鐵路隧道襯砌裂縫病害及其整治措施研究

楊香英

(中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶 725251)

自改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)水平不斷上漲，在強(qiáng)勁經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，我國各行各業(yè)都煥發(fā)出嶄新的面貌。鐵路作為一項(xiàng)民生事業(yè)，也得到了快速的發(fā)展，但是，要想提升鐵路建設(shè)水平也絕非易事。鐵路隧道襯砌裂縫是鐵路建設(shè)中常見的一種病癥，對(duì)于鐵路質(zhì)量有著舉足輕重的影響，必須對(duì)此予以充分的重視，不斷提高鐵路建設(shè)水平。因此，探討鐵路隧道襯砌裂縫病害及其整治措施就成為值得研究的一項(xiàng)課題。

1 鐵路隧道襯砌裂縫病害簡述及其危害

在建設(shè)鐵路隧道過程中，常見的問題類型是鐵路隧道特殊圍巖以及膏溶角礫巖。首先，隧道開挖的過程中會(huì)伴隨著應(yīng)力場的重新分布，但這種分布也是有一定范圍的，而這種應(yīng)力發(fā)生重分布區(qū)域內(nèi)的巖體，稱作圍巖。在實(shí)踐過程中，遇到的圍巖一般有如下幾種：堅(jiān)硬塊狀巖石、層狀巖體、碎裂巖體、松軟巖體以及膏溶角礫巖。圍巖類型不同，對(duì)隧道質(zhì)量產(chǎn)生的影響也不盡相同，但也有一些共同影響，即影響隧道路線的選擇，給隧道安全性造成威脅。

在上述幾種圍巖中，對(duì)后續(xù)施工造成較大影響的主要是膏溶角礫巖。這是因?yàn)椋嗳芙堑[巖工程力學(xué)性質(zhì)很特殊,單軸飽和抗壓強(qiáng)度極低,Rc=0.14～2.2MPa,屬于極軟巖,隧道挖開后穩(wěn)定時(shí)間很短,容易發(fā)生坍塌和大變形，如果遇水則強(qiáng)度很快降低,極易崩解軟化,同時(shí)具有弱至中等程度地膨脹性，除此之外，膏溶角礫巖的化學(xué)成分也是較為復(fù)雜的。膏溶角礫巖的這些特性給鐵路隧道建設(shè)施工也帶來了一定的影響。首先，如若遇到膏溶角礫巖，則應(yīng)當(dāng)重新考慮施工順序，其次，要考慮是否需要采取預(yù)加固措施。

當(dāng)遇到上述情況以后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)予以處理，否則便有可能造成“千里之堤毀于蟻穴”的后果。一般而言，可以將鐵路隧道襯砌裂縫的發(fā)展速度劃分為前期迅速擴(kuò)展階段；中期緩慢擴(kuò)展階段；后期加速擴(kuò)展階段。在前期，鐵路隧道襯砌裂縫剛剛產(chǎn)生時(shí)，已有裂縫部分會(huì)波及其周圍，引致周圍也產(chǎn)生新的裂縫。新的裂縫會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，再影響周圍地段。不斷重復(fù)此過程，直至后期加速擴(kuò)展。如若出現(xiàn)裂縫時(shí)沒有及時(shí)處理并正常運(yùn)行，那么當(dāng)列車高速通過隧道時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致裂縫貫穿襯砌截面，造成隧道的局部變形、失衡垮塌等安全事故。

2 鐵路隧道襯砌裂縫病害的整治措施

防治鐵路隧道襯砌裂縫病害是一件專業(yè)性的工作，其建設(shè)工藝、防治措施都是具有一定難度的，不可能在一朝一夕內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而是需要多角度切入，多方面入手，持之以恒方能見效。本文認(rèn)為，可以從以下路徑入手。

2.1 隧道工程襯砌裂縫碳纖維加固法

在高速鐵路隧道工程建設(shè)中，襯砌裂縫病害是我們經(jīng)常見到的一種癥狀，現(xiàn)階段，實(shí)踐中最常使用的修補(bǔ)方法就是碳纖維加固法。值得注意的是，碳纖維加固方法雖然有效，但在實(shí)施過程中，這種方法的流程也是比較繁瑣的。首先，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行表層處理，清理鐵路隧道襯砌表面存在的凸起、灰塵等，確保鐵路隧道襯砌表面是干燥且潔凈的。對(duì)于碳纖維加固方法而言，這一步就是后續(xù)流程的地基，這一步的清潔程度直接決定后續(xù)的施工質(zhì)量。其次，到了封閉裂縫處理這一階段，即采用粘膠等物質(zhì)對(duì)裂縫進(jìn)行填補(bǔ)，在這一過程中，應(yīng)該注意控制底膠的厚度，過厚或過薄都不可能達(dá)到較好的修補(bǔ)質(zhì)量。在這一步完成以后，仍然要對(duì)裂縫進(jìn)行整平處理，進(jìn)一步提升穩(wěn)固性。

隧道工程襯砌裂縫碳纖維加固法的流程可以概括為：

表層處理>封閉裂縫處理>裂縫底膠處理>裂縫整平處理。

2.2 錨固注漿處理措施

這一措施是針對(duì)較大的裂縫，在進(jìn)行錨固注漿處理時(shí)，要注意如下兩點(diǎn)。(1)注入比例正確的水泥砂漿, 濃度過高過低都不行。(2)根據(jù)實(shí)際情況，決定是否需要進(jìn)行二次注漿。

2.3 裂縫注漿處理措施

在進(jìn)行裂縫注漿處理時(shí)，同樣需要對(duì)鐵路隧道進(jìn)行清潔，其次，以裂縫為中心, 向外向深延伸。

除上述各項(xiàng)具體措施以外，為了確保質(zhì)量問題發(fā)生以后及時(shí)解決，可以建立個(gè)人責(zé)任制，避免質(zhì)量問題發(fā)生以后出現(xiàn)相互推諉的現(xiàn)象，做到追根溯源，并對(duì)責(zé)任人給予一定的懲罰。其次，提前做好突發(fā)事故應(yīng)對(duì)方案，提前做好培訓(xùn)，提高施工人員應(yīng)對(duì)突發(fā)事情的能力和技能，這樣即使出現(xiàn)事故也能坦然處理，使損失降低到最低。

總體而言，可以將實(shí)踐中常用的修補(bǔ)方法以及注意事項(xiàng)總結(jié)為如下表格。

3 結(jié) 語

總之，作為城市發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，鐵路建設(shè)事業(yè)對(duì)我國的發(fā)展起著重要作用。良好的交通網(wǎng)絡(luò)不僅能夠給社會(huì)大眾提供良好的出行條件，更能夠促進(jìn)一國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，保證和提高鐵路建設(shè)技術(shù)和質(zhì)量至關(guān)重要。希望能給鐵路建設(shè)提供一定的思路，為我國鐵路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力(表1)。

表1 修補(bǔ)方法