朱玉美

（江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

1 鐵路隧道

1.1 鐵路運(yùn)營隧道病害現(xiàn)狀

目前鐵路運(yùn)營隧道病害狀況嚴(yán)重，有些已達(dá)到了威脅鐵路行車安全的程度。因此有必要采取可靠的檢測方法來檢測和評估隧道的實(shí)際狀況，同時檢測的數(shù)據(jù)也為隧道日常的維修保養(yǎng)及必要的整治工程提供了系統(tǒng)完整的依據(jù)。因此，就形成了從日常維護(hù)、檢測評估到病害整治的一整套技術(shù)體系，從而使鐵路隧道的運(yùn)營管理技術(shù)提高到一個新的水平。最后通過一個工程實(shí)例的分析，進(jìn)一步明確了隧道病害工作的緊迫性和必要的檢測評估所起的指導(dǎo)作用。

我國自1888年開始建造第一座鐵路隧道以來，迄今已有110余年的修建歷史，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國鐵路運(yùn)營隧道已達(dá)5200 余座，總長達(dá)2500 km 以上。其中60%以上存在著不同程度的病害。據(jù)鐵道部資料統(tǒng)計(jì)，1999年鐵路運(yùn)營隧道失格率為65.2%，2000年隧道失格率為65.7%。有些隧道的病害還相當(dāng)嚴(yán)重，甚至已危及到行車安全。2001年12月寶中線清涼山隧道襯砌掉塊都險(xiǎn)些造成嚴(yán)重的行車事故。鐵路部門每年都投入大量的人力、物力和資金用于隧道病害的維修和整治，但隧道設(shè)備的狀況仍然沒有根本好轉(zhuǎn)。因此，必須通過系統(tǒng)的研究，總結(jié)鐵路隧道的病害特點(diǎn)，完善隧道病害檢測評估手段，制定出符合我國鐵路特點(diǎn)的一整套檢測方法。形成從日常維護(hù)、病害檢測、病害整治到質(zhì)量跟蹤的一整套技術(shù)體系，以適應(yīng)信息化目標(biāo)管理的需要，使運(yùn)營隧道的日常維護(hù)和病害整治提高到一個新的水平。

1.2 鐵路運(yùn)營隧道病害的主要類型

鐵路隧道的病害類型主要包括：滲漏水病害(包括凍害)、襯砌結(jié)構(gòu)裂損病害、基底破損病害以及其他類型病害等。而這其中，滲漏水病害和襯砌結(jié)構(gòu)破損病害是影響隧道安全性的主要因素。

隧道滲漏水病害類型包括隧道漏水、涌水（拱部滴水、隧底冒水、孔眼滲水）、隧道襯砌周圍積水、潛流沖刷、侵蝕性水對襯砌的侵蝕以及凍害等幾種。

隧道襯砌裂損類型包括襯砌變形、襯砌移動和襯砌開裂3種。襯砌開裂是指襯砌表面出現(xiàn)裂縫,是襯砌變形的結(jié)果。隧道襯砌裂縫一般是指作為隧道主要結(jié)構(gòu)的二次襯砌混凝土表面的可見裂縫，它是指二次襯砌混凝土中的不連續(xù)面，這些薄弱部位是引起混凝土破壞的主要原因。

2 隧道病害的檢測評估以及檢測方法

隧道病害的發(fā)展是有一個過程的，如果能在隧道病害惡化之前發(fā)現(xiàn)，并及時采取整治措施，則可大大提高鐵路運(yùn)營隧道的安全性。因此，進(jìn)行隧道的檢測評估是非常必要的。但傳統(tǒng)的檢測評估一般都是依靠經(jīng)驗(yàn)，采取定性化的方法，隨著技術(shù)的進(jìn)步，僅僅采用定性化指標(biāo)對隧道病害狀況進(jìn)行描述分析顯然已不能滿足目前的使用和養(yǎng)護(hù)要求。因?yàn)槎ㄐ曰闹笜?biāo)在實(shí)際的操作過程中很容易受人為因素的影響，比如對于某座病害隧道的判別，不同的工程技術(shù)人員可能會根據(jù)各自的經(jīng)驗(yàn)得出差別較大的判別結(jié)果，這對于隧道的養(yǎng)護(hù)、維修和正常運(yùn)營都會造成很大的影響。因此，采用一些儀器設(shè)備對病害隧道的狀況進(jìn)行科學(xué)的檢測評估，得出定量化指標(biāo)來評價隧道病害的實(shí)際狀況是非常必要的。在目前，主要的檢測手段有地質(zhì)雷達(dá)和超聲波等無損檢測法。

2.1 聲波檢測法

在混凝土中傳播的超聲波,其速度和頻率反映了混凝土材料的性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成情況，混凝土的彈性模量和密實(shí)度與波速和頻率密切相關(guān)，即強(qiáng)度越高，其超聲波的速度和頻率也越高。所以，可通過測定混凝土聲速來推定其強(qiáng)度。超聲波檢測儀主要用于襯砌強(qiáng)度檢測。聲波檢測的具體方法為：根據(jù)隧道不同區(qū)段襯砌強(qiáng)度的差異，布置多個測站，以便更客觀地反映隧道的病害狀況。同時為保證檢測結(jié)果的可靠性，在同一測站中應(yīng)布置不同的測點(diǎn)，然后取其平均值，這樣可使檢測結(jié)果更加合理。

2.2 探地雷達(dá)檢測法

在地下傳播的超高頻電磁波當(dāng)遇到有電性差異的界面或目標(biāo)體時 (介電常數(shù)和電導(dǎo)率不同)即發(fā)生反射。探地雷達(dá)檢測法是通過對所接收的反射波進(jìn)行疊加、濾波和以不同方式顯示等一系列處理，并根據(jù)回波的速度和時間確定目標(biāo)層的位置,再根據(jù)回波的形態(tài)、強(qiáng)度及其變化等判定目標(biāo)的性質(zhì)。探地雷達(dá)對隧道及圍巖的檢測主要包括以下幾方面內(nèi)容：

2.2.1 隧道襯砌厚度,可設(shè)不同的測線,從而分別測出拱頂、拱腰、拱腳及邊墻位置的襯砌厚度,必要時也可測出道床仰拱的厚度,同時還可沿隧道的橫斷面進(jìn)行厚度探測。

2.2.2 隧道周圍2～3m 范圍 (根據(jù)需要可進(jìn)行調(diào)整)內(nèi)的圍巖狀況、鋼筋及鋼拱架、格柵鋼架等分布,并可準(zhǔn)確定位。

2.2.3 隧道襯砌或圍巖中排水盲溝的分布及堵塞或暢通情況、高寒地區(qū)的凍融情況。

2.2.4 隧道圍巖或襯砌中的裂隙水分布、初襯與二次襯砌之間的密實(shí)狀況以及襯砌間空洞的展布情況;在巖溶地區(qū)還可測出溶洞的位置和范圍。

2.2.5 隧道圍巖超挖部分的位置、分布和回填情況,超挖空間回填的性質(zhì)及空間的展布情況;隧道欠挖情況可通過襯砌厚度反算得出。

2.2.6 襯砌中的裂隙分布,尤其是襯砌深部不易為肉眼看出的裂隙分布和發(fā)展趨勢;配合強(qiáng)度檢測可對襯砌狀況做出全面的評價。

以上主要介紹了有關(guān)鐵路隧道的現(xiàn)狀和病害，因此我們必須對于這些病害采取一定的加固措施，來保證鐵路隧道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。這里主要介紹一種方法對于鐵路隧道采用塌方注漿加固技術(shù)。

3 鐵路隧道采用塌方注漿加固技術(shù)

3.1 注漿加固原理

注漿加固原理是漿液通過高壓設(shè)備壓注到隧道圍巖裂隙、裂縫中經(jīng)過物理化學(xué)作用,即能將破碎圍巖或松散顆粒在短時內(nèi)膠結(jié)成整體,起到超前預(yù)支護(hù)作用,為隧道開挖施工安全提供保障,又能增強(qiáng)圍巖的整體穩(wěn)定性。

3.2 施工工藝

施工程序?yàn)椋菏┳鳂I(yè)漿墻→工作面小導(dǎo)管預(yù)注漿→環(huán)向密排超前小導(dǎo)管預(yù)注漿→上臺階開挖50cm 及支護(hù)→上臺階開挖50cm及架設(shè)初期支護(hù)型鋼→第二排環(huán)向超前小導(dǎo)管預(yù)注漿→網(wǎng)噴C20 混凝土→注漿→開挖下一循環(huán)。重復(fù)上述步驟,直至完成上臺階開挖。然后完成中部及下部開挖。中部及下部臺階開挖時應(yīng)注意先開挖一側(cè)邊墻,再開挖另一邊,不能兩邊同時進(jìn)行,以防掉拱。

4 結(jié)束語

本文主要針對鐵路隧道的一些情況進(jìn)行了一些簡單的闡述，隨后講述了與這種隧道有關(guān)的隧道塌方注漿加固技術(shù)，這種方法在隧道的施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用，并且各有特色。隨著隧道施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種施工技術(shù)必然有更大的進(jìn)步。

[1]吳江濱,張頂立,王夢恕.鐵路運(yùn)營隧道病害現(xiàn)狀及檢測評估[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2003年6月.

[2]范文填.我國隧道及地下工程的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].土木工程學(xué)報(bào).第28卷第6期.

[3]高新利.渝懷鐵路金洞隧道的設(shè)計(jì)與施工[J].隧道建設(shè),2005年4月.

[4]黃波,吳江敏.運(yùn)營隧道狀態(tài)的綜合評判.世界隧道.2000年第1期.