試論隧道內(nèi)整體道床病害原因分析及整治措施

袁華

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)鐵路交通建設(shè)迅速發(fā)展，無(wú)碴軌道整體道床已得到了廣泛采用，而整體道床產(chǎn)生的病害及維修問(wèn)題也越來(lái)越引起重視。為此，本文主要就隧道內(nèi)整體道床病害原因作了相關(guān)的分析，并提出了具體的整治措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：隧道；整體道床；病害原因；整治措施

引 言：整體道床，也稱(chēng)無(wú)碴軌道，是在堅(jiān)實(shí)基底上直接澆筑混凝土以取代傳統(tǒng)有碴軌道的基礎(chǔ)。整體道床具有以下優(yōu)點(diǎn)：整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，軌道幾何形位易于保持，有利于鋪設(shè)無(wú)縫線路及高速行車(chē)。整體道床在列車(chē)荷載作用下軌道變形很小，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量，改善勞動(dòng)工作條件，這對(duì)于運(yùn)量大，行車(chē)速度和密度均較高的線路，以及通風(fēng)照明條件差的長(zhǎng)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(duì)墊層和扣件也有特殊要求，只要其中一項(xiàng)技術(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)病害，整治就非常困難。

1 整體道床?，F(xiàn)的病害類(lèi)型

從整體道床的結(jié)構(gòu)看，其基礎(chǔ)梁上承受的是列車(chē)的反復(fù)作用，與有碴軌道相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性好，就容易保持形狀，但是其剛度大彈性小，因此其結(jié)構(gòu)上的鋼軌扣件和彈性墊層的性能要求較高。當(dāng)?shù)来驳孛娉霈F(xiàn)不均勻的情況，在列車(chē)的作用下就會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)不同程度的病害。綜合看，整體道床的病害有三種集中體現(xiàn)：一是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的破損，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)下沉，軌道在列車(chē)垂直載荷的作用下發(fā)生了不同程度上的形變。軌道下沉形變是軌道吸收列車(chē)載荷的主要方式，軌道下沉應(yīng)在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，如果軌道變形小在軌道承載列車(chē)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(dǎo)致軌道塑性變形，增加危險(xiǎn)性與維護(hù)工作量，因此整體道床出現(xiàn)下沉變形量過(guò)大就成為了一種病害；二是道床基底滲水或地下水壓大導(dǎo)致基底面抬升而造成混凝土出現(xiàn)上拱變形進(jìn)而破損或影響軌道幾何尺寸；三是道床混凝土與主體結(jié)構(gòu)混凝土分離、道床排水溝開(kāi)裂等病害使混凝土結(jié)構(gòu)受地下水腐蝕而產(chǎn)生破壞。

2 整體道床病害原因分析

2.1 車(chē)輛運(yùn)行振動(dòng)的因素

列車(chē)對(duì)整體道床的作用是長(zhǎng)期且直接的，因整體道床剛性大，受到車(chē)體振動(dòng)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(huì)擴(kuò)大這種振動(dòng)，進(jìn)而影響整體道床的穩(wěn)定。

2.2 地質(zhì)水文影響

地下水對(duì)整體道床的影響不容忽視，實(shí)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(dǎo)致整體道床失穩(wěn)而遭到破壞。隧道底部受地下水長(zhǎng)時(shí)間的浸泡和壓力水的沖涮，沿隧道結(jié)構(gòu)縫隙，夾帶基巖的細(xì)小顆粒浸入隧道內(nèi)，形成翻漿冒泥。更嚴(yán)重時(shí)在列車(chē)的動(dòng)荷載影響下造成空隙的反復(fù)沖刷，從而導(dǎo)致混凝土剝離，強(qiáng)度下降基底局部空洞，整體道床上拱或者下沉隨之開(kāi)裂。

2.3 施工質(zhì)量差異的因素

整體道床的鋪設(shè)都會(huì)在施工過(guò)程中會(huì)受到多種內(nèi)外因素的影響，比如氣候因素、配合比、施工工藝、施工技術(shù)質(zhì)量的差異等。常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題包括：

（1）灌注道床的時(shí)候存在基底積水，沒(méi)有及時(shí)清理就會(huì)降低混凝土強(qiáng)度并導(dǎo)致基底返漿，影響道床的穩(wěn)定性。

（2）整體道床與隧道底部襯砌混凝土之間的粘結(jié)力不夠，在列車(chē)運(yùn)行振動(dòng)后道床與二襯混凝土分離，產(chǎn)生互相拍打、摩擦并與滲漏水形成泥漿，長(zhǎng)此以往將造成道床底部砼結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重磨耗、道床下沉開(kāi)裂影響線路穩(wěn)定，裂縫擴(kuò)大形成病害。

（3）混凝土澆注工藝差，水泥標(biāo)號(hào)不達(dá)標(biāo)、道床的厚度不夠、混凝土養(yǎng)生時(shí)間不足等改變了其質(zhì)量性能，這些質(zhì)量問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致整體道床病害的發(fā)生。

3 整體道床的病害整治措施

在實(shí)際管理與維護(hù)中，對(duì)隧道內(nèi)整體道床的病害應(yīng)區(qū)別對(duì)待，即根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)道床的病害進(jìn)行評(píng)價(jià)，病害類(lèi)型、道床破損程度、隧道結(jié)構(gòu)類(lèi)型等，然后分析采用何種處理方案對(duì)其進(jìn)行治理，常見(jiàn)的措施如下：

3.1 提高道床彈性

整體道床的彈性已經(jīng)確定，能夠提升整體道床彈性的方式只有墊高彈膠墊。在實(shí)際操作中，高彈膠墊厚度為14mm，不分接頭焊帶，鋪設(shè)同一種膠墊，其應(yīng)用效果較好。由于整體道床的彈性較為均勻，所以，應(yīng)當(dāng)保持軌下膠墊的彈性一致，統(tǒng)一上、下行，當(dāng)膠墊厚度減少至12mm時(shí)，要進(jìn)行統(tǒng)一更換。

3.2 合理設(shè)置排水設(shè)施

在治理病害的時(shí)候應(yīng)重點(diǎn)控制地下水，降低其水位排干基底的積水對(duì)于治理病害十分重要。增加排水設(shè)施如中心水溝式及兩側(cè)水溝式是比較好的措施之一，排水溝設(shè)置必須有一定的縱向坡度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、厚度達(dá)標(biāo)，防止開(kāi)裂能有效的排除地下水，還應(yīng)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(duì)行車(chē)干擾小，能充分利用原有道床，施工工藝簡(jiǎn)單，作業(yè)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(shè)計(jì)厚度；基底軟弱層（浮碴或風(fēng)化層）較厚，一般在30cm左右；基底圍巖堅(jiān)實(shí)完整。用于中心水溝整體道床病害整治較為適宜。施工時(shí)可將水溝底部打掉，使道床軌下部分成為單獨(dú)分離的兩塊，以便于道床的頂起或橫移。

基底換填之前應(yīng)首先做好排水設(shè)施，使基底表面干燥無(wú)水。施工時(shí)，需將換填部分的道床頂起，應(yīng)盡量不影響相鄰兩側(cè)軌道的軌距水平。如發(fā)現(xiàn)相鄰兩側(cè)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(xì)裂縫，主要采用的是水泥漿或者化學(xué)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(nèi)部使裂縫充滿(mǎn)補(bǔ)牢，從而對(duì)縫隙進(jìn)行填充，滲透.擠密等，排除縫隙中多余的水、空氣，甚至雜質(zhì)等，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的凝結(jié)后，漿液就會(huì)與原有的結(jié)構(gòu)膠結(jié)形成一個(gè)新的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。這類(lèi)方法主要是應(yīng)用整體道床的結(jié)構(gòu)基本完整、而底部存在較多的空隙、翻漿冒泥的情況嚴(yán)重的路段。

3.5 整體道床翻修

3.5.1 適用范圍

這個(gè)治理方式就是將整個(gè)道床進(jìn)行拆除，清理基底，應(yīng)用高壓水和高壓風(fēng)將基底沖洗干凈后重新對(duì)該段道床進(jìn)行澆筑施工，如拆除后發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不良，還應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理加固，增設(shè)仰拱等保證其穩(wěn)定。整體返修對(duì)整條線路的影響較大，主要是用于道床破損嚴(yán)重或者厚度不足、基地翻漿冒泥嚴(yán)重的地段，不適合既有運(yùn)營(yíng)線路。

3.5.2 整體道床的加強(qiáng)措施

（1） 加厚道床

當(dāng)?shù)来不讏?jiān)實(shí)，排水設(shè)施完善的情況下，原整體道床強(qiáng)度不足，則可采用加厚道床的方法，因?yàn)榇朔ê?jiǎn)單易行，根據(jù)需要，還可提高道床混凝土的標(biāo)號(hào)。

（2） 在道床混凝土內(nèi)增設(shè)鋼筋

基底不堅(jiān)實(shí)，或道床通過(guò)斷層破碎帶，溶洞等地質(zhì)不良地段，可增設(shè)道床斷面的配筋，此法施工較簡(jiǎn)便，是整治中常用的方法。

（3） 加設(shè)仰拱

基底軟弱，或根據(jù)圍巖類(lèi)別判定必須修建仰拱的，在翻修整體道床時(shí)，應(yīng)首先加設(shè)仰拱，其結(jié)構(gòu)按隧道設(shè)計(jì)的規(guī)定辦理。為此，要根據(jù)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(lái)，纖維混凝土已開(kāi)始普遍應(yīng)用，用來(lái)灌注整體道床對(duì)運(yùn)營(yíng)線道床的整治具有特殊的優(yōu)越性。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，整體道床在隧道內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在使用過(guò)程中會(huì)因?yàn)槠涫┕づc環(huán)境因素而導(dǎo)致出現(xiàn)各種病害，這些病害產(chǎn)生的因素不同但是卻直接影響了地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。所以，只有不斷對(duì)其進(jìn)行研究，采用新的工藝和新材料進(jìn)行整治，提高整體道床的質(zhì)量，從而進(jìn)一步確保行車(chē)安全。

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