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摘要：铁路工程的质量是重中之重，而要保证铁路工程的质量，隧道工程的质量则是保证铁路工程质量的基础。如果隧道工程的质量不能保证，则整个铁路交通运输方面的建设和运营等都会受到严重影响，甚至会对铁路交通运输的安全方面造成严重威胁。铁路隧道出现的不同程度的衬砌脱空和渗漏水的现象都会对铁路运输造成影响，结合实际工作经验，从问题源头进行分析探讨，为铁路隧道衬砌脱空与渗漏水的预防与治理工作提供一定的技术参考。
关键词：铁路隧道衬砌脱空;渗漏水预防对策研究
引言
由于铁路运输在我国交通运输系统中占据着大动脉的地位，因此铁路运输的安全已不再只是交通运输的安全，而是会对社会安全造成影响的大问题。铁路运输的特点鲜明，一条铁路线路出现问题可能会导致整个片区铁路线路瘫痪或停滞，一个片区的铁路线路出现停滞则会导致整个铁路网络的正常运转。铁路隧道的质量是保证铁路质量的基石，影响铁路隧道质量的原因有很多，大体可分为自然条件和人为条件两大方面，自然条件影响包括地质情况、板块运动等，人为条件则更多，包括设计时考虑条件不周，导致设计方案不合理，施工过程中施工企业管理体制不健全，施工人员不专业，及施工质量的问题等，这些都会对铁路隧道工程的质量造成不同程度的影响。其中不同的原因会造成不同的质量问题，如设计的问题和施工的问题通常会导致隧道的支护结构施工质量问题，包括支护参数的设定与支护工艺的选择等，本文着重于分析与研究解决铁路隧道的衬砌脱空与渗漏水的问题。
1脱空的危害
1.1 脱空对支护结构的影响
地下结构特征与地面结构特征存在着明显的不同，其最主要的差别就是围岩、初支、衬砌之间的接触程度，在地下结构中围岩、初支、衬砌三者之间的接触程度较为紧密，而在地表结构中，围岩、初支、衬砌三者间的接触程度则不像地下结构之中那样紧密。但脱空的出现使这个情况发生了改变，使围岩、初支、衬砌三者间的接触程度发生变化，在传统的设计工作过程中，当松散压力是在脱空情况下发生时，通常还要将冲击荷载作用考虑进去，因为松散压力作为荷载时的力量，在沿结构连续分布时，会影响支护结构受力的大小；而在新奥法的设计工作过程中，当复合衬砌（特别初支和围岩）发生变形时，脱空造成的影响则更是巨大，因为脱空会使复合衬砌和围岩的约束变形状态发生改变，从而影响结构受力，进而影响支护结构。
1.2 脱空的发展和危害
初支脱空现象是指初支背后存有空洞，空洞产生的原因就是围岩与初支的接触发生了不连续的状况，初支脱空现象的发生导致初支背后的围岩区域失去约束力，或前期没有约束力，约束力一旦消失，就会导致松弛区和塑性区在自由变形力的促使下不停地进行无限制扩大，松弛区和塑性区的无限制积累与扩大会增大不连续接触边界及其所处区域的荷载，不连续接触边界及其所处区域的荷载的不断增大就会导致破坏的概率大幅增加。初支变形或直接遭到破坏的一大原因就是初支结构所承载的荷载过大，而这荷载的产生主要是松弛围岩的积累，当松弛围岩的积累超过阈域允许值时就会发生脱落甚至坍塌现象。衬砌脱空现象是指初支与衬砌二者接触发生了不连续的状态，衬砌脱空现象会导致围岩 – 初支构成的整体体系对衬砌产生不连续的荷载发生，与初支脱空现象类似，衬砌脱空也会引起相似甚至更严重的破坏发生，不同的是在衬砌脱空现象中，一般的结构设计都会留出一定余量的承载能力，以及前期受前期初支已经承受过的一部分荷载影响，危害发生的严重程度一般会有所减轻。
2铁路隧道渗漏水的原因
2.1客观原因
铁路隧道发生渗漏水现象的客观原因一般为铁路隧道工程建设地点的自然条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据经验发现，铁路隧道发生渗漏水现象的地层多为围岩软弱处，或裂隙发育处，或结构松散、围岩透水性强等地质特点，同时，该处地下水丰富，孔隙水、裂隙水、岩溶水等水压较大，会对铁路隧道防水层造成破坏，使隧道接缝效用下降，进而导致铁路隧道衬砌发生渗漏水现象。
2.2施工原因
施工问题引起的铁路隧道衬砌渗漏水现象的原因主要为施工单位为谋取个人利益而选取较为廉价的不合格生产原材料，施工管理人员对铁路隧道衬砌防排水重要性的认知度的缺乏，施工人员的专业性能不强，监理人员的监管不到位等，在施工过程中，如果相关施工管理人员及施工操作人员对铁路隧道衬砌防排水施工工艺不够了解，如对防水搭接工作、二衬混凝土浇筑与养护标准等的熟悉程度不够的话，均会对铁路隧道衬砌防排水工程的质量造成影响。铁路隧道衬砌防排水工程是一项严谨的工程，需专业的施工技术团队，对操作人员要求较高，因此也就要求施工单位培养更多的专业防排水施工技术人员。
2.3设计原因
铁路隧道发生渗漏水现象的设计问题主要为铁路隧道工程的排水工程设计不合理，排水体系安置不合理、防线设计参数设定不合理、铁路隧道的防渗指标设计不合理等，由于没有选定合适的设计参数与方案，导致后续工程的直接错误。
3预防隧道渗漏水现象的方法手段
3.1降低隧道水位
预防隧道渗漏水现象的最根层做法就是使铁路隧道水位降低，一般降低铁路隧道水位的常用方法为平行导坑标高法，该方法主要是保证相关排水管道的设计合理，只有排水管道的设计合理才能保证铁路隧道中的水正常排出。
3.2排水盲管施工
不同位置的积水排出位置一般会有所差别，如暗洞段衬砌背后的积水排出一般需引出到中心水沟后一起排至洞外，而引出积水的管道也是有要求的，一般暗洞段衬砌背后的积水排出管道为直径为50 mm 的环向双壁打孔波纹管和直径为100 mm 的纵向双壁打孔波纹管，且直径为50 mm 的环向双壁打孔波纹管的管间距离也是有相关要求的，一般为间隔10 m 一设。
3.3防水板施工
防水板的施工对铁路隧道的渗漏水预防工作也起着至关重要的作用。一般情况下，各种防水板包括拱墙 EVA 防水板和无纺布缓冲层，均会铺设在隧道初期支护与二次衬砌之间，在防水层进行铺设前应做好相关的准备工作，包括隧道初期支护需要进行混凝土喷射表面的清理工作，保证需要进行混凝土喷射表面的清洁是非常重要的，包括处理锚杆头和钢筋露头等，并进行抹平覆盖处理，要保证待喷射面的平整与光滑，抚平棱角与尖锐处。无纺布的铺设一般选用专业器具，如专用的射钉装置，使无纺布能够在喷射混凝土的表面上固定。防水板的焊接工作一般利用自动双缝热熔焊机，根据防水板的性能与材质，通过合理的温度设置与速度设置进行合理焊接。对焊接过程中出现的焊缝大小也是有相关要求的，一般单条焊缝的有效焊缝宽度应大于15 mm，而对需要进行搭接处理的部位，其边缘部位的搭接余量要预留充足，保证至少20 cm，同时，应尽量避免在防水薄弱环节进行焊接处理，使焊缝远离防水薄弱环节处，距离要求为至少1 m。
3.4止水带施工
在进口工区与出口工区止水带的固定方式有所不同，一般在进口工区止水带的固定方式多为牵引法，而在出口工区止水带的固定方式多为悬挂法，止水带的这两种固定方式都有较好的效果，也都比较实用，具体选用哪种可根据建设施工工程的特点而定。在隧道拱墙与仰拱环向施工缝处不仅只设置一种方式的止水带，多为外贴式止水带与中埋式橡胶止水带相结合的方式，以提高止水效果，而对存在纵向施工缝处的止水带多采用遇水膨胀止水条与中埋式钢边橡胶止水带相结合的方式。在止水带安装完毕后还要对其进行焊接工作，在进行焊接工作前，首先要保证止水带接头处于优良状态，待焊接处必须平整、清洁，在进行焊接前还应对接头表面进行打毛处理。
结语
铁路隧道衬砌脱空与渗漏水的预防工作非常重要，关系到我国的社会经济与和谐，本文通过铁路隧道衬砌的脱空与渗漏水的原因进行分析与研究，并得出相应的预防措施，以期能为今后的铁路隧道建设工作提供一定的借鉴与参考。
参考文献：
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[3] 王立川，周东伟，吴剑，等 . 铁路隧道复合衬砌脱空的危害分析与防治 [J]. 中国铁道科学，2011（5）：55–63.
论文作者:于家洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/6
标签：隧道论文; 渗漏水论文; 铁路论文; 围岩论文; 现象论文; 荷载论文; 发生论文; 《防护工程》2018年第5期论文;