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隧道常见病害分析及预防整治技术

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何奎元

摘要：在当今社会经济高速发展的情形下，对铁路运输的需求量在逐渐增大，铁路运输的发展将偏向高速和重载运输。这样就会加重铁路线路的承载能力，造成铁路线路损害，严重影响铁路运输。为了保证铁路能够很好的完成运输任务，全面了解和掌握铁路线路常见病害分析及预防整治技术非常的重要。

关键词：隧道；常见病害；技术；处理措施

一、隧道病害

隧道是埋置于地层中的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。铁路隧道在运营中会出现渗漏水（水害）、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等病害，还有火灾威胁。这些病害和危害对隧道的安全、舒适、正常运营有重要影响和威胁。因此、在隧道规划和设计阶段要预防可能的病害、危害、进行合理设计；在隧道施工阶段要采用合理的施工工艺、方法、措施和材料，以保证施工质量。在隧道运营阶段要及时检查、发现病害，分析病害成因，采用合理的整治设计和施工方法。如此，才能保证铁路隧道工程的安全、畅通运营。

二、隧道水害

隧道水害是指在隧道修建和运营过程遇到的水的干扰和危害，是最常见的隧道病害。主要指运营隧道水害（即围岩的地下水和地表水直接或间接地以渗漏或涌出的形式进入隧道内造成的危害）。隧道渗漏水（水害）对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁，影响内部结构及附属设施，降低使用寿命，严重时将危害到隧道及地下工程的运营安全。轻则造成洞内空气潮湿，影响施工人员身体健康，机械设备锈蚀，绝缘设备失效，电路短路，漏电伤人；重则威胁人员安全，冲毁洞内机械设备，造成塌方，淹没工作面，中断施工，造成重大经济损失，危害环境。

三、隧道水害的原因

隧道水害的成因是，修建隧道，破壞了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。也可以将隧道水害归结为客观和主观两方面的原因。

（1）隧道穿过含水的地层。

①砂类土和漂卵石类土含水地层。

②节理、裂隙发育，含裂隙水的岩层。

③石灰岩、白云岩等可溶性地层，当有充水的溶槽、溶洞或暗河等与隧道相连通时。

④浅埋隧道地段，地表水可沿覆盖层的裂隙、孔洞渗透到隧道内。

（2）隧道衬砌防水及排水设施不完善

①原建隧道衬砌防水、排水设施不全。

②混凝土衬砌施工质量差，蜂窝、孔隙、裂缝多，自身防水能力差。

③防水层施工质量不良或材质耐久性差，经使用数年后失效。

④混凝土的工作缝、伸缩缝、沉降缝等未做好防水处理。

⑤衬砌变形后，产生的裂缝渗透水。

四、常用的整治运营隧道漏水的基本方法

1.适当疏排

对地表水丰富的浅埋隧道，当地表沟谷坑洼积水、渗水对隧道有影响时，用疏导积水、填平沟谷、砌沟排水等措施，使洞顶地表形成良好的排水系统，不使洞顶的地表水流入或渗入隧道。洞口仰坡边缘周围设截水沟和排水沟，并保持良好状态。对地下水丰富、隧道内无排水沟或排水沟深度不足而导致隧底积水的，应采取增设水沟、将单侧沟改为双侧沟、加深侧沟或采取设置密并暗管加深水沟等措施。

2.注浆堵水

①向衬砌背后围岩或回境层注浆。

②向衬砌内部注浆。

③向基底注浆。

3.增设内防水层

内防水层虽然不能阻止水流进入衬砌内，但可阻止水流进入隧道内。增设内防水层的方式有三种：一是刷涂，二是刮压，三是喷涂。

4.衬砌裂损

隧道衬砌是承受地层压力、防上围岩变形坍落的工程主体建筑物。地层压力的大小，主要取决于工程地质和水文地质条件和围岩的物理力学特性，同时与施工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。由于形变压力、松动压力作用、地层沿隧道纵向分布及力学性态的不均匀作用、温度和收缩应力作用、围岩膨胀性或冻胀性压力作用、腐蚀性介质作用、施工中人为因素、运营车辆的循环荷载作用等，使隧道衬砌结构物产生裂缝和变形，影响隧道的正常使用，统称为隧道衬砌裂损病害。

衬砌裂损是隧道病害的主要形式，隧道衬砌裂损破坏了隧道结构的稳定性，降低了衬砌结构的安全可靠性，影响隧道的正常使用，甚至危及行车安全。衬砌裂损变形的主要危害有：

（a）降低衬砌结构对同岩的承载能力；

（b）使隧道净空变小，侵入建筑限界，影响车辆安全通过；

（c）拱部衬砌掉块，影响行车和人身安全；

（d）裂缝漏水，造成洞内设施锈蚀，道床翻浆，严寒和寒冷地区产生冻害；

（e）铺底和仰拱破损，基床翻浆、线路变形、危及行车安全，被迫降低车辆运行速度，量增加养护维修工作量；

（f）在运营条件下对裂损衬砌进行大修整治，施工与运输互相干扰，费用增大。

针对衬砌裂损病害提出整治措施：裂缝整修，衬砌背后空洞压浆，底版的稳定处理，换拱、换边墙。

5.衬砌腐蚀

衬砌背后的腐蚀性环境水，容易沿衬砌的毛细孔、工作缝、变形缝及其他孔洞渗流