从当前铁路隧道衬砌典型病害谈施工改进措施

郑旭

中铁十二局集团第二工程有限公司 山西太原 030032

改革开放以来，中国的经济水平不断提高，在经济强劲的带动下，中国各行各业焕发出新的面貌。铁路作为民生事业也得到了快速的发展，但是要想提高铁路建设水平并不容易。铁路隧道衬砌裂缝是铁路施工中最常见的病害，对铁路的质量有着决定性的影响，必须对此引起重视提高铁路的施工水平。现在对铁路隧道衬砌裂缝及其处理措施的探讨成为一个值得研究的课题。

1 铁路隧道衬砌病害的概述

由于山体地质结构的复杂性，在隧道建设过程中，围岩种类繁多。铁路衬砌结构承受着来自不同围岩的压力，随着时间的推移出现裂缝。由于衬砌后脱空现象和一次衬砌欠挖的原因，二次衬砌也会出现裂缝和掉块现象[1]。

2 铁路隧道衬砌裂缝危害

在铁路隧道施工中，常见的问题是特殊的围岩和膏溶角砾岩。首先，隧道开挖过程中应力场发生了重新分布，但这种分布存在一定范围，重新分布区域内的岩体称为围岩。在实践过程中遇到的围岩一般有：坚硬块状岩体、层状岩体、碎裂岩体、软岩体和石膏角砾岩。不同类型的围岩对隧道质量有着不同的影响，但也有一些共同的影响，在隧道线路的选择上也有一定的影响，威胁到了隧道的安全性。

石膏角砾岩是影响后续施工的主要岩石类型。这是因为石膏角砾岩具有特殊的工程力学性质，其单轴饱和抗压强度很低，Rc=0.14-2.2MPa，属于极软岩，开挖后隧道稳定时间很短，容易坍塌和大变形，如果遇水，强度很快就会下降，容易崩解和软化，具有弱至中等膨胀性。此外，石膏角砾岩的化学成份复杂。石膏角砾岩的这些特征对铁路隧道的施工产生了一定的影响。首先，遇到石膏角砾岩时，应重新考虑施工顺序，其次应考虑预加固措施的必要性。

当出现上述情况时，应及时处理，否则可能造成“数千英里的堤坝在蚁穴中被毁”的后果。一般来说，铁路隧道衬砌裂缝的发展速度可分为早期快速膨胀阶段、中期缓慢膨胀阶段和后期加速膨胀阶段。早期，当铁路隧道衬砌出现裂缝时，部分裂缝会扩展到周围地区，造成新的裂缝。新的裂缝会进一步扩大，影响周边地区。这个过程不断重复，直到后期膨胀加速。如果裂缝得不到及时处理，运行不正常，列车高速通过隧道时，可能造成裂缝穿过衬砌断面，引起隧道局部变形、不平衡坍塌等安全事故[2]。

3 铁路隧道衬砌裂缝病害的整治措施

铁路隧道衬砌裂缝病害防治是一项专业性工作，其施工工艺、防治措施都存在一定的难度，不可能一蹴而就。而是需要从多个角度切入，从多个方面入手，必须坚持到底才能取得成效。在此，我们可以从以下几个方面入手。

3.1 隧道工程衬砌裂缝碳纤维加固法

在高速铁路隧道施工中，衬砌裂缝的破坏是一个常见的症状。目前，最常用的修补方法是碳纤维加固法。值得注意的是，虽然碳纤维加固法是有效的，但在实施过程中，这种方法的过程也比较繁琐。首先，表面处理应进行清理铁路隧道衬砌表面，以确保铁路隧道衬砌表面干燥和清洁。对于碳纤维加固方法，这一步骤是后续工艺的基础，这一步骤的清洁度直接决定后续施工的质量。其次，在裂缝的封堵过程中，应注意控制底胶的厚度，过厚或过薄都不可能达到良好的修补质量。在完成这一步骤后仍有必要平整裂缝，以进一步提高稳定性。

碳纤维加固隧道衬砌裂缝的过程可概括如下：

表面处理＞密封断裂处理＞裂纹底胶处理＞裂纹整平处理。

3.2 锚固注浆处理措施

铁路施工人员应该结合不同的衬砌裂缝的措施，满足因其他原因造成的病害。利用锚杆、灌注液等进行锚固注浆处理，还要清楚注浆以及锚杆安装的流程，在锚固注浆处理中，应注意以下两点：

（1）注入水泥砂浆的比例要合适，对注入水泥砂浆的浓度要仔细的观察，不能过高或过低，所以在注入水泥砂浆时要缓慢注入，及时停止。

（2）第一次灌浆结束后，为了使砂浆的自身结构不出现变形，可以运用第二次注浆来解决这一问题，还可以在原来浆液中加入适量的化学浆液，来提高砂浆的固定。在注浆结束之后，处理隧道的表面使其平整，有裂缝时可进行填充。

3.3 裂缝注浆处理措施

进行裂缝注浆处理时，铁路的施工人员可以根据隧道衬砌的裂缝分布对表面进行凿槽，其次以裂缝为中心，慢慢向外进行深层延伸。另外，施工人员要及时对凹槽立面的杂物进行处理，在注浆时应该根据裂缝延伸方向的管道进行，控制管道之间的距离，固定管道。最后利用建筑材料整平衬砌的表面。除上述具体措施外，为保证在质量问题发生后能够及时得到解决，可以建立个人责任制度，避免出现在质量问题发生后的相互推卸责任的现象，追根溯源，惩处责任人。二是提前做好应急预案，提前培训，提高施工人员应对突发事件的能力和技能，使施工人员即使发生事故也能冷静处理，从而将损失降到最低[3]。

4 结语

随着交通事业的不断发展，中国的铁路运输也在不断扩大。铁路建设作为城市发展的物质基础，能够有效地提高铁路隧道结构形式的主干线交通运输效率，对我国的发展起着举足轻重的作用。良好的交通网络不仅能为公众提供良好的出行条件，而且能促进一个国家的经济发展。因此，保证和提高铁路建设的技术和质量就显得尤为重要。希望能为我国铁路建设提供一些思路，为我国铁路建设的发展做出贡献。