1锚杆的支护机理
锚杆是由金属或其他材料制成的杆件，具有高抗拉伸性能。用机械装置和砖结介质安装在地下工程的围岩或其他工程体上，形成能承受荷载、防止围岩变形的锚杆支护。按照不同围岩中岩层状态以及稳定性，可灵活地进行锚杆支护。其主要功能包括悬吊效应、组合效应、加固效应。
3.2锚杆的种类及选择
锚杆支护是洞室开挖的一种较好的支护方法，锚杆支护一定要具备两个基本条件。首先，锚杆在受力后发生变形，而且自身不被破坏；其次，锚杆和围岩保持密切接触。锚杆有很多类型，当前常用的锚杆大致可分为以下：（1）机械师锚固锚杆；（2）粘结式锚固锚杆；（3）混合式锚杆；（4）磨擦式锚固锚杆。本次拟采用涨壳式预应力锚杆，该锚杆由涨壳锚头、锚杆体、垫板、螺母、连接套组成。该锚杆主要有以下特点：（1）由于施工操作简单，使用方便，保证了预应力的施加与应用；（2）主动张力，预应力可达到50kN，而且可实现适当的超张力；（3）可以通过使用常规工具，单人都可以控制；（4）高压注浆是通过中空杆来实现的，通过渗透加固围岩；（5）操作者全过程控制，保证质量。
3、锚杆的施工
钻孔成形后进行彻底清除孔，把装有涨壳锚头的杆体直接插入孔底。如果锚杆需要加长时可以通过连接套筒进行连接。用力预紧杆体，以确保锚头顶部和孔底紧贴并左转锚杆体直至拧紧，然后安装泥浆塞、垫板和螺母。连接常规张紧工具（比如扭力扳手、锚杆拉力计），并将预应力施加到规定值。灌浆。将注浆机推入施工现场，连接注浆管路和电源，根据设计配合比将注浆液混合并注入注浆机，启动注浆机，将注浆液注入锚孔，注浆直到锚杆尾端流出浆液灌浆压力达到设计值后，拆除灌浆接头后清理设备。灌浆的目的是使灌浆液包裹预应力锚杆体，这样可以有效地防止杆体生锈和导致锚杆失效。为了保证整个预应力锚固系统的有效性，必须采用特殊的注浆机和注浆接头。考虑到预应力锚杆灌浆的主要目的是防止锚杆的腐蚀、填充裂缝和改善围岩，建议采用渗透性好的纯水泥灌浆进行灌浆。
结束语
实践表明，在铁路隧道施工过程中由于受各种因素影响，隧道经常发生各种病害，为此，对铁路隧道进行了详细的分析，在此基础上，结合具体的病害程度和病害类型，选择有效的处理方法，最大限度地减少病害带来的不利影响，保证铁路隧道顺利安全运行。
参考文献：
[1]全国工程结构抗震加固改造技术交流会[C].2010.
[2]陈述运.既有铁路隧道病害整治技术[J].建材与装饰，2018（8）.