從當前鐵路隧道襯砌典型病害談施工改進措施

鄭旭

中鐵十二局集團第二工程有限公司 山西太原 030032

改革開放以來，中國的經(jīng)濟水平不斷提高，在經(jīng)濟強勁的帶動下，中國各行各業(yè)煥發(fā)出新的面貌。鐵路作為民生事業(yè)也得到了快速的發(fā)展，但是要想提高鐵路建設水平并不容易。鐵路隧道襯砌裂縫是鐵路施工中最常見的病害，對鐵路的質量有著決定性的影響，必須對此引起重視提高鐵路的施工水平。現(xiàn)在對鐵路隧道襯砌裂縫及其處理措施的探討成為一個值得研究的課題。

1 鐵路隧道襯砌病害的概述

由于山體地質結構的復雜性，在隧道建設過程中，圍巖種類繁多。鐵路襯砌結構承受著來自不同圍巖的壓力，隨著時間的推移出現(xiàn)裂縫。由于襯砌后脫空現(xiàn)象和一次襯砌欠挖的原因，二次襯砌也會出現(xiàn)裂縫和掉塊現(xiàn)象[1]。

2 鐵路隧道襯砌裂縫危害

在鐵路隧道施工中，常見的問題是特殊的圍巖和膏溶角礫巖。首先，隧道開挖過程中應力場發(fā)生了重新分布，但這種分布存在一定范圍，重新分布區(qū)域內的巖體稱為圍巖。在實踐過程中遇到的圍巖一般有：堅硬塊狀巖體、層狀巖體、碎裂巖體、軟巖體和石膏角礫巖。不同類型的圍巖對隧道質量有著不同的影響，但也有一些共同的影響，在隧道線路的選擇上也有一定的影響，威脅到了隧道的安全性。

石膏角礫巖是影響后續(xù)施工的主要巖石類型。這是因為石膏角礫巖具有特殊的工程力學性質，其單軸飽和抗壓強度很低，Rc=0.14-2.2MPa，屬于極軟巖，開挖后隧道穩(wěn)定時間很短，容易坍塌和大變形，如果遇水，強度很快就會下降，容易崩解和軟化，具有弱至中等膨脹性。此外，石膏角礫巖的化學成份復雜。石膏角礫巖的這些特征對鐵路隧道的施工產生了一定的影響。首先，遇到石膏角礫巖時，應重新考慮施工順序，其次應考慮預加固措施的必要性。

當出現(xiàn)上述情況時，應及時處理，否則可能造成“數(shù)千英里的堤壩在蟻穴中被毀”的后果。一般來說，鐵路隧道襯砌裂縫的發(fā)展速度可分為早期快速膨脹階段、中期緩慢膨脹階段和后期加速膨脹階段。早期，當鐵路隧道襯砌出現(xiàn)裂縫時，部分裂縫會擴展到周圍地區(qū)，造成新的裂縫。新的裂縫會進一步擴大，影響周邊地區(qū)。這個過程不斷重復，直到后期膨脹加速。如果裂縫得不到及時處理，運行不正常，列車高速通過隧道時，可能造成裂縫穿過襯砌斷面，引起隧道局部變形、不平衡坍塌等安全事故[2]。

3 鐵路隧道襯砌裂縫病害的整治措施

鐵路隧道襯砌裂縫病害防治是一項專業(yè)性工作，其施工工藝、防治措施都存在一定的難度，不可能一蹴而就。而是需要從多個角度切入，從多個方面入手，必須堅持到底才能取得成效。在此，我們可以從以下幾個方面入手。

3.1 隧道工程襯砌裂縫碳纖維加固法

在高速鐵路隧道施工中，襯砌裂縫的破壞是一個常見的癥狀。目前，最常用的修補方法是碳纖維加固法。值得注意的是，雖然碳纖維加固法是有效的，但在實施過程中，這種方法的過程也比較繁瑣。首先，表面處理應進行清理鐵路隧道襯砌表面，以確保鐵路隧道襯砌表面干燥和清潔。對于碳纖維加固方法，這一步驟是后續(xù)工藝的基礎，這一步驟的清潔度直接決定后續(xù)施工的質量。其次，在裂縫的封堵過程中，應注意控制底膠的厚度，過厚或過薄都不可能達到良好的修補質量。在完成這一步驟后仍有必要平整裂縫，以進一步提高穩(wěn)定性。

碳纖維加固隧道襯砌裂縫的過程可概括如下：

表面處理＞密封斷裂處理＞裂紋底膠處理＞裂紋整平處理。

3.2 錨固注漿處理措施

鐵路施工人員應該結合不同的襯砌裂縫的措施，滿足因其他原因造成的病害。利用錨桿、灌注液等進行錨固注漿處理，還要清楚注漿以及錨桿安裝的流程，在錨固注漿處理中，應注意以下兩點：

（1）注入水泥砂漿的比例要合適，對注入水泥砂漿的濃度要仔細的觀察，不能過高或過低，所以在注入水泥砂漿時要緩慢注入，及時停止。

（2）第一次灌漿結束后，為了使砂漿的自身結構不出現(xiàn)變形，可以運用第二次注漿來解決這一問題，還可以在原來漿液中加入適量的化學漿液，來提高砂漿的固定。在注漿結束之后，處理隧道的表面使其平整，有裂縫時可進行填充。

3.3 裂縫注漿處理措施

進行裂縫注漿處理時，鐵路的施工人員可以根據(jù)隧道襯砌的裂縫分布對表面進行鑿槽，其次以裂縫為中心，慢慢向外進行深層延伸。另外，施工人員要及時對凹槽立面的雜物進行處理，在注漿時應該根據(jù)裂縫延伸方向的管道進行，控制管道之間的距離，固定管道。最后利用建筑材料整平襯砌的表面。除上述具體措施外，為保證在質量問題發(fā)生后能夠及時得到解決，可以建立個人責任制度，避免出現(xiàn)在質量問題發(fā)生后的相互推卸責任的現(xiàn)象，追根溯源，懲處責任人。二是提前做好應急預案，提前培訓，提高施工人員應對突發(fā)事件的能力和技能，使施工人員即使發(fā)生事故也能冷靜處理，從而將損失降到最低[3]。

4 結語

隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展，中國的鐵路運輸也在不斷擴大。鐵路建設作為城市發(fā)展的物質基礎，能夠有效地提高鐵路隧道結構形式的主干線交通運輸效率，對我國的發(fā)展起著舉足輕重的作用。良好的交通網(wǎng)絡不僅能為公眾提供良好的出行條件，而且能促進一個國家的經(jīng)濟發(fā)展。因此，保證和提高鐵路建設的技術和質量就顯得尤為重要。希望能為我國鐵路建設提供一些思路，為我國鐵路建設的發(fā)展做出貢獻。