高速鐵路隧道常見病害的整治

吳少杰

(鄭州鐵路局洛陽工務(wù)段，河南洛陽 471000)

0 引言

我段管轄某高速鐵路線，設(shè)計速度350 km/h，隧道總長度70余千米。與普通鐵路相比，高速鐵路(簡稱高鐵)隧道凈空斷面大，長大隧道多，穿越地質(zhì)情況復(fù)雜多變，因而相應(yīng)會產(chǎn)生更多的病害。結(jié)合在日常管理中發(fā)現(xiàn)和整治的隧道常見病害，談一談對高鐵隧道病害的整治。

1 隧道病害整治的目的和重要性

由于高鐵運營速度極高，任何異物的墜落或碰撞對高速列車都會造成致命的事故，而在高鐵所有設(shè)備中，隧道設(shè)備就存在這樣的安全隱患。高速列車在隧道內(nèi)行駛時，列車上方為隧道二次襯砌，列車下方為隧道底板和排水設(shè)施?？梢哉f，高鐵隧道結(jié)構(gòu)的狀態(tài)好壞，直接關(guān)系到高鐵運營安全。因此，必須對高鐵隧道病害的整治工作引起高度重視。

2 隧道常見病害的處理

2.1 隧道口仰坡落石

2.1.1 成因

部分高鐵隧道進(jìn)出口仰坡很高，仰坡平臺數(shù)量甚至超過10層，且坡度陡峭，加之日常風(fēng)吹日曬，山頂巖石風(fēng)化嚴(yán)重，造成石塊疏松、掉落，威脅過往列車安全。

2.1.2 整治方法及效果

1)采用明洞接長。在隧道口接長拱形明洞防護(hù)結(jié)構(gòu)，自下而上分別為樁基礎(chǔ)、樁基托梁、拱形明洞三部分。主要施工步驟為:a.采用人工開挖樁基，施作好鎖口和護(hù)壁，嚴(yán)防塌孔;b.樁基托梁和樁基頂部預(yù)留的接插鋼筋一起灌注混凝土，同時在托梁上方預(yù)埋H型鋼連接鋼板及螺栓;c.H型鋼架基礎(chǔ)與托梁頂部預(yù)埋的鋼板及螺栓采用栓焊連接，灌注矮邊墻混凝土;d.最后在H型鋼架從拱腳兩側(cè)對稱、自下而上安裝纖維混凝土板，作為混凝土內(nèi)模;e.綁扎拱部明洞鋼筋;f.灌注明洞拱部混凝土。明洞的長度可根據(jù)現(xiàn)場條件而定，相鄰明洞段設(shè)變形縫，變形縫寬度2 cm，變形縫填充聚苯板并加設(shè)中埋式鋼邊橡膠止水帶，變形縫外緣采用外貼式橡膠止水帶，變形縫內(nèi)緣采用聚苯板嵌縫。采用隧道口接長拱形明洞進(jìn)行防護(hù)是一種一勞永逸的整治方案，效果很好，但工程量大，工期長，造價高，對高鐵行車干擾較大，適合在高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間施工，不宜在正式運營期間施工。

2)安裝柔性防護(hù)網(wǎng)。在隧道口上方的邊坡或巖石上安裝柔性防護(hù)網(wǎng)是一種普遍采用的方法。柔性防護(hù)網(wǎng)又分為主動防護(hù)網(wǎng)和被動防護(hù)網(wǎng)兩種:a.主動防護(hù)網(wǎng)是利用鋼絲繩網(wǎng)覆蓋包裹在所需防護(hù)的斜坡或巖石上，以限制坡面巖石土體的風(fēng)化剝落或破壞，或?qū)⒙涫刂朴谝欢ǚ秶鷥?nèi)運動，能夠?qū)r石土體起到加固和圍護(hù)作用。b.被動防護(hù)網(wǎng)是由鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、固定系統(tǒng)(錨桿、拉錨繩、基座和支撐繩)減壓環(huán)和鋼柱四個主要部分構(gòu)成。鋼柱和鋼絲繩網(wǎng)連接組合構(gòu)成一個整體，對所防護(hù)的區(qū)域形成面防護(hù)，從而阻止崩塌巖石土體的下墜，起到邊坡防護(hù)作用。柔性防護(hù)網(wǎng)安裝方法簡便，工期短，造價低，可有效控制或攔截其防護(hù)區(qū)域的松散巖石，但其防護(hù)的區(qū)域有限，安裝時必須考慮周全，如果網(wǎng)片安裝不到位，仍存在落石掉落的可能。

3)人工清理危石。對于隧道口上方凸出的個別危石可采用人工清理的方法。對現(xiàn)場鋼軌做好防護(hù)后，作業(yè)人員身系安全帶和安全繩，從山坡上往下懸吊至危石地點，用鋼釬撬掉危石，直至清理干凈。采用人工清理危石的方法效率較低，對于山頂危石數(shù)量較少的情況下有效，不適合在危石數(shù)量較多或大范圍巖體不穩(wěn)的情況。

2.2 隧道拱頂襯砌松動

2.2.1 成因

高鐵隧道襯砌采用模板臺車施工，每隔10.5 m設(shè)環(huán)向施工縫一道。由于施工工藝的原因，施工縫(尤其是隧道拱頂施工縫)處襯砌較其他位置薄弱，易產(chǎn)生混凝土裂紋、翹起等病害，影響行車安全。

2.2.2 整治方法及效果

對隧道拱頂襯砌松動病害的整治必須在鐵路供電段的配合下才能進(jìn)行，且只能在鐵路天窗時段內(nèi)作業(yè)。具體整治步驟為:1)天窗點開始后，供電段配合人員掛地線，使接觸網(wǎng)完全停電;2)作業(yè)人員搭設(shè)架子，架子高度應(yīng)保證人員能夠接觸到隧道拱頂，并采取支撐措施保證架子穩(wěn)固;3)使用錘子和鋼釬對有裂紋或翹起的襯砌混凝土鑿除，必須確保鑿除徹底;4)用刷子蘸取環(huán)氧灌漿料涂刷在鑿除面上，涂刷均勻，一遍即可。

該方法能夠有效消除高鐵隧道拱頂松動混凝土對行車造成的隱患，但環(huán)氧灌漿材料耐久性仍有待考證，另外整治后的隧道拱頂混凝土不平整，顏色與其他位置也不同，影響了美觀性。

2.3 隧道拱頂襯砌空響

2.3.1 成因

高鐵隧道襯砌在澆筑過程中，由于襯砌鋼筋綁扎不規(guī)范、振搗力度不夠等原因，導(dǎo)致二次襯砌混凝土不密實，內(nèi)部出現(xiàn)小空腔，敲擊混凝土表面后呈現(xiàn)空響現(xiàn)象。

2.3.2 整治方法及效果

對隧道拱頂襯砌空響病害的整治方法與襯砌松動病害整治方法一樣，必須在鐵路供電段的配合下才能進(jìn)行，且只能在鐵路天窗時段內(nèi)作業(yè)，具體整治步驟為:1)天窗點開始后，供電段配合人員掛地線，使接觸網(wǎng)完全停電;2)作業(yè)人員搭設(shè)架子，架子高度應(yīng)保證人員能夠接觸到隧道拱頂，并采取支撐措施保證架子穩(wěn)固;3)使用錘子敲擊確認(rèn)空響區(qū)域具體范圍，并在襯砌混凝土表面圈劃;4)用電鉆在空響區(qū)域襯砌上鉆孔，將鋼卷尺深入孔內(nèi)確定空腔位置、深度，并埋設(shè)注漿管;5)對注漿管外圍用密封膠封閉，然后進(jìn)行環(huán)氧灌漿料注射，注漿壓力控制在0.2 MPa～0.4 MPa;6)當(dāng)注漿孔壓力達(dá)到0.4 MPa并保持不變時，停止注漿，關(guān)閉注漿管閥門;7)待環(huán)氧灌漿料凝固后割除注漿管。該方法能夠有效消除高鐵隧道襯砌空響病害，保證了隧道襯砌結(jié)構(gòu)的整體性。

2.4 隧道滲漏水

2.4.1 成因

高鐵隧道一般都設(shè)計有完善的內(nèi)外排水系統(tǒng)，隧道全長范圍內(nèi)均設(shè)有縱向盲管、環(huán)向盲管、側(cè)溝、橫向?qū)堋⒅行乃疁系?，洞外設(shè)置有洞外排水溝、洞口截水橫溝、洞頂截水天溝、仰坡排水溝等。造成其滲漏水病害有客觀因素，如地下水位高、地質(zhì)不良、連續(xù)降雨等，也有主觀因素，如施工質(zhì)量欠佳、使用劣質(zhì)防水材料等。

2.4.2 整治方法及效果

高鐵隧道滲漏水病害主要集中在隧道底部，如道床板與電纜槽之間、兩線間、邊墻底部等，起拱線以上部位很少發(fā)現(xiàn)滲漏水。因此，整治的重點應(yīng)集中在隧道側(cè)溝、橫向盲管、中心水溝等區(qū)域。隧道滲漏水整治應(yīng)以疏通為主，以封堵為輔助手段。首先要對隧道側(cè)溝、橫向盲管、中心水溝等排水設(shè)施進(jìn)行徹底疏通，清理側(cè)溝和中心水溝內(nèi)的淤泥，采用竹竿搗除附著在排水盲管上的水垢，確保排水暢通，減輕盲管內(nèi)水壓力;其次，尋找出水點，打入注漿嘴，注入膨脹防水材料，封堵出水路徑。如此，可緩解隧道內(nèi)滲水情況。隧道滲漏水一直是隧道病害整治的一個難題，從以往整治的經(jīng)驗來看，基本上不可能徹底消除滲漏水現(xiàn)象。通過以上方法能減輕、緩解現(xiàn)有的滲漏水程度，說明滲水整治工作取得了一定成效。

3 結(jié)語

無論何種高鐵隧道病害，其整治工作都必須以確保行車安全為前提，再追求耐久性、美觀等效果。有些隧道病害整治方法有多種，不能盲目地采取整治措施，應(yīng)該對病害情況進(jìn)行全面、深入、細(xì)致的調(diào)查，認(rèn)真分析其形成原因，然后對癥下藥，因地制宜，才能取得理想的整治效果。

目前，我國發(fā)展高鐵的時間還不是很長，高鐵隧道病害整治技術(shù)、手段仍然有限，有些隧道病害的整治效果還不盡人意。面對復(fù)雜多變的隧道病害，如何保證高鐵隧道狀態(tài)良好，需要每一個鐵路工作者的不懈努力。

［1］武 旭，胡思繼.高速鐵路安全保證信息系統(tǒng)研究［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2005(4)：80-83.

［2］盧媛媛.論公路隧道工程施工要點［J］.山西建筑，2012，38(7)：197-198.