鐵路運營隧道病害現(xiàn)狀及檢測評估

（中鐵隧道集團四處有限公司 廣西南寧 530001）

鐵路運營隧道病害現(xiàn)狀及檢測評估

肖君枝

（中鐵隧道集團四處有限公司 廣西南寧 530001）

在鐵路隧道運行中，經(jīng)常會發(fā)生病害問題，并因此對隧道的正常運行產(chǎn)生影響。在本文中，以鐵路運營隧道病害現(xiàn)狀及檢測評估進行探討。

鐵路運營；隧道病害；檢測評估；

1 引言

在我國交通發(fā)展中，交通隧道病害是經(jīng)常發(fā)生的一類問題，對交通的穩(wěn)定運行產(chǎn)生了較大的影響。為了避免病害問題存在造成事故發(fā)生，就需要在日常工作中做好隧道病害情況的重視，通過科學的檢測維護工作開展保障其運行水平。

2 運行隧道病害現(xiàn)狀與類型

2.1病害現(xiàn)狀

目前，我國鐵路隧道在運營當中存在以下方面問題：第一，病害數(shù)量較大、類型多樣，在實際整治當中具有較大的難度，具有較長的整治周期以及較多的整治費用；第二，在隧道病害檢測以及檢查方面方式落后，在規(guī)范性方面存在一定的不足。對于早期病害，難以及時發(fā)現(xiàn)，并因此使部分早期能夠整治的病害逐漸發(fā)生成嚴重病害，而因此難以對其徹底整治；第三，受到材料耐久性以及施工環(huán)境影響，部分隧道在實際病害整治當中不夠明顯。實際上，根據(jù)隧道使用特征，很多隧道在實際投入運行之間就已經(jīng)存在病害，且形成原因十分復雜，并因此對病害檢測工作帶來了較大的困難。

2.2病害類型

2.2.1 滲漏水病害

在該類病害中，包括有隧道襯砌周圍積水、漏水、侵蝕性水以及潛流沖刷情況：第一，隧道漏水涌水。該類病害即洞頂?shù)乇硭约皣鷰r地下水以間接方式滲漏到隧道當中形成的，是隧道運行當中較為常見的病害類型；第二，襯砌周圍積水。在完成隧道建設后，地下水以及地表水則將向其周圍不斷匯集，如在該情況發(fā)生之后無法及時做好這部分水的排除，則將因此導致病害問題的發(fā)生；第三，侵蝕性水。在圍巖當中，地下水因具有酸堿以及鹽類等成分，在對混凝土襯砌形成腐蝕的情況下導致病害發(fā)生；第四，凍害。在溫度較低地區(qū)，當?shù)乇硭约暗叵滤M入到隧道后，則會逐漸凍結(jié)成冰，進而使隧道的功能因此受到損害。根據(jù)其具體表現(xiàn)情況的不同，其類型也將分為冰塞、襯砌材質(zhì)凍融破壞、掛冰等類型。

2.2.2 襯砌結(jié)構裂損病害

在該類病害中，其具體類型有：第一，襯砌變形，該變形可以分為縱向以及橫向兩種類型，其中，橫向變形是較為常見的病害類型。該問題發(fā)生的原因，主要是因襯砌在受到外力影響下形成的拱軸形狀改變；第二，襯砌移動。該問題即襯砌當中一部分或整體發(fā)生平移、下沉或者轉(zhuǎn)動的變化情況，其根據(jù)具體類型的不同也將分為橫向以及縱向兩種類型，通常情況下，這兩種移動將同時出現(xiàn)；第三，襯砌開裂。該問題即襯砌表面在運行當中形成的裂縫，是襯砌發(fā)生變形情況所導致的結(jié)果。通常情況下，其一般應用為隧道結(jié)構二次襯砌表面可見裂縫，為二次襯砌混凝土不連續(xù)面，其薄弱特征的存在是導致混凝土材料受到破壞的關鍵原因。典型的隧道襯砌部位劃分如下圖所示：

圖1 隧道襯砌部位劃分

3 隧道病害檢測評估

3.1檢測必要性

對于隧道病害情況來說，其從形成到發(fā)展具有一個過程，如果能夠在病害惡化前發(fā)現(xiàn)問題、及時做好整治措施的應用，則能夠有效實現(xiàn)隧道運營安全性的提升。對此，做好隧道的檢測評估則成為了非常關鍵的一項工作，對于原有方式來說，其更多的依靠以往經(jīng)驗，即以定性方式進行處理。而在現(xiàn)今技術水平不斷進步發(fā)展的情況下，僅僅通過定性化指標的應用描述病害狀態(tài)則已經(jīng)不能夠?qū)ΜF(xiàn)階段的隧道養(yǎng)護以及使用要求進行滿足，這是因為對于定性化指標來說，其在具體操作當中很可能受到來自人為因素的影響，如在判別某座病害隧道時，不同技術人員在判別時，都將聯(lián)系自身經(jīng)驗獲得具有較大差別的判別結(jié)果，該情況無論是對于隧道的正常運行還是維修養(yǎng)護都將產(chǎn)生較大的影響。對此，通過適當儀器設備的應用檢測評估病害隧道狀態(tài)、通過定量化指標的獲得對隧道病害狀況進行分析則成為了十分必要的一項工作，目前，對隧道主要進行檢測的手段有超聲波以及地質(zhì)雷達這兩種方式。

3.2隧道病害檢測方法

3.2.1 聲波檢測法

當超聲波在混凝土當中傳播時，其頻率以及速度都將對混凝土材料的內(nèi)部結(jié)構、組成情況以及性能等進行反映，混凝土材料的密實度以及彈性模量將同超聲波的頻率以及波速具有密切的聯(lián)系，當其具有較高的強度時，其也將具有更高的頻率與速度。對此，在實際工作當中則可以通過對混凝土聲速的測定實現(xiàn)其強度的推斷。目前，超聲波檢測儀主要應用在襯砌強度檢測方面。具體檢測方式，即根據(jù)隧道具體區(qū)段所具有襯砌強度的不同對多個測站進行布置，以此對隧道的病害情況進行客觀的反映。而為了對檢測結(jié)果的可靠性進行進一步的保證，則需要在同一測站當中對不同測點進行布置，之后對不同站點的測量結(jié)果取平均值，以此保證檢測結(jié)果具有更為合理的特征。

3.2.2 探地雷達檢測法

當?shù)叵聜鞑コ哳l電磁波遇到具有電性差異的目標體或者界面后，則將發(fā)生反射情況。對于探地雷達檢測法來說，其即通過對接收獲得反射波進行濾波、疊加等方式處理，并根據(jù)回波的時間以及速度對目標層的位置進行確定，之后再根據(jù)回波的強度、變化以及形態(tài)對目標性質(zhì)進行判定。在以該方式對圍巖以及隧道進行檢測時，其主要檢測內(nèi)容有：第一，在對隧道襯砌厚度進行測量時，可以對不同的測線進行設置，以此對拱腰、拱腳、拱頂以及邊墻位置的襯砌厚度進行測量，在必要情況下，也能夠測量出道床仰拱厚度，并沿隧道橫斷面對其厚度進行探測；第二，在隧道周邊2-3m范圍內(nèi)，能夠較為準確的定位圍巖狀況、格柵鋼架分布情況以及鋼拱架等；第三，隧道圍巖或襯砌當中排水盲溝的暢通、堵塞以及分布情況，以及處于高寒地區(qū)隧道的凍融情況；第四，隧道襯砌或圍巖當中裂隙水的分布情況，襯砌間空洞展布情況以及初、二襯砌間的密實情況，在巖溶區(qū)域，能夠?qū)θ芏吹姆秶约拔恢眠M行測量；第五，隧道圍巖超挖部分分布情況、回填情況以及位置情況，以及超挖空間展布以及回填性質(zhì)，隧道欠挖方面，可以通過襯砌厚度進行計算。

3.3隧道病害狀況評估

在以上述方式獲得檢測結(jié)果后，通過對檢測結(jié)果的解析即能夠有效實現(xiàn)對隧道病害情況的評估，具體評估成果包括有襯砌強度值、襯砌結(jié)構厚度值、隧道裂隙水分布狀況、圍巖超欠挖情況等。通過這部分定量數(shù)據(jù)的獲得，即能夠?qū)λ淼赖牟『顩r進行良好的反映。

4 結(jié)束語

隧道病害檢測是保障隧道穩(wěn)定運行的重點工作。在上文中，我們對鐵路運營隧道病害現(xiàn)狀及檢測評估進行了一定的研究，在實際檢測工作中，需要能夠做好檢測方式的科學把握，通過檢測技術的科學運用獲得準確的定量結(jié)果，在此基礎上制定處理方案，保障隧道的高質(zhì)量運行。

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