高速鐵路隧道常見病害的整治

吳少杰

(鄭州鐵路局洛陽工務段，河南洛陽 471000)

0 引言

我段管轄某高速鐵路線，設計速度350 km/h，隧道總長度70余千米。與普通鐵路相比，高速鐵路(簡稱高鐵)隧道凈空斷面大，長大隧道多，穿越地質情況復雜多變，因而相應會產生更多的病害。結合在日常管理中發現和整治的隧道常見病害，談一談對高鐵隧道病害的整治。

1 隧道病害整治的目的和重要性

由于高鐵運營速度極高，任何異物的墜落或碰撞對高速列車都會造成致命的事故，而在高鐵所有設備中，隧道設備就存在這樣的安全隱患。高速列車在隧道內行駛時，列車上方為隧道二次襯砌，列車下方為隧道底板和排水設施。可以說，高鐵隧道結構的狀態好壞，直接關系到高鐵運營安全。因此，必須對高鐵隧道病害的整治工作引起高度重視。

2 隧道常見病害的處理

2.1 隧道口仰坡落石

2.1.1 成因

部分高鐵隧道進出口仰坡很高，仰坡平臺數量甚至超過10層，且坡度陡峭，加之日常風吹日曬，山頂巖石風化嚴重，造成石塊疏松、掉落，威脅過往列車安全。

2.1.2 整治方法及效果

1)采用明洞接長。在隧道口接長拱形明洞防護結構，自下而上分別為樁基礎、樁基托梁、拱形明洞三部分。主要施工步驟為:a.采用人工開挖樁基，施作好鎖口和護壁，嚴防塌孔;b.樁基托梁和樁基頂部預留的接插鋼筋一起灌注混凝土，同時在托梁上方預埋H型鋼連接鋼板及螺栓;c.H型鋼架基礎與托梁頂部預埋的鋼板及螺栓采用栓焊連接，灌注矮邊墻混凝土;d.最后在H型鋼架從拱腳兩側對稱、自下而上安裝纖維混凝土板，作為混凝土內模;e.綁扎拱部明洞鋼筋;f.灌注明洞拱部混凝土。明洞的長度可根據現場條件而定，相鄰明洞段設變形縫，變形縫寬度2 cm，變形縫填充聚苯板并加設中埋式鋼邊橡膠止水帶，變形縫外緣采用外貼式橡膠止水帶，變形縫內緣采用聚苯板嵌縫。采用隧道口接長拱形明洞進行防護是一種一勞永逸的整治方案，效果很好，但工程量大，工期長，造價高，對高鐵行車干擾較大，適合在高鐵聯調聯試期間施工，不宜在正式運營期間施工。

2)安裝柔性防護網。在隧道口上方的邊坡或巖石上安裝柔性防護網是一種普遍采用的方法。柔性防護網又分為主動防護網和被動防護網兩種:a.主動防護網是利用鋼絲繩網覆蓋包裹在所需防護的斜坡或巖石上，以限制坡面巖石土體的風化剝落或破壞，或將落石控制于一定范圍內運動，能夠對巖石土體起到加固和圍護作用。b.被動防護網是由鋼絲繩網、環形網、固定系統(錨桿、拉錨繩、基座和支撐繩)減壓環和鋼柱四個主要部分構成。鋼柱和鋼絲繩網連接組合構成一個整體，對所防護的區域形成面防護，從而阻止崩塌巖石土體的下墜，起到邊坡防護作用。柔性防護網安裝方法簡便，工期短，造價低，可有效控制或攔截其防護區域的松散巖石，但其防護的區域有限，安裝時必須考慮周全，如果網片安裝不到位，仍存在落石掉落的可能。

3)人工清理危石。對于隧道口上方凸出的個別危石可采用人工清理的方法。對現場鋼軌做好防護后，作業人員身系安全帶和安全繩，從山坡上往下懸吊至危石地點，用鋼釬撬掉危石，直至清理干凈。采用人工清理危石的方法效率較低，對于山頂危石數量較少的情況下有效，不適合在危石數量較多或大范圍巖體不穩的情況。

2.2 隧道拱頂襯砌松動

2.2.1 成因

高鐵隧道襯砌采用模板臺車施工，每隔10.5 m設環向施工縫一道。由于施工工藝的原因，施工縫(尤其是隧道拱頂施工縫)處襯砌較其他位置薄弱，易產生混凝土裂紋、翹起等病害，影響行車安全。

2.2.2 整治方法及效果

對隧道拱頂襯砌松動病害的整治必須在鐵路供電段的配合下才能進行，且只能在鐵路天窗時段內作業。具體整治步驟為:1)天窗點開始后，供電段配合人員掛地線，使接觸網完全停電;2)作業人員搭設架子，架子高度應保證人員能夠接觸到隧道拱頂，并采取支撐措施保證架子穩固;3)使用錘子和鋼釬對有裂紋或翹起的襯砌混凝土鑿除，必須確保鑿除徹底;4)用刷子蘸取環氧灌漿料涂刷在鑿除面上，涂刷均勻，一遍即可。

該方法能夠有效消除高鐵隧道拱頂松動混凝土對行車造成的隱患，但環氧灌漿材料耐久性仍有待考證，另外整治后的隧道拱頂混凝土不平整，顏色與其他位置也不同，影響了美觀性。

2.3 隧道拱頂襯砌空響

2.3.1 成因

高鐵隧道襯砌在澆筑過程中，由于襯砌鋼筋綁扎不規范、振搗力度不夠等原因，導致二次襯砌混凝土不密實，內部出現小空腔，敲擊混凝土表面后呈現空響現象。

2.3.2 整治方法及效果

對隧道拱頂襯砌空響病害的整治方法與襯砌松動病害整治方法一樣，必須在鐵路供電段的配合下才能進行，且只能在鐵路天窗時段內作業，具體整治步驟為:1)天窗點開始后，供電段配合人員掛地線，使接觸網完全停電;2)作業人員搭設架子，架子高度應保證人員能夠接觸到隧道拱頂，并采取支撐措施保證架子穩固;3)使用錘子敲擊確認空響區域具體范圍，并在襯砌混凝土表面圈劃;4)用電鉆在空響區域襯砌上鉆孔，將鋼卷尺深入孔內確定空腔位置、深度，并埋設注漿管;5)對注漿管外圍用密封膠封閉，然后進行環氧灌漿料注射，注漿壓力控制在0.2 MPa～0.4 MPa;6)當注漿孔壓力達到0.4 MPa并保持不變時，停止注漿，關閉注漿管閥門;7)待環氧灌漿料凝固后割除注漿管。該方法能夠有效消除高鐵隧道襯砌空響病害，保證了隧道襯砌結構的整體性。

2.4 隧道滲漏水

2.4.1 成因

高鐵隧道一般都設計有完善的內外排水系統，隧道全長范圍內均設有縱向盲管、環向盲管、側溝、橫向導水管、中心水溝等，洞外設置有洞外排水溝、洞口截水橫溝、洞頂截水天溝、仰坡排水溝等。造成其滲漏水病害有客觀因素，如地下水位高、地質不良、連續降雨等，也有主觀因素，如施工質量欠佳、使用劣質防水材料等。

2.4.2 整治方法及效果

高鐵隧道滲漏水病害主要集中在隧道底部，如道床板與電纜槽之間、兩線間、邊墻底部等，起拱線以上部位很少發現滲漏水。因此，整治的重點應集中在隧道側溝、橫向盲管、中心水溝等區域。隧道滲漏水整治應以疏通為主，以封堵為輔助手段。首先要對隧道側溝、橫向盲管、中心水溝等排水設施進行徹底疏通，清理側溝和中心水溝內的淤泥，采用竹竿搗除附著在排水盲管上的水垢，確保排水暢通，減輕盲管內水壓力;其次，尋找出水點，打入注漿嘴，注入膨脹防水材料，封堵出水路徑。如此，可緩解隧道內滲水情況。隧道滲漏水一直是隧道病害整治的一個難題，從以往整治的經驗來看，基本上不可能徹底消除滲漏水現象。通過以上方法能減輕、緩解現有的滲漏水程度，說明滲水整治工作取得了一定成效。

3 結語

無論何種高鐵隧道病害，其整治工作都必須以確保行車安全為前提，再追求耐久性、美觀等效果。有些隧道病害整治方法有多種，不能盲目地采取整治措施，應該對病害情況進行全面、深入、細致的調查，認真分析其形成原因，然后對癥下藥，因地制宜，才能取得理想的整治效果。

目前，我國發展高鐵的時間還不是很長，高鐵隧道病害整治技術、手段仍然有限，有些隧道病害的整治效果還不盡人意。面對復雜多變的隧道病害，如何保證高鐵隧道狀態良好，需要每一個鐵路工作者的不懈努力。

［1］武 旭，胡思繼.高速鐵路安全保證信息系統研究［J］.中國安全科學學報，2005(4)：80-83.

［2］盧媛媛.論公路隧道工程施工要點［J］.山西建筑，2012，38(7)：197-198.