試論隧道內整體道床病害原因分析及整治措施

袁華

摘 要：近年來，隨著我國鐵路交通建設迅速發展，無碴軌道整體道床已得到了廣泛采用，而整體道床產生的病害及維修問題也越來越引起重視。為此，本文主要就隧道內整體道床病害原因作了相關的分析，并提出了具體的整治措施，以供參考。

關鍵詞：隧道；整體道床；病害原因；整治措施

引 言：整體道床，也稱無碴軌道，是在堅實基底上直接澆筑混凝土以取代傳統有碴軌道的基礎。整體道床具有以下優點：整體性強，穩定性好，軌道幾何形位易于保持，有利于鋪設無縫線路及高速行車。整體道床在列車荷載作用下軌道變形很小，減少養護維修工作量，改善勞動工作條件，這對于運量大，行車速度和密度均較高的線路，以及通風照明條件差的長大隧道，效果尤為顯著。但是整體道床要求較高的施工精度和特殊的施工方法，對墊層和扣件也有特殊要求，只要其中一項技術達不到標準，在運營過程中出現病害，整治就非常困難。

1 整體道床常現的病害類型

從整體道床的結構看，其基礎梁上承受的是列車的反復作用，與有碴軌道相比結構簡單且穩定性好，就容易保持形狀，但是其剛度大彈性小，因此其結構上的鋼軌扣件和彈性墊層的性能要求較高。當道床地面出現不均勻的情況，在列車的作用下就會導致其出現不同程度的病害。綜合看，整體道床的病害有三種集中體現：一是混凝土結構出現的破損，導致結構下沉，軌道在列車垂直載荷的作用下發生了不同程度上的形變。軌道下沉形變是軌道吸收列車載荷的主要方式，軌道下沉應在一個合理的范圍內，如果軌道變形小在軌道承載列車的載荷大，將加快軌道部件的損傷，如果下沉變形大則容易導致軌道塑性變形，增加危險性與維護工作量，因此整體道床出現下沉變形量過大就成為了一種病害；二是道床基底滲水或地下水壓大導致基底面抬升而造成混凝土出現上拱變形進而破損或影響軌道幾何尺寸；三是道床混凝土與主體結構混凝土分離、道床排水溝開裂等病害使混凝土結構受地下水腐蝕而產生破壞。

2 整體道床病害原因分析

2.1 車輛運行振動的因素

列車對整體道床的作用是長期且直接的，因整體道床剛性大，受到車體振動的幅度和沖擊力都要大于有砟道床。如果加上路線本身的平整性差異就會擴大這種振動，進而影響整體道床的穩定。

2.2 地質水文影響

地下水對整體道床的影響不容忽視，實踐證明水是影響道床的重要因素，如造成道床的翻漿冒泥或者導致整體道床失穩而遭到破壞。隧道底部受地下水長時間的浸泡和壓力水的沖涮，沿隧道結構縫隙，夾帶基巖的細小顆粒浸入隧道內，形成翻漿冒泥。更嚴重時在列車的動荷載影響下造成空隙的反復沖刷，從而導致混凝土剝離，強度下降基底局部空洞，整體道床上拱或者下沉隨之開裂。

2.3 施工質量差異的因素

整體道床的鋪設都會在施工過程中會受到多種內外因素的影響，比如氣候因素、配合比、施工工藝、施工技術質量的差異等。常見的質量問題包括：

（1）灌注道床的時候存在基底積水，沒有及時清理就會降低混凝土強度并導致基底返漿，影響道床的穩定性。

（2）整體道床與隧道底部襯砌混凝土之間的粘結力不夠，在列車運行振動后道床與二襯混凝土分離，產生互相拍打、摩擦并與滲漏水形成泥漿，長此以往將造成道床底部砼結構的嚴重磨耗、道床下沉開裂影響線路穩定，裂縫擴大形成病害。

（3）混凝土澆注工藝差，水泥標號不達標、道床的厚度不夠、混凝土養生時間不足等改變了其質量性能，這些質量問題都會導致整體道床病害的發生。

3 整體道床的病害整治措施

在實際管理與維護中，對隧道內整體道床的病害應區別對待，即根據實際的情況對道床的病害進行評價，病害類型、道床破損程度、隧道結構類型等，然后分析采用何種處理方案對其進行治理，常見的措施如下：

3.1 提高道床彈性

整體道床的彈性已經確定，能夠提升整體道床彈性的方式只有墊高彈膠墊。在實際操作中，高彈膠墊厚度為14mm，不分接頭焊帶，鋪設同一種膠墊，其應用效果較好。由于整體道床的彈性較為均勻，所以，應當保持軌下膠墊的彈性一致，統一上、下行，當膠墊厚度減少至12mm時，要進行統一更換。

3.2 合理設置排水設施

在治理病害的時候應重點控制地下水，降低其水位排干基底的積水對于治理病害十分重要。增加排水設施如中心水溝式及兩側水溝式是比較好的措施之一，排水溝設置必須有一定的縱向坡度及結構強度、厚度達標，防止開裂能有效的排除地下水，還應要求隧道有防治水害的綜合措施，保證隧道竣工后拱部不漏水，邊墻不滲水，整體道床不冒水，不積水。

3.3 道床基底換填

換填法對行車干擾小，能充分利用原有道床，施工工藝簡單，作業量少，是一種較好的整治方法。

此種方法適用于混凝土道床較完整，厚度不小于35cm或原設計厚度；基底軟弱層（浮碴或風化層）較厚，一般在30cm左右；基底圍巖堅實完整。用于中心水溝整體道床病害整治較為適宜。施工時可將水溝底部打掉，使道床軌下部分成為單獨分離的兩塊，以便于道床的頂起或橫移。

基底換填之前應首先做好排水設施，使基底表面干燥無水。施工時，需將換填部分的道床頂起，應盡量不影響相鄰兩側軌道的軌距水平。如發現相鄰兩側道床下有空隙，可輔以壓注水泥漿填充。

3.4 壓力注槳法

裂縫寬度小于0.5mm范圍的微細裂縫，主要采用的是水泥漿或者化學漿，利用液壓或者氣壓將槳液注入混凝土裂縫中，壓入道床的內部使裂縫充滿補牢，從而對縫隙進行填充，滲透.擠密等，排除縫隙中多余的水、空氣，甚至雜質等，經過一段時間的凝結后，漿液就會與原有的結構膠結形成一個新的結構基礎。這類方法主要是應用整體道床的結構基本完整、而底部存在較多的空隙、翻漿冒泥的情況嚴重的路段。

3.5 整體道床翻修

3.5.1 適用范圍

這個治理方式就是將整個道床進行拆除，清理基底，應用高壓水和高壓風將基底沖洗干凈后重新對該段道床進行澆筑施工，如拆除后發現基礎的地質結構不良，還應對基礎進行處理加固，增設仰拱等保證其穩定。整體返修對整條線路的影響較大，主要是用于道床破損嚴重或者厚度不足、基地翻漿冒泥嚴重的地段，不適合既有運營線路。

3.5.2 整體道床的加強措施

（1） 加厚道床

當道床基底堅實，排水設施完善的情況下，原整體道床強度不足，則可采用加厚道床的方法，因為此法簡單易行，根據需要，還可提高道床混凝土的標號。

（2） 在道床混凝土內增設鋼筋

基底不堅實，或道床通過斷層破碎帶，溶洞等地質不良地段，可增設道床斷面的配筋，此法施工較簡便，是整治中常用的方法。

（3） 加設仰拱

基底軟弱，或根據圍巖類別判定必須修建仰拱的，在翻修整體道床時，應首先加設仰拱，其結構按隧道設計的規定辦理。為此，要根據具體情況確定施工方案并組織施工。

（4） 采用纖維混凝上

近年來，纖維混凝土已開始普遍應用，用來灌注整體道床對運營線道床的整治具有特殊的優越性。

4 結束語

總之，整體道床在隧道內得到了廣泛的應用，但是在使用過程中會因為其施工與環境因素而導致出現各種病害，這些病害產生的因素不同但是卻直接影響了地鐵的運營安全。所以，只有不斷對其進行研究，采用新的工藝和新材料進行整治，提高整體道床的質量，從而進一步確保行車安全。

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