陳留行

摘 要：鐵路隧道病害是影響鐵路線路正常運(yùn)營的重要因素之一，闡述鐵路隧道可能出現(xiàn)的病害及危害，在隧道運(yùn)營階段要及時檢查和發(fā)現(xiàn)隧道病害，分析病害原因，采取科學(xué)的方案和方法治理隧道病害。

關(guān)鍵詞：隧道；病害；原因；整治

引言：隧道是鐵路穿越山嶺的主要手段。黃陵礦業(yè)鐵路專用線上隧道是一個重要的組成部分，專用線共有16座隧道，長度合計為10189.27m，占50.3Km正線長度中的20%。由于設(shè)計、施工等方面的原因，致使部分隧道不同程度的存在著病害，尤其以襯砌裂縫和滲漏水最為嚴(yán)重。本文在總結(jié)國內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上闡述如何合理整治和科學(xué)預(yù)防隧道工程病害。

1 隧道病害主要種類

鐵路隧道在運(yùn)營中會出現(xiàn)滲漏水（水害）、襯砌裂損、隧道凍害、襯砌腐蝕、震害和洞內(nèi)空氣污染等病害，還有火災(zāi)威脅。這些病害和危害對隧道的安全、舒適、正常運(yùn)營有重要影響和威脅。因此、在隧道規(guī)劃和設(shè)計階段要預(yù)防可能的病害、危害、進(jìn)行合理設(shè)計；在隧道施工階段要采用合理的施工工藝、方法、措施和材料，以保證施工質(zhì)量。在隧道運(yùn)營階段要及時檢查、發(fā)現(xiàn)病害，分析病害成因，采用合理的整治設(shè)計和施工方法。如此才能保證鐵路隧道工程的安全、暢通運(yùn)營。

2.隧道水害

隧道水害是指在隧道修建和運(yùn)營過程遇到的水的干擾和危害，是最常見的隧道病害。主要指運(yùn)營隧道水害（即圍巖的地下水和地表水直接或間接地以滲漏或涌出的形式進(jìn)入隧道內(nèi)造成的危害）。隧道滲漏水（水害）對隧道穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響甚至威脅，影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施，降低使用壽命，嚴(yán)重時將危害到隧道及地下工程的運(yùn)營安全。輕則造成洞內(nèi)空氣潮濕，影響施工人員身體健康，機(jī)械設(shè)備銹蝕，絕緣設(shè)備失效，電路短路，漏電傷人；重則威脅人員安全，沖毀洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備，造成塌方，淹沒工作面，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，危害環(huán)境。

隧道水害的成因是，修建隧道，破壞了山體原始的水系統(tǒng)平衡，隧道成為所穿過山體附近地下水集聚的通道。當(dāng)隧道圍巖與含水地層連通，而襯砌的防水及排水設(shè)施、方法不完善時，就必然要發(fā)生隧道水害。也可以將隧道水害歸結(jié)為客觀和主觀兩方面的原因。（1）隧道穿過含水的地層。①砂類土和漂卵石類土含水地層。②節(jié)理、裂隙發(fā)育，含裂隙水的巖層。③石灰?guī)r、白云巖等可溶性地層，當(dāng)有充水的溶槽、溶洞或暗河等與隧道相連通時。④淺埋隧道地段，地表水可沿覆蓋層的裂隙、孔洞滲透到隧道內(nèi)。（2）隧道襯砌防水及排水設(shè)施不完善①原建隧道襯砌防水、排水設(shè)施不全。②混凝土襯砌施工質(zhì)量差，蜂窩、孔隙、裂縫多，自身防水能力差。③防水層施工質(zhì)量不良或材質(zhì)耐久性差，經(jīng)使用數(shù)年后失效。④混凝土的工作縫、伸縮縫、沉降縫等未做好防水處理。⑤襯砌變形后，產(chǎn)生的裂縫滲透水。⑥既有排水設(shè)施，如襯砌背后的暗溝、盲溝，無襯砌的輔助坑道、排水孔、暗槽等，年久失修阻塞。

常用的整治運(yùn)營隧道漏水的基本方法（1）適當(dāng)疏排，對地表水豐富的淺埋隧道，當(dāng)?shù)乇頊瞎瓤油莘e水、滲水對隧道有影響時，用疏導(dǎo)積水、填平溝谷、砌溝排水等措施，使洞頂?shù)乇硇纬闪己玫呐潘到y(tǒng)，不使洞頂?shù)牡乇硭魅牖驖B入隧道。洞口仰坡邊緣周圍設(shè)截水溝和排水溝，并保持良好狀態(tài)。對地下水豐富、隧道內(nèi)無排水溝或排水溝深度不足而導(dǎo)致隧底積水的，應(yīng)采取增設(shè)水溝、將單側(cè)溝改為雙側(cè)溝、加深側(cè)溝或采取設(shè)置密并暗管加深水溝等措施。（2）注漿堵水①向襯砌背后圍巖或回境層注漿。②向襯砌內(nèi)部注漿。③向基底注漿。（3）增設(shè)內(nèi)防水層，內(nèi)防水層雖然不能阻止水流進(jìn)入襯砌內(nèi)，但可阻止水流進(jìn)入隧道內(nèi)。增設(shè)內(nèi)防水層的方式有三種：一是刷涂，二是刮壓，三是噴涂。

3.襯砌裂損的主要措施

隧道襯砌是承受地層壓力、防上圍巖變形坍落的工程主體建筑物。地層壓力的大小，主要取決于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件和圍巖的物理力學(xué)特性，同時與施工方法、支護(hù)襯砌是否及時和工程質(zhì)量的好壞等因素有關(guān)。由于形變壓力、松動壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學(xué)性態(tài)的不均勻作用、溫度和收縮應(yīng)力作用、圍巖膨脹性或凍脹性壓力作用、腐蝕性介質(zhì)作用、施工中人為因素、運(yùn)營車輛的循環(huán)荷載作用等，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫和變形，影響隧道的正常使用，統(tǒng)稱為隧道襯砌裂損病害。

襯砌裂損是隧道病害的主要形式，隧道襯砌裂損破壞了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低了襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠性，影響隧道的正常使用，甚至危及行車安全。針對襯砌裂損病害提出整治措施：裂縫整修，襯砌背后空洞壓漿，底版的穩(wěn)定處理，換拱、換邊墻。

4.襯砌腐蝕防治措施

隧道襯砌防腐蝕措施，應(yīng)首先從搞好勘測設(shè)計著手，掌握隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，查明環(huán)境水含侵蝕性介質(zhì)的來源和成分，在正確判定其對襯砌混凝土侵蝕的程度的基礎(chǔ)上，因地制宜地采取防治措施。針對隧道腐蝕產(chǎn)生的原因和條件。目前，對隧道侵蝕采取的防治措施主要有以下幾種。（1）提高襯砌的密實(shí)度和整體性。（2）外摻加料法。（3）選用耐侵蝕水泥。（4）加強(qiáng)襯砌外排水措施。（5）使用密實(shí)的與混凝土不起化學(xué)作用的材料，在襯砌外表面做隔離防水層。（6）采用與侵蝕性環(huán)境水不起化學(xué)反應(yīng)的天然石料砌筑襯砌。（7）向襯砌背后壓注防蝕漿液。（8）防腐蝕混凝土。

5.隧道凍害

隧道凍害是寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)的隧道內(nèi)水流和圍巖積水凍結(jié)，引起隧道拱部掛冰、邊墻結(jié)冰、洞內(nèi)網(wǎng)線設(shè)備掛冰、圍巖凍脹、襯砌脹裂、隧底冰椎、水溝冰塞、線路凍起等，影響到安全運(yùn)營和建筑物的正常使用的各種病害。隧道凍害會導(dǎo)致襯砌凍裂開脹，甚至疏松剝落，造成隧道襯砌結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞，降低襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠性，嚴(yán)重影響運(yùn)輸?shù)陌踩驼＿\(yùn)行。隧道常見的凍害種類有：拱部結(jié)冰、邊墻結(jié)冰、圍巖凍脹破壞、襯砌發(fā)生冰楔、洞內(nèi)網(wǎng)線掛水等。

凍害形成的主要原因有：寒冷氣溫的作用，季節(jié)凍結(jié)圈的形成（如果隧道的排水設(shè)備在隧道的凍結(jié)圈內(nèi)，冬季易發(fā)生冰塞；在凍結(jié)圈內(nèi)如果圍巖的巖性是非凍脹性土，則不會發(fā)生凍脹性病害）。隧道在設(shè)計和施工時，對防凍問題沒有考慮或考慮不周，造成襯砌防水能力不足，洞內(nèi)排水設(shè)施埋深不夠、治水措施不當(dāng)，施工有缺陷，都會造成和加重運(yùn)營階段隧道的凍害。

嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)隧道凍害的防治，其基本措施是綜合治水、更換土壤、保溫防凍、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)、防止融坍等，可根據(jù)實(shí)際情況綜合運(yùn)用。

結(jié)束語：隧道病害給隧道的正常運(yùn)營和安全都帶來影響，病害整治和保持運(yùn)營之間存在矛盾，對運(yùn)營中的隧道出現(xiàn)的病害須查清病害原因、采取合理的措施進(jìn)行整治，提高隧道病害整治的工程質(zhì)量和線路運(yùn)輸質(zhì)量，保證安全高效的鐵路運(yùn)輸。

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