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铁路隧道施工病害原因分析及处理技术

发表时间：2020/10/29 来源：《基层建设》2020年第21期作者：李新海

[导读] 摘要：近年来，我国的铁路隧道工程建设有了很大进展，其施工病害的处理工作也越来越受到重视。

        中国电建集团湖北工程有限公司建筑工程公司湖北武汉 430000
        摘要：近年来，我国的铁路隧道工程建设有了很大进展，其施工病害的处理工作也越来越受到重视。就当下的铁路隧道工程修建而言，在科技水平不断提高的情况下，施工水平也在提升。但铁路隧道工程存在一个普遍性的问题，则是渗漏水情况较为突出，这一问题会严重影响衬砌的寿命，同时，还会对道床上的钢轨进行腐蚀，损害道床以及隧道的基础，最终影响整个铁路的稳定性。对此在铁路隧道工程施工中要控制好防水的施工质量，减少渗、漏水的情况出现。本文分析了隧道施工病害的原因并提出相应的处理方案。
        关键词：铁路隧道工程；施工；防水施工技术；质量控制措施
        引言
        隧道是地下通道的一种，也是最常运用的一种。通常隧道是设计给交通或其他用途使用的。若施工于地面下称作地下隧道。它是人类利用地下空间的一种形式，通常的隧道都是埋置于地层中的。常见的隧道病害也大多是因为隧道埋置于地层中引发的，地层中环境复杂需要考虑的影响因素也十分繁杂。水害、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等都是隧道常见的病害。这些病害的发生不仅影响到隧道的正常运营还将引发一系列的安全问题，危及人类的生命安全。
        1施工病害原因分析
        1.1施工人员风险意识薄弱
        从目前来说，我国在隧道施工的过程之中，一线工人存在着缺乏系统的知识学习和风险意识欠缺的现象。同时，由于隧道施工具有较大的规模，工期较长，因此，牵涉到数量众多的工人，因此，在操作施工的过程之中，会出现因为风险意识不足而导致的风险问题。
        1.2施工材料的选择中存在问题
        铁路隧道施工的质量控制，首先应从施工材料的选择出发。施工所用材料的质量问题，才是隧道施工建设过程中质量安全的保障。由于铁路隧道施工中选用的材料种类较多，而且在用量和规格方面的要求较高，所以更需要对施工材料的质量进行严格的审查。在市政施工的过程中，一些施工材料的供应商出于节省资金投入，提升经济效益的目的，会在工程所用的材料的质量上进行缩减。同时，隧道施工建设中对于施工材料的审查工作较为欠缺，导致在质量上存在问题的施工材料进入施工现场。施工所用的材料存在的问题，直接影响到隧道施工建设的整体质量和安全。在铁路隧道施工的建设材料选择方面，相关的工程管理部门正在逐渐提升重视的程度，但是受到建设资金、施工环境等多方面因素的影响，隧道施工中施工材料的变化和优化工作还存在着一定的问题。
        1.3缺乏完善的内部制度
        首先，一些施工单位没有落实和落实隧道施工管理制度，没有建立相应的管理制度。其次，一些施工单位在隧道施工管理方法上相对落后，同时没有做好管理手段的改进和更新，因此在实施过程中最终效果无法保证。
        1.4环境病害
        铁路隧道工程必须对山体进行开挖作业，在持续的作用下将会对周边岩体造成影响，将存在于岩体内的有害气体释放出来，一方面会对工程人员的身体健康造成影响，另一方面则会引发环境污染，而这些都是病害管理控制中需要重点考虑的内容。
        2病害处理技术
        2.1提升施工人员操作水平和安全意识
        成功的铁路隧道施工不仅需要技术层面的牢靠，还需要提升施工人员操作水平和安全意识，目前很多施工团队的工程人员水平参差不齐，存在很多经验不足的年轻人。

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缺乏操作经验和隧道开凿经验在施工过程中是致命的，隧道的建设不是理论知识的简单应用，其中涉及到很多的只有通过实际操作才能明白的知识。在复杂地质条件下的施工中，物联网技术和传感器技术并不能做到将所有的危险都提前预知出来，这就需要工作人员在施工时自己多加注意，在保证自身安全的前提下，提升自己的实际操作水平。例如，工程管理者可以制定一套由专业人员领导新人的制度，在施工过程中，采取自上而下的管理制度，操作水平不高的工程人员要服从老员工的命令，严格遵守铁路隧道建设的相关制度和条例。企业高层可以在企业内部开展铁路隧道安全与实践的研讨会，由隧道开凿专业人士发表讲话，提升施工人员的整体水平和安全意识。
        2.2隧道衬砌冻胀病害处理技术
        （1）修补裂缝。在保温层设置之前应修复既有的裂缝。通常采用表面压力注浆的方式修补隧道裂缝，选用AB型环氧树脂作为修补材料，施工步骤如下：对裂缝进行观测以及清理作业；预留底座并安装后将底座间的裂缝进行封闭；连接好注浆器以及管道后进行注浆作业；最后拆除注浆器并将底座以及封缝胶进行有效清除。（2）表面增设保温层。对内净空进行实测与计算后将适当厚度的保温层设置其中来避免过分流失围岩内热量，使隧道冻胀病害的发生频率有效降低甚至不会出现。量测隧道内净空后再进行施工作业，保温层应设置在隧道建筑限界内。采用喷涂的施工方式来确保保温层的粘结强度以及均匀性，与此同时，选择材料时应将耐久性以及防火性考虑其中。（3）增加保温层以及更换衬砌。衬砌一旦在受冻胀严重地段出现贯通裂缝，将对结构强度造成较大影响并为运营安全埋下了安全隐患。为彻底解决此问题，应完善其结构形式，对冻害进行彻底整治。
        2.3衬砌裂损
        隧道衬砌是承受地层压力、防上围岩变形坍落的工程主体建筑物。地层压力的大小，主要取决于工程地质和水文地质条件和围岩的物理力学特性，同时与施工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。由于形变压力、松动压力作用、地层沿隧道纵向分布及力学性态的不均匀作用、温度和收缩应力作用、围岩膨胀性或冻胀性压力作用、腐蚀性介质作用、施工中人为因素、运营车辆的循环荷载作用等，使隧道衬砌结构物产生裂缝和变形，影响隧道的正常使用，统称为隧道衬砌裂损病害。衬砌裂损是隧道病害的主要形式，隧道衬砌裂损破坏了隧道结构的稳定性，降低了衬砌结构的安全可靠性，影响隧道的正常使用，甚至危及行车安全。针对衬砌裂损病害提出整治措施：裂缝整修，衬砌背后空洞压浆，底版的稳定处理，换拱、换边墙。
        2.4衬砌腐蚀
        隧道衬砌腐蚀分为物理性侵蚀和化学性腐蚀两类。隧道衬砌腐蚀使混凝土变酥松，强度下降，降低隧道衬砌的承载能力，还会导致钢轨及扣件腐蚀，缩短使用寿命，危及行车安全。产生腐蚀的三个要素是第一、腐蚀介质的存在；第二、易腐蚀物质的存在；第三、地下水的存在且具有活动性。为确保隧道建筑物的安全使用，应积极对衬砌腐蚀病害进行防治。隧道衬砌防腐蚀措施，应首先从搞好勘测设计着手，掌握隧道工程地质和水文地质资料，查明环境水含侵蚀性介质的来源和成分，在正确判定其对衬砌混凝土侵蚀的程度的基础上，因地制宜地采取防治措施。
        结语
        综上所述，当前我国的铁路工程建设规模在持续扩大，受地形因素的影响将涉及到大量的隧道工程，施工技术水平也正在持续提升，但就施工病害管理工作而言依然有诸多亟待解决的问题，给施工留下了极大的病害。对此，必须高度重视施工病害管理工作，以工程实际情况为基准确定合适的病害管理制度，在后续施工中积极探讨更为可行的管理方法，全面保障隧道施工的安全性，为工程各环节施工创造有利的条件，全面保障铁路隧道的工程质量安全并降低工程成本。
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