探析高速铁路隧道存在的缺陷及其整治技术

时间：2024-04-25

马宝刚

中铁二十一局集团第二工程有限公司甘肃兰州 730050

高速铁路设计时速达到350km，在运营过程中因列车时速快，对隧道扰动大，随之对隧道自身质量要求带来了巨大的挑战。而隧道施工中往往不可避免会存在一定的缺陷，这些不可避免的缺陷却有可能对高速铁路运营带来巨大的安全隐患。

1 高速铁路隧道治理的原则

（1)确保结构及运营安全、保质量。(2)技术先进，经济合理。(3)必须采用经过鉴定并试验及实践可靠的新材料、新技术、新工艺。符合国家规范要求。(4)遵循安全第一原则，缺陷治理保证期达到高速铁路设计使用年限。(5)必须满足国家环境保护要求，要有环境保护措施。(6)使用的新材料、新工艺必须满足职业健康要求。

2 隧道工程中存在的缺陷及产生原因分析

在铁路隧道工程中，存在以下缺陷：①隧道渗漏水问题，主要位于沉降缝、纵向、环向施工缝等部位渗水，主要原因是混凝土初支表面未处理平整，造成防水板刺穿；防水板搭接时焊接质量不合格；防水板安装松弛度不足，致使混凝土施工中防水板被撕裂等造成防水层失效等，引起隧道渗漏水。②二衬钢筋间距过大，主要存在衬砌拱部衬砌施工缝处，通过对比分析，二衬钢筋间距过大处拱顶、拱腰、边墙地质雷达扫描图像钢筋间距，发现边墙处钢筋间距符合要求，是由于安装钢筋时钢筋垂直度没控制好，钢筋“后仰”，造成施工缝处钢筋间距过大。③钢筋保护层厚度不足，主要原因是混凝土垫块数量不足。④二衬混凝土不密实，主要原因是衬砌混凝土振捣不密实或漏振；混凝土离析，骨料集中在一起。⑤二衬混凝土蜂窝、麻面、错台，其主要原因是：衬砌混凝土振捣不够或漏振，造成蜂窝、麻面；模板表面未清理干净或模板未满涂脱模剂，粘模造成蜂窝、麻面；模板定位误差造成错台。⑥衬砌裂纹，主要原因是混凝土养护不到位产生的裂纹；季节温度变化引起裂纹等。⑦二衬背后脱空，主要原因是二衬混凝土浇筑不满；隧道采用双层防水板夹5cm厚的聚氨酯保温板的保温防水层构造，该处保温板安装不密贴造成雷达检测显示混凝土不密实。⑧二衬施工缝处空响、掉块，主要原因是东北地区温差大，引起的混凝土收缩挤压造成的掉块；模板定位过程中挤压上一板二衬混凝土，造成混凝土挤裂造成掉块，混凝土从模板缝中流出粘在已浇筑完混凝土表明造成敲击时空响等[1]。

3 高速铁路隧道存在问题的整治方法

3.1 二衬混凝土一系列问题的整治

二次衬砌混凝土表面湿渍及渗水区采取超细水泥浆及环氧树脂封堵处理，主要的方法是：在湿渍区及渗水区边缘线0.5m范围内打设注浆孔，安设注浆嘴，注浆孔深h（h=衬砌厚度-10cm），孔间距0.2×0.2m，注浆压力1.0-1.5MPa，在进行施工的时候要渐渐的加强注浆的压力，依照现场的具体情况来确定最终压力数值。对表层的混凝土检查过关后并清洁，清洁干净后再使用防水涂料进行防水处理，厚度不小于2mm。环、纵向排水管疏通后，逐段查明渗水部位，然后对渗水的施工缝采取凿槽灌浆堵水措施，具体方法为：在施工缝处凿内宽5-6cm，外宽4-5cm，深5cm的倒梯形槽，清除槽中混凝土残渣并用清水洗槽及周围，在施工过程中，每过20到30米就打一个孔，孔的深度基本上都是衬砌的2/3厚度，孔口贴胶带，然后在槽中沿施工缝快干型封缝胶两道，封缝胶固化后去掉胶带，在孔内安设注浆嘴注1：1超细水泥浆，灌浆压力1.0-1.5MPa，施工过程中逐步增加压力根据具体情况定最终压力，在完成注浆之后三天没有出水的现象就判定为合格。在检查通过以后对槽进行适当清理，然后在槽中固定50mm半圆形波纹管，并间距20cm采用金属卡固定，最后将调和好的聚硫密封胶填入槽中并稍稍高出然后修平，待聚硫密封胶干后，用调好后的结晶防水涂料进行防水处理，厚度应当大于2mm。

3.2 高速铁路隧道调平层及仰拱防水防灾处理

调平层裂纹长期渗水会对隧道混凝土结构造成腐蚀，若长期渗水并积水会造成列车运营时外溅，带来安全隐患。调平层或仰拱以下压力水会对调平层及仰拱结构造成破坏，在列车高速运营扰动下可能造成调平层断裂，带来安全隐患。

(1)调平层裂纹渗水。调平层裂纹渗水主要采用引排的办法，用电镐在渗水处至隧道中心水沟开深8-10cm、宽6-8cm槽，可埋入打孔PVC管进行排水，埋设打孔PVC管之后对埋设混凝土面进行防水处理。可采用聚硫和丙烯酸高粘接力高弹性专用伸缩缝防水材料进行防水处理及修复，防止震动开裂并加强防水效果。(2)调平层及仰拱压力水。对围岩类别差和开挖时水大的仰拱位置，用地质钻机进行钻孔，将仰拱钻透，泄掉积聚的水压力给仰拱和整体道床造成的危害(有的铁路隧道出现过仰拱下水压大，造成整体道床飘移的事故)，钻孔位置应该在中心预埋水沟的正上方，让钻孔和预埋水沟垂直相通，把泄压的水直接排到水沟里，进入隧道排水系统。

3.3 槽道整治

接触网悬挂安装采用锚杆槽道形式进行预留，所有槽道预埋金属体应接地连接，预埋点具体里程与隧道施工缝统一布置，应满足接触网悬挂点跨距等的要求。安装接触网槽道的时，对于型号安置错误的问题，应及时派人在现场根据型号的大小进行拆除和重新安置，如若出现施工操作破损的情况，要根据设计的图纸进行操作，进行外置破损区域进行拆除和更换。保证接触网的使用质量和使用年限。