鐵路隧道施工中常見問題及解決對策探討

陳路

摘 要：在我國經(jīng)濟發(fā)展中，鐵路工程發(fā)揮至關(guān)重要的作用，鐵路運輸本身大容量、高效率、低成本的特點，使得其有著其他運輸方式所無法比擬的優(yōu)勢。而鐵路工程建設(shè)中，隧道是非常重要的結(jié)構(gòu)之一，其使用質(zhì)量關(guān)系著鐵路工程整體的質(zhì)量和安全，必須得到足夠的重視。本文從鐵路隧道施工的特點出發(fā)，結(jié)合具體工程實例，對鐵路隧道施工中的一些常見問題和解決對策進行了分析和探討，希望能夠為鐵路隧道施工提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道;常見問題;解決對策

經(jīng)過長期發(fā)展，全面覆蓋的鐵路網(wǎng)絡(luò)基本建設(shè)完成，鐵路建設(shè)規(guī)模的擴大以及線路的持續(xù)增長，使得其需要經(jīng)過各種各樣復(fù)雜的地質(zhì)地形，橋梁隧道工程的數(shù)量也在迅速增加，以隧道工程為例，其在山區(qū)十分常見，而面對復(fù)雜的地質(zhì)條件，鐵路隧道工程的施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，要求技術(shù)人員必須結(jié)合工程項目的實際情況，切實做好隧道工程施工方案的設(shè)計，配合有效的施工管理來保證鐵路隧道施工的質(zhì)量，以此來推動我國鐵路事業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

1 鐵路隧道施工特點

首先，在對鐵路隧道工程進行施工前，必須做好施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的勘察工作，不過因為工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及勘察技術(shù)手段的局限性，想要完全掌握現(xiàn)場地質(zhì)條件存在很大的難度，而且在地質(zhì)狀況中，隱藏著許多無法預(yù)見的因素，如瓦斯地層分布、地下水分布以及圍巖質(zhì)變狀況等，這些因素的存在大大增加了隧道工程的施工難度，也給施工埋下了一定的安全隱患;其次，鐵路隧道工程施工建設(shè)過程中，因為自然因素或者施工帶來的土體、巖層擾動，一些不良地質(zhì)災(zāi)害如塌方、泥石流等很難實現(xiàn)完全防范和規(guī)避，這也使得鐵路隧道的施工存在很大的風(fēng)險性，如果需要在地下進行施工，還需要考慮隧道圍巖等級、隧道支護以及防險排水等多方面的因素，隱蔽工程數(shù)量眾多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，在沒有及時補救的情況下，都會對隧道工程整體的質(zhì)量產(chǎn)生影響;然后，鐵路隧道作業(yè)空間狹窄而封閉，土方的開挖在對環(huán)境造成擾動的同時，也會引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，單純的依靠通風(fēng)設(shè)施并不能對施工環(huán)境進行徹底改善。同時，隧道工程的工序較多，在施工中存在多工序交叉施工的情況，封閉的施工環(huán)境會在一定程度上增大施工難度。

2 鐵路隧道施工中的常見問題

某隧道工程位于城際鐵路中，全長3km，在對隧道進行設(shè)計施工的過程中，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，選擇采用復(fù)合式襯砌施工的方式，與隧道入口位置設(shè)置了防水隔離以及二次襯砌。隧道工程圍巖等級分為三種，對照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，依次為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，其各自的設(shè)計襯砌厚度分別為35cm、40cm和50cm，選擇C20水泥混凝土調(diào)平層，搭配厚度26cm的水泥混凝土基層。在對隧道工程進行規(guī)劃設(shè)計的過程中，對照現(xiàn)場實際情況，設(shè)置了大管棚超前支護結(jié)構(gòu)，并且于隧道拱部采用了鋼管支護，鋼管的直徑為108mm，配合型鋼鋼架來提升支護的效果。大管棚的長度必須能夠滿足設(shè)計要求，采用一環(huán)布置，而在對導(dǎo)向墻進行設(shè)置的過程中，將其截面設(shè)定為1m×1m，使用C25混凝土進行澆筑。

在鐵路隧道工程施工中，存在很多問題，如襯砌背后脫空、施工縫破損、二襯鋼筋不足等，這些問題會對工程的施工質(zhì)量及穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，需要技術(shù)人員重視起來，對問題產(chǎn)生的原因進行分析，采取有效的措施來解決問題。鐵路隧道施工中的幾個常見問題如下：

2.1 滲漏問題

對于隧道工程而言，滲漏水是施工中最為常見的問題之一，如果不能及時對其進行處理，隧道襯砌混凝土的碳化速度會加快，影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性的同時，也會導(dǎo)致隧道使用壽命的縮短。同時，滲漏水害會對鐵路隧道的使用質(zhì)量以及行車安全造成影響，增大隧道的維護成本。導(dǎo)致隧道滲漏水的原因有幾個：一是防水材料質(zhì)量不達標(biāo)。防水材料的質(zhì)量會直接影響防水工程的效果，市場經(jīng)濟環(huán)境下，防水材料市場競爭越發(fā)激烈，生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的增加雖然推動了防水材料的發(fā)展，但是同時也使得市場中的防水材料變得魚龍混雜，在質(zhì)量方面存在很多漏洞，部分企業(yè)為了能夠謀求利益的最大化，采用廢棄再生材料加工防水產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不達標(biāo)，如果這些材料被應(yīng)用到鐵路隧道工程中，就會引發(fā)滲漏問題;二是排水處理不當(dāng)。結(jié)合該工程的實際情況分析，排水處理不當(dāng)?shù)脑蛴兴膫€：第一，基巖與圍巖界面不平整，在局部位置存在凹陷的情況，表面滲水點也沒有得到有效處理，滲水存在隨意蔓延的情況。另外，施工中沒有對基面上存在的尖銳物進行處理，直接掛上了防水板和無紡布，導(dǎo)致其被尖銳物劃破;第二，在對防水板進行鋪設(shè)的過程中，沒有嚴(yán)格依照施工方案的要求進行，缺乏規(guī)范性和有效性;第三，施工環(huán)節(jié)沒有能夠做好施工縫和變形縫的精細(xì)化處理，縫隙出現(xiàn)了滲漏的情況;四是沒有能夠?qū)λ淼阑€進行有效處理，留下了滲漏的通道。

2.2 襯砌破損

隧道襯砌作為隧道工程的主要結(jié)構(gòu)，需要承受各種荷載，如底層壓力、圍巖應(yīng)力等，如果襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂破損的情況，隧道整體的穩(wěn)定性會受到很大影響，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)坍塌，影響隧道的使用安全和使用壽命。相關(guān)研究表明，隧道襯砌開裂破損的危害體現(xiàn)在四個方面：一是會導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)失去整體性，在受力能力下降的情況下，容易出現(xiàn)變形的問題;二是受外力影響，隧道襯砌可能發(fā)生變形以及輕微塌陷，導(dǎo)致隧道內(nèi)部凈空間的壓縮，受其影響，襯砌結(jié)構(gòu)會朝著隧道內(nèi)傾斜，影響車輛的正常通行;三是結(jié)合該工程的實際情況分析，才采用拱形襯砌的情況下，一旦發(fā)生開裂破損，襯砌結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)掉塊的現(xiàn)象，影響火車的通行安全;四是開裂破損的襯砌結(jié)構(gòu)會引發(fā)裂縫漏水問題，對隧道內(nèi)部的設(shè)施形成腐蝕。

2.3 結(jié)構(gòu)腐蝕

隧道結(jié)構(gòu)腐蝕問題依然是以襯砌腐蝕為主，鐵路隧道中的襯砌結(jié)構(gòu)會直接與土壤接觸，而土壤中含有水分，在一些地質(zhì)條件特殊的區(qū)域，土壤中的水分還會具備加強的腐蝕性，在經(jīng)由工作縫、變形縫或者毛細(xì)孔滲透到襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，會造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的腐蝕問題。隧道結(jié)構(gòu)腐蝕的原因有幾個，一是環(huán)境中存在有腐蝕介質(zhì)，二是隧道中有容易被腐蝕的物質(zhì)，三是土壤或者巖層中含有大量具備流動性的地下水，四是結(jié)構(gòu)縫隙沒有得到有效處理。

2.4 安全問題

鐵路隧道工程需要在山體內(nèi)或者地下進行施工，施工環(huán)境惡劣，對于施工技術(shù)的要求較高，如果周邊有煤礦的存在，則在隧道開挖環(huán)節(jié)，可能會挖出瓦斯或者其他可燃?xì)怏w，一旦遭遇明火就會發(fā)生爆炸，造成難以估量的后果。

3 鐵路隧道施工問題的解決對策

3.1 優(yōu)化材料選擇

施工材料是鐵路隧道工程建設(shè)的主體，材料的質(zhì)量會直接影響隧道的防水性能和施工質(zhì)量?；诖?，在開展鐵路隧道工程施工的過程中，應(yīng)該嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，立足工程的施工環(huán)境和地質(zhì)條件，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕げ牧?，做好材料驗收工作，以高質(zhì)量的材料為支撐，確保鐵路隧道工程施工建設(shè)的順利進行。

3.2 做好襯砌工作

在襯砌結(jié)構(gòu)施工中，如果發(fā)現(xiàn)其背后存在空洞，可以通過注漿的方式來提高襯砌強度，保證底板穩(wěn)定，也可以通過設(shè)置二次襯砌來進行襯砌結(jié)構(gòu)的加固。在鐵路隧道工程中，襯砌結(jié)構(gòu)可以分為仰拱襯砌和二次襯砌，二次襯砌能夠提升隧道的外觀質(zhì)量和使用壽命，其設(shè)置時間應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控測量的結(jié)果來確定，一般會在初期支護結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定，收斂值達到規(guī)范要求，圍巖及初期支護變形率穩(wěn)定的情況下，實施二次襯砌。

3.3 保持良好通風(fēng)

鐵路隧道工程本身比較特殊，從保證施工安全的角度，需要在施工前做好施工地點的地質(zhì)勘察工作，設(shè)置相應(yīng)的防護措施。同時，施工過程中應(yīng)該保持通風(fēng)良好，對隧道內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)測，盡量減少可燃?xì)怏w的含量，一旦出現(xiàn)異常需要立即停止施工，引導(dǎo)施工人員撤了，加大通風(fēng)力度，待可燃?xì)怏w含量降到安全值以下時，才能繼續(xù)進行施工。施工環(huán)節(jié)也需要做好相應(yīng)的安全管理工作，以保證施工的安全性。

3.4 加強施工管理

施工單位應(yīng)該加大對于施工人員的管理力度，做好必要的崗前培訓(xùn)和技術(shù)交底工作，提高施工人員的專業(yè)能力和質(zhì)量意識，施工環(huán)節(jié)，需要加強監(jiān)督管理，確保每一個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量都能夠滿足施工要求。應(yīng)該制定出完善的施工管理體系，推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的貫徹落實，為工程的施工提供良好保障。

3.5 關(guān)注問題處理

首先是滲漏問題。對于隧道中存在的滲漏問題，應(yīng)該依照預(yù)先引水-漏水縫隙處理-注漿的順序進行處理，采用鉆孔固管的方式進行注漿管安裝，以環(huán)氧砂漿封堵，鉆孔直徑不能超過2cm。點漏中心注漿管必須能夠?qū)?zhǔn)出水點補孔，在出水點周邊20cm的范圍內(nèi)設(shè)置注漿管，以環(huán)氧樹脂漿液進行注漿，將注漿的壓力控制在0.3MPa，待吸漿量下降到0.01L/min時，繼續(xù)注漿3min然后結(jié)束。注漿結(jié)束后，需要利用鐵絲對注漿管的外露部分進行綁扎，然后割除;其次是缺陷問題。對于襯砌被扣脫空、缺陷的問題，可以通過鉆孔注漿的方式解決。相關(guān)實驗結(jié)果顯示，可以借助50-150cm的專用鉆桿電錘，在空洞位置打孔驗證，確認(rèn)空洞存在后，可以將之作為注漿孔來使用。注漿前需要先做好注水試驗，依照0.8：1.0的比例配置水泥砂漿，注漿過程中保持漿液持續(xù)攪拌，對水量進行嚴(yán)格控制，確保注漿的連續(xù)進行。初次注漿后，需要間隔10min，然后在原注漿孔進行二次注漿補壓，確認(rèn)注漿壓力無變化后，可以停止注漿，對注漿效果進行驗證，確認(rèn)合格后，對注漿孔進行清洗，利用水泥砂漿封堵;然后是開裂問題。如果襯砌開裂位置無滲漏，寬度不超過10cm，需要徹底鑿除破損混凝土塊，打磨平整。對于襯砌中松動的混凝土塊，可以在形成的鑿槽側(cè)面，植入U形鋼筋，環(huán)向間距控制在0.3m，并在環(huán)向筋內(nèi)和環(huán)向間距10cm位置布設(shè)齒狀短筋，利用環(huán)氧砂漿填充。施工前需要對止水帶進行檢查，若施工縫滲漏，應(yīng)該預(yù)埋半刨50mm盲管，以A級膠進行錨固。

4 結(jié)語

總而言之，隧道工程是鐵路施工中的一個重要組成部分，在施工技術(shù)方面存在較大的難度。新的發(fā)展環(huán)境下，鐵路建設(shè)工程的數(shù)量不斷增加，隧道工程施工技術(shù)也得到了快速發(fā)展，考慮到隧道工程施工限制因素眾多，在施工中存在一些常見問題，要求施工單位結(jié)合工程的實際情況，采取有效措施來對問題進行解決，提升隧道施工的質(zhì)量，推動我國鐵路事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]關(guān)曉武.鐵路隧道施工技術(shù)常見問題及改進措施分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019，（34）：182.

[2]王璟.論述鐵路隧道施工技術(shù)常見問題及改進措施[J].居業(yè)，2019，（10）：94，96.

[3]李紅陽.復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019，46（17）：51-52.

[4]陳宇.鐵路隧道施工常見問題及控制對策探析[J].城市住宅，2019，26（06）：169-170.

[5]張琪.復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)探究[J].建材與裝飾，2019，（05）：280-281.

[6]孫春雷.鐵路隧道二次襯砌施工技術(shù)及常見問題處理方法分析[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（24）：83-84.

[7]李子建.淺談復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道下穿高速公路施工技術(shù)[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2018，（07）：70-71，74.

[8]戎密仁，王海龍，蘇木標(biāo)，戎虎仁，曹海云，霍曉燕.鐵路隧道常見震害形式權(quán)重值分析研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2018，55（01）：53-58.