目前高速铁路运营隧道衬砌病害整治最安全可靠的措施是采用套衬施工技术，该措施满足铁路运营安全和耐久性要求。但施工难度大、周期长、安全风险大、成本高。本文通过对高速铁路隧道病害整治套衬的实践验证，并经过铁路局各专业部门组织验收，满足设计及运营安全要求，一致同意取消限速点恢复常速，可为其他铁路隧道衬砌病害整治施工提供借鉴，确保整治施工时铁路运营安全。
1病害原因分析
纵裂大多数都会出现在拱腰和拱顶的位置，问题类型大多数为张拉裂缝，这是承受了较大的围岩压力，或是松散性的荷载力所导致的。一旦发生此类问题，大多还会导致隧道的衬砌厚度无法达到要求。环裂则大多数表现为施工缝，是非衬砌结构受到了外力所引起的。但这一类型的裂缝却非常容易引发渗漏水的现象，经过大量的现场调研数据表明，隧道的渗漏水大多数都会出现在环裂施工缝的位置。月牙形的裂缝大多数会出现在隧道工地，月牙形的裂缝是因为在接缝处的施工质量差，并且衬砌的背后还出现了空洞，围岩松散体发生了掉落，以及衬砌受到集中型的冲击荷载力等因素的共同影响下所引起的。
高速铁路隧道衬砌结构的裂缝扩展过程可分为：前期迅速扩展、中期缓慢扩展及后期加速扩展3个阶段。其中，随着裂缝扩展进程，现有裂缝周围也会产生新的裂缝，新裂缝会向混凝土中的薄弱部位扩展，它与现有的混凝土裂缝渗透、结合和膨胀，导致混凝土的宏观破坏。另外，当列车高速通过隧道时，气压波动会增加裂缝尖端的应力强度因子，加速裂缝扩展，衬砌混凝土结构可能瞬间断裂，最终导致裂缝穿透衬砌部分，导致隧道局部变形、不平衡倒塌等安全事故。
2衬砌质量检测项目及方法
2.1衬砌混凝土厚度及背后缺陷检测
混凝土厚度及衬砌背后缺陷采用地质雷达进行检测，并钻取芯样予以验证。测线设置：无损检测环向设置7条测线，拱顶1条，拱腰、边墙、底板左右两侧各1条。
2.2人工敲击检测
衬砌敲击检测是以锤（棒）在混凝土表面进行敲击，通过敲击声辨别隧道衬砌是否存在空洞、不密实，确定空洞、不密实范围和里程。检查时机：隧道敲击检查最佳时间为隧道二衬贯通后、接触网安装前（有砟隧道为道砟铺设前）为最佳时间，接触网安装后（或有砟隧道上砟后）次之，接触网通电后则需停电。
2.3衬砌混凝土错台、止水带外露、附着物、裂缝、渗漏水的检测
对衬砌的变形和破损、错台、止水带外露、附着物、裂缝及渗漏水采用目测分格素描的方法进行检查，配合钢尺、游标卡尺、超声波检测仪等对缺陷长度、宽度及深度进行检测，并在现场做好标记。
2.4混凝土强度的检测
混凝土强度的检测采用回弹法和钻芯取样相结合来综合评定混凝土的强度。
3隧道衬砌裂损整治措施
3.1牙形裂缝、掉块
该类型的裂缝问题可以运用聚合物改性水泥来修补砂浆，并且配合挂网修补的办法进行处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体的实施步骤为：1）所有松动并且腐蚀的衬砌部分都被彻底清除，并且衬砌表层的油漆以及油污等杂质和污垢也需要清理干净；2）在该段混凝土的截面上凿除10cm，悬挂一层间距为20cm×20cm的准8mm型钢筋网，然后再使用准16mm的钎钉进行固定；3）使用聚合物改性水泥基修补砂浆对掉角以及掉块的位置进行修补；4）使用磨刀在结构表面刮涂1层P-32的混凝土防护底涂料；5）在涂料上铺设1层耐碱性的玻璃纤维网布，并进行压平处理；6）防护底涂料以及耐碱玻璃纤维布应在施工48h内，涂上1层P-33型的混凝土防护面涂料，至此整个施工步骤就算完成。
3.2上行拱腰混凝土裂缝、下行拱脚至拱顶斜裂缝
此种裂缝类型可以运用碳纤维布加固以及锚杆共同配合的处理方式。具体的施工步骤为：1）沿着裂缝的纵向大约0.75m的间隔，使用准32mm自进式的注浆锚杆，并且锚杆需要交错分布到裂缝的两侧，而锚杆深入到坚硬围岩的长度需要超过1m；2）沿着裂缝的延伸方向，每隔150cm的距离就要用针管式的注浆办法，对裂缝实施注浆回填作业，注浆的材料需要选择水灰比为0.4的加固型TGRM水泥基特种灌浆料，注浆的压力须达到0.3-0.5MPa；3）在注浆前，还需要封堵裂缝，此时可以采用封堵胶进行，并且还需要配合堵漏修补剂对其进行修补；4）完成注浆后，需要清理衬砌表面，可以刷1层水泥基渗透型的结晶防水涂料，然后再贴1层碳纤维材质的加固层，碳纤维的加固层宽度要在60cm以上。
3.3拱顶二衬整体剥落
这种类型的问题，可以通过嵌入式的钢拱架与聚合物改性水泥基修补砂浆回填修复二衬的办法，共同配合加以处理。具体的实施办法包括以下6个步骤：1）将所有出现腐蚀以及松动的衬砌部分进行清除，并且衬砌表面的油漆与油污等污垢和杂质也一并清除干净。2）对于衬砌损坏的拱形部分，需要用挂网进行修补，具体的实施办法和衬砌掉块的处理方法一致。3）在钢架安装拱脚的位置凿出支撑所用的孔洞。深度要控制在钢筋和钢座能够全部放到里面最为合适，超出拱部界限富余的部分不能进行开凿。4）每个钢架需要分为5个部分进行安装，安装前还需要对钢架做防锈处理。5）钢架纵向连接采用准22mm的钢筋，环向的间距要达到0.5m，钢筋和钢架一定要保证焊接牢固。凿槽的部分则需要使用锁脚锚杆，把钢架固定在衬砌中，而且还要用聚合物改性水泥基修补砂浆，对其进行回填，表面也需要进行防护处理。6）对于有外泄漏的扁钢以及钢框架，需要刷2遍氟碳漆后再刷1遍绝缘漆，并且还需要使用接地的办法对钢架进行处理。
结语
目前铁路运营隧道衬砌病害整治最安全可靠的措施是采用套衬施工技术，该措施满足铁路运营安全和耐久性要求。但施工难度大、周期长、安全风险大、成本高。本文通过对高速铁路隧道病害整治套衬的实践验证，并经过铁路局各专业部门组织验收，满足设计及运营安全要求，一致同意取消限速点恢复常速，可为其他铁路隧道衬砌病害整治施工提供借鉴，确保整治施工时铁路运营安全。
参考文献
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[4]康小玉.高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(5).
论文作者:刘佳栋
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年05期
论文发表时间:2020/4/16
标签：裂缝论文; 隧道论文; 病害论文; 混凝土论文; 钢架论文; 铁路论文; 渗漏水论文; 《中国建筑知识仓库》2019年05期论文;