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摘要:概述已建和运营铁路隧道衬砌常见病害,分析其产生的原因,提出切实可行的检测和整治措施,为提高隧道支护结构的质量,保证隧道的安全和后续隧道的建设、维护与整治积累经验。
关键词:铁路隧道;衬砌;病害整治
引言
蛇口峁隧道位于黄羊城沟及新城川河的分水岭地段，为穿越蛇口峁的越岭双线隧道，全长5804m，里程:K55+663～K61+467。于1989年9月开工，1993年3月主体工程竣工，总工期42个月，采用钻爆法施工，喷锚支护。蛇口峁隧道位于黄土梁峁分水岭区，梁峁起伏，冲沟发育，相对高差50m～200m，部分坡面呈陡坡或陡壁，洞身穿越山梁，山梁最高高程1340m，洞身最大埋深160m。
自1996年运营以来，隧道病害日益增多，严重威胁和影响铁路正常运营和行车安全。对发现的隧道病害进行彻底整治，以保证列车行车安全。本文就隧道常见病害的整治进行分析。
一、分析铁路隧道衬砌常见的几种病害
（一）衬砌裂损现象
衬砌裂损先行是一种比较常见的铁路隧道衬砌病害，衬砌裂损主要有三种类型：衬砌变形、衬砌移动及衬砌开裂现象。衬砌变形也有不同的表现形式，在横向位置上的变形及在纵向位置上的变形。横向变形的发生概率较大，导致横向变形现象产生的原因就是衬砌受到周围岩石应力的作用导致轴形状发生改变，造成衬砌发生裂损，如果情况严重则可能造成衬砌侵入规定的界限，甚至造成坍塌事故的发生。衬砌移动是衬砌的一部分或者是整体结构发生平行移动，上抬升或者下沉降现象，衬砌开裂指的是在衬砌结构的表面有裂缝产生。结合裂缝的具体走向可以将裂缝分为纵向裂缝和斜向裂缝及环向裂缝。同其他类型的裂缝相比，纵向裂缝造成的后果最为严重，严重的可能导致隧道出现掉拱现象，边墙发生断裂，甚至造成隧道坍塌，纵向裂缝的分布特点是一般分布在拱腰位置，并且以双线隧道巨多。周向裂缝也是主要的裂缝类型，导致周向裂缝产生的因素就是在纵向位置载荷分布不均匀，围岩地质发生变化，沉降缝等处理不妥当导致沉降现象的发生，造成周向裂缝。周向裂缝的分布特点有一半在洞口位置分布较多或者是在地质较差的地区分布也比较多。
（二）衬砌渗漏水现象
衬砌渗漏水现象也是铁路隧道衬砌主要病害之一，衬砌渗漏水现象的种类也有很多。拱部渗水、滴水、漏水及成股射流。边墙有渗水，淌水两种，隧底涌水现象发生的不多。隧道渗漏水现象严重影响着隧道的整体稳定性，对隧道内的设施，整体的行车安全及周围的建筑，隧道周围的水环境等也造成不良的影响，不利于铁路运营的安全性。
（三）衬砌腐蚀现象
衬砌腐蚀现象也是常见的铁路隧道衬砌病害之一，衬砌背后的腐蚀性的环境水，容易导致沿着衬砌的毛细孔、工作缝及变形缝流到衬砌的内侧，这些水就成为了隧道的渗漏水，对衬砌混凝土、砌石、灰缝产生侵蚀导致衬砌腐蚀情况的发生，衬砌腐蚀现象对隧道的总体使用寿命非常不利，严重威胁着列车的行车安全。
二、铁路隧道衬砌常见病害的整治措施简析
（一）整治原则
衬砌出现0.2mm以上裂缝，应组织四方会勘，必要时邀请专家参与，分析开裂原因和性质。非结构性裂缝整治前应对裂缝进行观测，发展情况稳定后再整治。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于无水细小裂缝，当宽度小于0.2mm时采用表面涂抹环氧树脂封闭，当宽度达到0.2mm但小于1mm时采用低压注射工法处理；对于大于1mm的无水裂缝，当宽度小于3mm时，采用沿缝凿孔压浆处理，当宽度大于3mm，采用沿缝凿槽压浆，压浆封堵后用环氧砂浆嵌补。对于宽度大于3mm且密集、呈网状，有剥落掉块可能或已出现剥落掉块的裂缝，应进行换衬处理。
（二）低压注浆法
低压注浆法适用于宽度不小于0.2mm的裂缝处治，根据裂缝宽度及形状采用垂直衬砌表面打孔注浆或斜向打孔注浆，注浆压力宜控制在0.2-0.4MPa。低压注浆法施工步骤如下：第一，表面处理：打孔注浆前，先进行表面处理，清除裂缝周围的灰尘和污染物，确定裂缝位置和范围。第二，确定注入口：按照20-30cm间距设置一个注入口，注入口的位置设置在裂缝较宽，开口较畅通的部位，并贴上胶带。第三，封闭裂缝：采用封缝胶沿裂缝涂刷，留出注入口位置。第四，安设塑料底座：揭开注入口粘贴的胶带，用封缝胶将底座黏于注入口上。第五，安设灌浆器：将配好的树脂注入软管中，把灌浆器拧紧于底座上。第六，灌浆：松开弹簧，确认注入状态。注浆完毕后拆除灌浆器，用堵头将底座堵死。第七，表面整理：灌浆树脂凝固后，敲掉底座和堵头，清理表面封缝胶，沿裂缝涂抹环氧树脂。
（三）沿缝凿槽压浆
对于宽度大于3mm的裂缝，采用沿缝凿槽，压浆封堵后用环氧砂浆嵌补。沿缝凿槽压浆施工步骤如下：第一，沿缝凿槽。用手持砂轮机沿裂缝长度方向切线，沿线凿倒梯形槽，槽口宽度视裂缝大小为5～10cm(一般为缝宽+4cm)，槽底宽大于槽口宽，槽深8cm。第二，封缝。正对裂缝按30～50cm间距布置注浆管并采用环氧砂浆封闭嵌缝槽，封缝材料按填充槽深一半实施。第三，压水试验。封缝、注浆管固定后，进行压水试验，检查封缝、固管强度，疏通裂缝，确定压浆参数(压力)。压水采用颜色鲜明的有色水(其压力维持在0.4MPa左右)，测定水压及进水量，作为注浆的依据。第四，注浆。由裂缝两端向裂缝中部注浆，设集中排水孔且需对其封闭时，集中排水孔在相邻两孔注浆后，顶水注浆。第五，封孔。注浆结束后，用铁丝将注浆管外露部分反转绑扎，待浆液终凝后，割除外露部分，沿缝采用环氧砂浆压实嵌缝，待其固结后沿缝涂刷环氧树脂一遍。
（四）低压注浆法
对于宽度小于3mm的裂缝，采用沿缝凿孔压浆封堵处理。处理前，应根据雷达扫描检测的衬砌后回填、空洞及围岩情况，先进行衬砌后充填注浆、骑缝锚杆施做。裂缝有渗漏水现象时，在裂缝居中位置打一个穿透衬砌的集中排水孔。沿缝凿孔压浆施工步骤如下：第一，凿孔安装注浆管。首先沿裂缝凿长宽深均为8cm之“V”型孔，孔顶正对裂缝，凿孔间距30～50cm。冲洗干净后埋入φ10mm塑料管，其周围空隙用封缝材料压实固定管子。注浆管外露8～10cm，以便于与注浆设备连接。第二，封缝。对所有需要注浆的裂缝，仔细清扫后涂刷环氧树脂封缝。第三，压水试验。封缝、注浆管固定后，进行压水试验，检查封缝、固管强度，疏通裂缝，确定压浆参数(压力)。压水采用颜色鲜明的有色水(其压力维持在0.4MPa左右)，测定水压及进水量，作为注浆的依据。第四，注浆。由裂缝两端向裂缝中部注浆，设集中排水孔且需对其封闭时，集中排水孔在相邻两孔注浆后，顶水注浆。第五，封孔。注浆结束后，用铁丝将注浆管外露部分反转绑扎，待浆液终凝后，割除外露部分，用环氧砂浆将孔口抹平，待其固结后沿缝涂刷环氧树脂一遍。
三、结语
综上所述，重视铁路隧道衬砌病害的整治工作，分析具体的种类，明确病害产生的原因，选择合理的应对策略，减少病害的发生，减少病害对铁路隧道结构的影响，保障铁路隧道的行车安全。
参考文献：
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论文作者:王勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/4
标签：裂缝论文; 隧道论文; 病害论文; 注浆论文; 铁路论文; 现象论文; 渗漏水论文; 《防护工程》2018年第29期论文;