浅谈铁路隧道基底病害整治施工及工艺

发表时间:2020/12/24   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:陈宝明
[导读] 摘要:铁路的过程中使用,在山区铁路隧道,铁路隧道的地下室面临着许多隐患在操作过程中由于沉重的列车荷载和地质和地貌原因,如崩溃和渗流水和横向扩张,这些都是常见疾病的铁路隧道。
        中国水利水电第四工程局有限公司  青海省西宁市  810007
        摘要:铁路的过程中使用,在山区铁路隧道,铁路隧道的地下室面临着许多隐患在操作过程中由于沉重的列车荷载和地质和地貌原因,如崩溃和渗流水和横向扩张,这些都是常见疾病的铁路隧道。对于山区隧道,地下室病害如果不及时防治,将会对铁路的早期使用,特别是对列车运行安全产生非常严重的影响。因此,在目前铁路隧道管理过程中,有必要对地下病害进行深入研究,加强对铁路隧道地下病害防治及防治措施的研究。
        关键词:铁路隧道;基底;病害
        1基底病害
        1.1铁道板和基床的渗浆
        这种病害主要出现在轨道板和Ca砂浆层以及混凝土底座之间,同时在混凝土底座和路基面之间,也会出现渗浆病害。除此之外,Ca砂浆层的脱落以及外挤现象在现如今山区铁路隧道中存在的非常多,存在的安全隐患非常大。
        1.2轨枕空吊以及道床裂纹
        对于山区铁路隧道来讲,轨枕和整体道床之间的结合程度非常重要,能够保证枕轨在进行列车运行过程中不会受到重大压力而导致整个出线问题。但是因为现如今渗浆以及塌陷的问题的存在,导致道床的整柜和整体道床之间出现了分离,存在着非常严重的裂纹。部分铁路隧道中的枕轨出现了空吊的现象,枕轨空吊对于道床整体来讲会产生严重的破坏作用,导致整体性受到影响,进而影响到铁路列车的正常运行。
        1.3隧道衬砌病害
        所谓的隧道衬砌变坏是指在隧道进行建设过程中,需要利用混凝土来进行衬砌作业,但是在隧道进行使用过程中双侧边墙出现了裂纹。而因为山区隧道的性质,在进行使用过程中,虽裂纹长度以及宽度等并没有明显的变化,但是却出现了渗漏水现象。
        2基底病害整治
        2.1灌胶法
        所谓的灌胶法是在进行基底病害整治过程中,通过向基底存在部位进行灌胶,已完成对基底病害的整治。灌胶法所适用的基底病害主要包括枕轨空吊以及道板裂纹和砂浆破损。在整治过程中对病害部位进行准确定位,同时采取灌胶法,对病害部位进行灌胶作业,完成对基底病害的整治。在整治结束之后,经过一段时间的观察,发现采用灌胶法对基底病害进行防治,所取得的效果非常好,有效阻止了部分基底病害的扩大。
        2.2开凿泄水孔
        在山区铁路隧道运行使用过程中,最常见的一种基底病害就是来自于山体以及地下水的渗漏问题,而这种渗漏问题在隧道衬砌裂纹的影响下将会迅速扩大。对渗漏水进行整治的过程中,主要是在隧道边墙的底部进行泄水孔的开凿,引导疏通在隧道运行过程中出现渗漏水。
        2.3加强施工质量监管
        对于山区铁路隧道施工来讲,在施工过程中无论是施工工艺还是施工设备,亦或者是施工材料,都需要进行严格的质量管控。尤其是在进行山区铁路隧道施工过程中所需要使用的混凝土,对于基底作业来讲,混凝土质量需要进行严格的审核,并且对于材料的选择,存储以及运输等都需要在质量规范下完成。混凝土制备过程中要确保施工工艺的科学以及先进,避免混凝土出现分层以及离析现象,导致质量受到影响。在进行混凝土施工作业时,需要对基地进行排水以及清理作业,避免存在杂物导致混凝土在进行注浆时出现空洞。
        2.4加强养护作业
        对于铁路隧道的基底病害整治工作来讲,多数是在基底病害出现之后,才进行相关的防治作业以及整治计划的制定,在这种情况下所投入的人力物力以及资金等会非常多造成不必要的成本浪费,而且对于铁路列车的运行会产生非常严重的阻碍作用。

所以针对于铁路隧道基底病害的整治工作,需要在进行铁路试运营过程中,就开始进行铁路隧道基底的养护工作。养护工作主要集中在铁路隧道基底双侧沟,及时对双侧沟内不存在的固体垃圾进行清理,同时对于铁路隧道存在的排水盲沟也要进行及时的检查,避免堵塞导致排水受到阻碍。需要注意的是,对于铁路隧道基底病害的维护以及养护工作,一定要及时有效的进行,避免滥竽充数。
        3隧道水害
        隧道水害是指在隧道修建和运营过程遇到的水的干扰和危害,是最常见的隧道病害。主要指运营隧道水害(即围岩的地下水和地表水直接或间接地以渗漏或涌出的形式进入隧道内造成的危害)。隧道渗漏水(水害)对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁,影响内部结构及附属设施,降低使用寿命,严重时将危害到隧道及地下工程的运营安全。轻则造成洞内空气潮湿,影响施工人员身体健康,机械设备锈蚀,绝缘设备失效,电路短路,漏电伤人;重则威胁人员安全,冲毁洞内机械设备,造成塌方,淹没工作面,造成重大经济损失,危害环境。
        隧道水害的成因是,修建隧道,破坏了山体原始的水系统平衡,隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道围岩与含水地层连通,而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时,就必然要发生隧道水害。也可以将隧道水害归结为客观和主观两方面的原因。(1)隧道穿过含水的地层。①砂类土和漂卵石类土含水地层。②节理、裂隙发育,含裂隙水的岩层。③石灰岩、白云岩等可溶性地层,当有充水的溶槽、溶洞或暗河等与隧道相连通时。④浅埋隧道地段,地表水可沿覆盖层的裂隙、孔洞渗透到隧道内。(2)隧道衬砌防水及排水设施不完善①原建隧道衬砌防水、排水设施不全。②混凝土衬砌施工质量差,蜂窝、孔隙、裂缝多,自身防水能力差。③防水层施工质量不良或材质耐久性差,经使用数年后失效。④混凝土的工作缝、伸缩缝、沉降缝等未做好防水处理。⑤衬砌变形后,产生的裂缝渗透水。⑥既有排水设施,如衬砌背后的暗沟、盲沟,无衬砌的辅助坑道、排水孔、暗槽等,年久失修阻塞。
        常用的整治运营隧道漏水的基本方法(1)适当疏排,对地表水丰富的浅埋隧道,当地表沟谷坑洼积水、渗水对隧道有影响时,用疏导积水、填平沟谷、砌沟排水等措施,使洞顶地表形成良好的排水系统,不使洞顶的地表水流入或渗入隧道。洞口仰坡边缘周围设截水沟和排水沟,并保持良好状态。对地下水丰富、隧道内无排水沟或排水沟深度不足而导致隧底积水的,应采取增设水沟、将单侧沟改为双侧沟、加深侧沟或采取设置密并暗管加深水沟等措施。(2)注浆堵水①向衬砌背后围岩或回境层注浆。②向衬砌内部注浆。③向基底注浆。(3)增设内防水层,内防水层虽然不能阻止水流进入衬砌内,但可阻止水流进入隧道内。增设内防水层的方式有三种:一是刷涂,二是刮压,三是喷涂。
        4衬砌裂损的主要措施
        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。
        结束语
        对于我国经济发展来讲,铁路所发挥的作用是非常重要的,尤其是对于山区经济发展来讲,铁路的存在更是不可替代的。因此,对于山区铁路隧道在运行使用过程中所出现的基底病害,一定要加强整治力度,通过强有力的质量监管措施以及先进的整治技术手段,提升铁路隧道基底病害整治效果。
        参考文献:
        [1]邹文浩,付兵先,马伟斌.朔黄铁路隧道基底结构病害分析[J].铁道建筑,2017(4):68-71.
        [2]李坚.在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨[J].铁道工程学报,2017,34(12):9-12.
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