談鐵路工程中的涵渠養(yǎng)護(hù)作業(yè)

(北京鐵路局北京工電大修段，北京 100071)

1 涵渠的檢查

1.1 涵身裂損和變形等的檢查

1)涵身裂損對(duì)于混凝土拱涵應(yīng)注意拱圈裂縫的發(fā)生。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，孔徑在3 m以上，填土高大于5 m的開裂較多，整體式基礎(chǔ)的比非整體式基礎(chǔ)的多。拱頂裂縫大小隨孔徑的增加和填土高度而變化，有0.1 mm～12 mm不等，且拱頂開裂多貫通全段(兩沉降縫之間)，有的貫通全涵。裂縫豎向與流水面垂直線成40°～50°角向未裂側(cè)傾斜。在拱圈1/4處開裂則較少。必要時(shí)應(yīng)檢查基礎(chǔ)(整體式)有無(wú)開裂。對(duì)于鋼筋混凝土圓形涵管應(yīng)注意管頂及管底部位裂縫的發(fā)生。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，孔徑大于1.25 m發(fā)生較多，填土高10 m以上者開裂較多，且多發(fā)生在涵洞中部涵節(jié)的頂部，寬度一般0.1 mm～0.5 mm，但也有數(shù)毫米者。

2)對(duì)蓋板涵鋼筋混凝土剛構(gòu)箱涵應(yīng)檢查有無(wú)由于施工不良、保護(hù)層過(guò)薄所造成的露筋現(xiàn)象，檢查沉降縫并檢查蓋板涵蓋板與蓋板、蓋板與邊墻頂?shù)慕涌p有無(wú)滲水現(xiàn)象。

3)檢查因高路堤下沉或填土壓力不均引起涵洞管節(jié)的下沉和傾斜、錯(cuò)牙和滑走，以及管段相接處被拉開，防水層損壞，使涵洞產(chǎn)生裂縫等病害。常見高填土下的鋼筋混凝土管涵在路堤中間處下沉較兩端為劇，造成排水不暢或中部常年積水。在檢查觀測(cè)以前應(yīng)清除沉積的泥砂，定期進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)出洞口管頂及溝底標(biāo)高，給出涵洞縱斷面及平面位置狀態(tài)，與竣工資料及以往資料作比較(高填土洞身修筑時(shí)應(yīng)有上拱度)，并視其病害程度及是否穩(wěn)定，決定整治措施。檢查時(shí)可用水準(zhǔn)儀從涵洞洞內(nèi)測(cè)量涵底標(biāo)高，并以兩端洞口心拉鐵線檢查各管節(jié)平面位移，也可測(cè)其沉陷、變形、脫節(jié)、錯(cuò)牙的情況。

4)石砌或磚砌涵洞應(yīng)檢查砌體有無(wú)松動(dòng)、風(fēng)化和勾縫有無(wú)脫落，水泥砂漿粉刷有無(wú)起殼、空響、裂紋等。

5)當(dāng)涵洞變形裂縫，雖經(jīng)用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿填塞，但裂縫繼續(xù)擴(kuò)大或危及安全時(shí)，應(yīng)對(duì)該管節(jié)洞身進(jìn)行臨時(shí)加固。由于加固增設(shè)臨時(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致涵洞孔徑有所減少，故對(duì)水流通過(guò)情況在必要時(shí)應(yīng)特別觀測(cè)，并應(yīng)對(duì)這些涵洞進(jìn)行修理、加固或改建。

6)嚴(yán)寒地區(qū)，對(duì)涵洞兩端應(yīng)檢查有無(wú)凍害，并查明是否因基礎(chǔ)過(guò)淺所造成。

1.2 凈空檢查

除設(shè)洪峰尺以外，平時(shí)大雨洪水季節(jié)應(yīng)對(duì)水流通過(guò)涵洞情況進(jìn)行觀測(cè)。運(yùn)營(yíng)線上涵洞應(yīng)能通過(guò)規(guī)定頻率(50年一遇)及歷史上最大洪水。如發(fā)現(xiàn)入口處實(shí)際洪水位不小于1.2倍涵洞高(有壓涵洞除外)及洞內(nèi)凈空小于規(guī)定，或有嚴(yán)重泥石流影響排洪者即為孔徑不足，應(yīng)有計(jì)劃地進(jìn)行擴(kuò)孔或改建。

1.3 河道排水檢查與出口鋪砌裂損沖刷檢查

涵渠需保證排水暢通，特別要注意水流是否從涵洞底下流過(guò)，有無(wú)潛流，冒水及基底被掏空現(xiàn)象。涵洞與路基相互關(guān)系非常密切，應(yīng)檢查涵洞附近路堤土壤排水是否良好，這可以檢查涵洞圬工邊墻或拱圈有無(wú)潮濕及滲水現(xiàn)象來(lái)判別。水流進(jìn)入涵洞入口，流速加大，可能沖刷路堤邊坡，故應(yīng)檢查路基坡面，錐體填方鋪砌是否無(wú)沖刷溝，塌陷積水等情況。涵洞出口處流速更大，沖刷力強(qiáng)常造成涵洞的損壞，所以對(duì)下游洞口河床的鋪砌及基礎(chǔ)應(yīng)作檢查。檢查河床鋪砌范圍是否適宜，鋪砌厚度是否有被沖刷損壞，消能設(shè)施是否起作用等。

1.4 防水層及沉降縫的檢查

經(jīng)常遇到下列兩種情況:1)涵洞內(nèi)的水流特別在有壓力狀態(tài)下(例如倒虹吸管)由涵洞向路基滲水漏水，這會(huì)引起土壤含水或沖空;2)過(guò)人涵洞(如地道等)，由路基向洞內(nèi)滲水漏水，既影響涵洞的正常使用且含泥的水更會(huì)使路基逐漸掏空。

1.5 洞口墻及防護(hù)設(shè)備狀態(tài)的檢查

檢查端墻、翼墻、護(hù)錐狀態(tài)是否完好，有無(wú)因土壓力、凍害等引起的傾斜、擠出、裂縫和損壞等。

1.6 渡槽和變形等檢查

對(duì)跨越鐵路的渡槽應(yīng)測(cè)量其限量，檢查其工程質(zhì)量，有無(wú)漏水及沖刷路塹、邊坡等情況，倒虹吸管應(yīng)加強(qiáng)有無(wú)浸水和漏水的細(xì)致檢查，以防止壓力水外滲浸軟路基，嚴(yán)重時(shí)路基被凈空道床坍塌、翻漿冒泥、線路變形，將直接危及行車安全。

2 涵洞的養(yǎng)護(hù)

對(duì)涵渠裂紋應(yīng)設(shè)置觀測(cè)標(biāo)，用灌注有色液體或儀器觀測(cè)等方法進(jìn)行觀察掌握變化情況，分析造成原因，采取整治措施。

涵洞出入口及路基與路堤連接處須經(jīng)常保持完好，當(dāng)出入口損壞，溝床護(hù)底被沖毀或附近路堤塌陷時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行修理。

應(yīng)定期清除涵洞內(nèi)雜物，使排水暢通。為防止涵洞被漂浮物或石塊等堵塞，必要時(shí)應(yīng)在涵洞前設(shè)置護(hù)柵或沉淀池。

在嚴(yán)寒地區(qū)冬季要用樹枝或籬笆把涵洞進(jìn)口擋起來(lái)(下面要留出合理的孔徑保證流水)，以防冰凍和積雪堵塞涵洞，而在春季到來(lái)時(shí)，要清除洞口積雪。

路堤下沉或填土壓力不均勻會(huì)引起涵洞管節(jié)的沉陷、傾斜以及節(jié)段相接處被拉開。防水層損壞，使涵洞產(chǎn)生裂縫而路基邊坡斜向的坍塌會(huì)增加洞口的壓力，使洞口出現(xiàn)裂縫。

涵洞內(nèi)的水流在有壓力的情況下，水可能透過(guò)節(jié)段間的縫隙而滲入路基引起坍塌，所以對(duì)涵洞要經(jīng)常檢查。特別對(duì)有害涵洞更應(yīng)加強(qiáng)檢查觀測(cè)，并分析原因采取整治措施。

對(duì)涵洞勾縫脫落保護(hù)層風(fēng)化剝落，露筋等應(yīng)進(jìn)行勾縫，用環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)表面，噴射水泥砂漿等辦法進(jìn)行處理，節(jié)段沉陷滯水，可用水泥砂漿抹平，為消滅管段接縫滲水，對(duì)不良接縫應(yīng)用浸過(guò)瀝青的麻筋或半干硬水泥砂漿緊密地填塞。

當(dāng)洞口偏斜或脫出而出現(xiàn)裂縫時(shí)須將洞口局部翻修或全部重砌。如發(fā)現(xiàn)水流從基底下流出時(shí)，應(yīng)在上游鋪砌，端部修筑垂裙或加深原有垂裙。

3 涵洞常見病害及整治

3.1 變形與裂紋

涵洞的裂紋一般是因路堤填土壓力和地基不均勻沉落造成的，也有的是因填土過(guò)薄而受活載沖擊造成的。對(duì)于涵洞裂紋的處理與圬工梁拱一樣設(shè)置觀測(cè)標(biāo)志進(jìn)行觀察掌握變化情況，對(duì)于已經(jīng)穩(wěn)定的裂紋寬度在0.3 mm以下的可采用壓漿或表層封閉(混凝土用環(huán)氧樹脂膠修補(bǔ)，砌石采用勾縫);對(duì)于流水浸入的裂紋應(yīng)首先進(jìn)行永久性的加固措施，防止病害繼續(xù)惡化，保證行車安全，然后再進(jìn)行永久性的加固或更換;對(duì)于因路基病害而造成的裂紋變形和滑走等病害，應(yīng)與路基病害同時(shí)整治。

3.2 管涵脫節(jié)

當(dāng)鋼筋混凝土管涵脫節(jié)無(wú)法用填塞砂漿等一般方法處理時(shí)，用拉管法整治。首先清除縫隙中的混凝土塊和石塊等雜物，然后裝上鐵撬棍滑車，鋼絲繩和整縫器，擰動(dòng)扳手，拉緊穿連滑車的鋼絲繩，從而使被拉的管節(jié)逐漸向一端擠緊補(bǔ)好縫隙，依次拉后一節(jié)，如被拉的管節(jié)與基礎(chǔ)連在一起，可先撬開連接板后再接。接完后如管涵不夠長(zhǎng)，可在洞口添1節(jié)～2節(jié)。

3.3 管節(jié)下沉

當(dāng)涵管下沉量大或由于河床淤積造成涵身排水不暢時(shí)，可用抬高管節(jié)的辦法進(jìn)行處理，方法是整座抬高或反中間部分管節(jié)抬高。

當(dāng)個(gè)別管節(jié)破損嚴(yán)重時(shí)，可不開挖填土在洞內(nèi)進(jìn)行更換。首先，鑿除破損管節(jié)，如果管節(jié)外面土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，可分段鑿除舊管節(jié)。隨后由上而下地支立外側(cè)模板，模板兩端各搭在兩相鄰管節(jié)的外方5 cm，如果管節(jié)外面是砂質(zhì)土壤，則在鑿除之前須用千斤頂，鑿時(shí)沿管的方向一條條的鑿，邊鑿邊立模板，以免漏土。外側(cè)模板立好后，安裝鋼筋骨架，然后再裝底部?jī)?nèi)側(cè)模板，并安裝三道扁鐵鐵箍以支撐內(nèi)側(cè)模板。最后封口，待混凝土養(yǎng)生7 d后，即可拆除內(nèi)側(cè)模板，外側(cè)模板埋在土內(nèi)不再拆除。

更換管節(jié)還可采用預(yù)制半圓涵管節(jié)，其方法是先在洞內(nèi)鑿除舊管節(jié)，防止路基土壤下沉，可安設(shè)臨時(shí)的鋼軌圈作為支撐。然后整治舊管節(jié)的基礎(chǔ)，將預(yù)制的兩個(gè)半圓形鋼筋混凝土管節(jié)先后運(yùn)進(jìn)洞內(nèi)，拆掉鋼軌圈，把下半圓管節(jié)安在基礎(chǔ)上，順平管內(nèi)坡度，再將上半圓管節(jié)用小千斤頂架起，安裝成完整的鋼筋混凝土管節(jié)，在管節(jié)接縫處用砂漿砌合并勾縫。這個(gè)方法適用于洞頂填土高度不大于1.5 m，且土質(zhì)是不易坍塌的堅(jiān)實(shí)土壤最好是粘土。

3.4 套拱加固

當(dāng)涵洞管節(jié)裂損嚴(yán)重或裂縫過(guò)大(6 mm以上)，在孔徑許可的情況下，可在洞內(nèi)增設(shè)一層封閉式的鋼筋混凝土?；炷粱蚱鎏讓踊蛘呃笾睆捷^小的涵管(涵管長(zhǎng)度為0.4 m左右)，用半干硬砂漿或環(huán)氧砂漿填塞間隙。如為拱涵可以在內(nèi)層加筑套拱。特別要注意新舊圬工的聯(lián)結(jié)，并壓注灰漿。如拱涵拱圈局部破損嚴(yán)重，無(wú)法修理而又不允許增設(shè)套拱時(shí)，可以拆除損壞拱圈予以更換，新拱圈可就地澆筑，也可以使用預(yù)制鋼筋混凝土拱圈。

3.5 涵洞加長(zhǎng)

由于種種原因需加長(zhǎng)涵洞時(shí)，首先拆除舊端墻。然后，增加新管節(jié)，另砌新端墻。舊端墻墻基礎(chǔ)盡可能保留，作為新管節(jié)的基礎(chǔ)。為防止新舊基礎(chǔ)發(fā)生不均勻下沉，兩者之間設(shè)置沉降縫。

路堤加寬不大，不需加長(zhǎng)涵洞時(shí)可用加高翼墻的方法處理，并相應(yīng)加高翼墻。但端墻加高不宜超過(guò)1.0 m，否則應(yīng)加長(zhǎng)涵洞。

3.6 噴漿加固

1)壓力噴漿。涵洞圬工裂紋已穩(wěn)定，寬度在0.3 m以上且面積較大或圬工表層風(fēng)化剝落，但本身尚有承載能力時(shí)，可用壓力噴漿法加固，為便于施工操作，采用噴漿法加固的涵洞孔徑宜大于3 m。2)噴射混凝土。涵洞圬工因外力引起結(jié)構(gòu)開裂，混凝土剝落，錯(cuò)臺(tái)變形等破損病害，失去應(yīng)有的承載能力時(shí)，為節(jié)省材料，減小對(duì)孔徑的壓縮量，可用噴射混凝土代替拱法加固，噴射混凝土視圬工破損程度可采用索噴、錨網(wǎng)噴或局部噴射等不同方法。同樣，涵洞孔徑宜大于3 m。

3.7 改建和增建

涵洞損壞無(wú)法修理，或孔徑不足以滿足農(nóng)田水利灌溉的需要時(shí)，可考慮更換或增設(shè)涵洞。當(dāng)填土不高的涵洞改建時(shí)可先在線路上設(shè)置軌束梁或便梁，然后開挖填土。挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高層砌筑基礎(chǔ)，安裝涵管，回填夯實(shí)土方，拆除軌束梁或便梁，恢復(fù)線路。

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