王兴成
中铁十九局集团第二工程有限公司 111000
摘要：近年来，随着我国社会经济的发展，使我国交通行业也加快了发展步伐，铁路成为了主要的交通方式。所以，铁路隧道的工程项目和交通运输行业有着密切的联系，确保交通运输的稳定发展，就要保证铁路隧道工程的质量。本文就对铁路隧道病害及加固施工技术进行深入探讨。
关键词：铁路；隧道病害；加固；施工技术
随着我国国民经济的快速稳定发展，对交通运输的需求量和等级要求越来越高，铁路建设蓬勃发展，修建的隧道数量越来越多。但是由于设计、施工、地质等各方面的原因，导致一些隧道产生结构变形、开裂、错台、渗漏水等病害，大大降低了线路的级别，并威胁到安全运营，情况严重的使隧道失去使用价值，给国民经济带来巨大损失。
1、隧道常见病害和成因
1.1设计与施工技术影响
由于我国一些铁路隧道修建于20世纪90代前后，隧道二次衬砌中没有设置仰拱，未按照围岩构造变化进行标号钢筋的配置，混凝土防水抗渗参数要求不够等等设计缺陷，造成部分隧道病害的发生。20世纪初，受限于巷道爆破技术影响，隧道开挖质量不高，爆破后由于围岩松动，围岩松动圈采用拼装模板处理，造成二衬施工缝没有砌实，施工缝处接茬处理不彻底等导致二衬施工效果不好，容易造成缝渗漏水等病害。目前，隧道施工过程，普遍采用喷锚支护作为初支，模筑混凝土作为二衬的复合衬砌工艺的新奥法设计施工技术，但是由于围岩状况复杂多变，还存在部分施工单位施工技术能力不足造成超欠挖的问题。欠挖容易导致喷射混凝土厚度满足不了要求，或再次开挖造成围岩二次扰动，继而引发更大范围的围岩松动，导致隧道断面应力集中，引起较大围岩位移及物理形变，从而严重影响隧道结构耐久性。
1.2自然因素影响分析
由于隧道水文地质构造复杂，隧道基底围岩含有夹层、仰拱填充层或结构面软弱时，列车动荷载长期通过钢轨轨枕传递到基底和基岩，基底受荷载、应力分布和水平以及作用方式发生较大化，基底与基岩之间会发生形变，再有列车振动对基底和下部围岩影响大，反复振动导致裂缝持续性扩展，基岩引起相对位移、相互摩擦、滑动、破碎和研磨逐渐粉化，逐步产生疲劳破坏，长期作用下会导致基底下沉。而且在雨季影响下，地下水富含丰富，其在节理发育地带，通过各种裂隙侵入基底，对基底浸泡并变软，如果基底存在裂缝或者与基岩粘结不实，在列车通过作用下，变软的泥、水从裂缝中挤出，列车通过后轨枕复位上抬，基床下空隙形成吊空，迅速由四周泥水补充，造成循环性抽吸作用，便会形成翻浆冒泥等危害。
1.3衬砌裂损
隧道衬砌是承受地层压力、防止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、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。由于形变压力作用、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，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。衬砌裂损变形的主要危害有:①降低衬砌结构对同岩的承载能力；②使隧道净空变小，侵入建筑限界，影响车辆安全通过；③拱部衬砌掉块，影响行车和人身安全；④裂缝漏水，造成洞内设施锈蚀，道床翻浆；⑤铺底和仰拱破损，基床翻浆、线路变形。
1.4隧道冻害
隧道冻害是寒冷地区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起的影响隧道安全运营和附属物正常使用的各种危害。
隧道冻害会导致衬砌冻裂开胀，甚至疏松剥落，造成隧道衬砌结构的失稳破坏，降低衬砌结构的安全可靠性，严重影响运输安全。常见的隧道冻害种类有:隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰椎、水沟冰塞、线路冻起等。冻害形成的主要原因有:寒冷气温的作用；季节冻结圈的形成；隧道在设计和施工时，对防冻问题没有考虑或考虑不周，造成衬砌防水能力不足；洞内排水设施埋深不够、治水措施不当，都会造成和加重运营阶段隧道的冻害。
2、隧道病害加固治理措施
2.1隧道洞门损坏的整治
隧道洞门设计不恰当或施工质量不完善，容易造成隧道洞门的破损，从而影响隧道的使用和交通的正常运行，我们采取行之有效的整治技术，避免种种危害交通安全的现象发生。针对端墙前倾、洞口段衬砌拱墙环向裂开这一问题，我们可以采取清除坍滑土体，更换墙后冻胀土，并加强排水的整治技术来解决；对于端墙及洞口段衬砌纵裂这一病害，我们可以及时地采取加固地基，封闭基面，防止地表水下渗，网喷加固裂损衬砌的方法来解决；对崩坍落石现象我们可以采取修建支挡墙或喷锚加固围岩，接长明洞防护的办法来整治。总之，对于隧道洞门损坏的种种症状，我们都要做到具体问题具体分析，及时妥善地处理。
2.2渗漏量较大的病害的治理
对于水压较大、孔洞较大且渗漏量大的孔洞或裂缝可以采用注浆堵漏法治理。通常注浆材料要具有凝结时间可控、固结后的强度高、良好抗渗性、高强粘结力以及耐久能力，并能抗腐蚀和无毒无污染等特性。注浆法按工艺可分为单液注浆和双液注浆。单液注浆即是采用压浆系统的压力泵加压将注浆材料直接压入漏水裂缝中，但是该类方法不能控制防渗材料的凝结时间。双液注浆顾名思义则是采用两个压力泵将两种材料溶液压入混合器中，混合后再压入渗漏裂缝。双液注浆通过两种材料的不同比例来控制混合材料的凝结时间，从而具有高效的防渗修补能力。对于围岩或衬砌背后注浆，通常采用以无机材料为主的浆液，如水泥浆或水泥、水玻璃浆等。对于衬砌背后空洞较大的病害可以用砂浆，而对于隧道衬砌渗漏严重情况下常采用水泥-水玻璃浆液。
2.3大范围面渗漏病害的治理
一般来说在增设附加的防水层的同时采用刮、刷，以及喷的工艺来解决大范围的面渗漏水病害。此时采用的材料应该具有凝固时间较短，有一定的膨胀性能，抗渗性要强，另外能够很好地与衬砌牢固的粘结在一起的特点。目前隧道中比较常用的抹面防水材料有三大类：第一类为无机材料，如高效抗渗的无机双快水泥、掺有防水材料的砂浆以及能够渗透进混凝土中的无机渗透材料；第二类为有机材料，如聚氨酯涂料或者具有防水性能的沥青材料；第三类为有机与无机的混合材料，如聚合物水泥砂浆等。
2.4锚杆的施工
钻孔成形以后，用带有涨壳锚头的杆体插进孔位的底部。如果锚杆长度不够，可以和套筒连接在一起，使锚头的顶端和孔的底部完全贴合并拧紧，然后就可以把泥浆塞、垫板和螺母进行安装。锚杆安装好后的工作就是灌浆，注浆机推到施工的具体位置，插入注浆管，把注浆液按照比例调配后倒入注浆机，连接电源，注浆机开始开机工作，注浆液流入锚孔的具体位置，一直注到锚杆的尾部有浆液流出为止，灌浆全部完成后，要及时清理机械设备，并保护好，方便下次使用。灌浆的主要目的就是使锚杆体有更好的预应力，避免杆体出现生锈而导致锚杆失去效应，同时还能填充围岩的缝隙。灌浆是一项重要步骤，必须保证质量，是浆液充分的注入孔内，为锚杆的固定提供了有效的预应力。
3、结束语
隧道病害的类型是非常多的，影响也是非常大的，比如施工时会受地理环境的影响，隧道病害现象就会产生。在隧道项目施工时，首先要做好病害的防治问题，以预防为主要任务，其次根据以往的施工案例进行分析隧道病害治理对策，保证隧道的质量，为我国的交通运输事业的未来发展提供有力保障。
参考文献：
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