文/歐陽萌

1 前言

近年來，隨著我國鐵路建設受到廣泛關注，鐵路建設取得長足發(fā)展，鐵路運營里程逐年提高，尤其是西南山區(qū)，隧道比重較大。由于部分隧道運營時間長，當時施工工藝老舊、施工控制較差，在鐵路隧道長達10-30年的運營過程中，難免產(chǎn)生一系列病害，給鐵路運營帶來較大安全隱患。通過鐵路工務部門對某隧道排查時發(fā)現(xiàn)防水板切割襯砌、隧道襯砌厚度不足，采取全面無損雷達檢測，準確定位病害，提出針對性設計措施，不但能有效治理既有隧道病害，還能對同類型隧道病害整治作出參考。

2 工程概況

該隧道位于四川盆地的東南部，屬低山溶蝕槽谷地貌，地形起伏較大，地面高程308-538m，相對高差達230m。自然橫坡25°-45°，局部較陡，隧道最大埋深約222m。為陡峭的坡面山地和山間狹小的深切"V"字型溝谷相連，多懸崖峭壁。山脈延伸一般與構造走向一致，為北西向，坡面植被發(fā)育。

經(jīng)某工務車間巡檢時發(fā)現(xiàn)拱腰及拱頂多處防水板切割混凝土導致襯砌表面過薄，部分襯砌表面僅有5mm，極易掉落，且經(jīng)初步敲擊發(fā)現(xiàn)部分襯砌后存在空洞。隧道病害段為主要分布Ⅲ、Ⅳ級圍巖，洞身標400-500，整治長度100m。

3 無損雷達檢測

通過地質(zhì)雷達對隧道病害段進行全面排查檢測，并對病害進行分類統(tǒng)計。

3.1 檢測原理

地質(zhì)雷達無損檢測法是一種用于確定地下介質(zhì)分布情況的電磁波法。其方法原理是在探測范圍無大量鐵磁性物體干擾的情況下，高頻電磁波以寬頻脈沖的形式，通過發(fā)射天線定向送入地下，經(jīng)過存在電性差異的地下地層或目標體的反射后返回地面，由接收天線接收。高頻電磁波在地下傳播時，其路徑、電磁場強度以及波形等將隨所通過介質(zhì)的電性性質(zhì)及幾何形態(tài)的變化而變化。因此，通過對時域波形的采集、處理和分析，可以確定地下界面、地質(zhì)體的空間位置及結構[1]。

3.2 測線布置

隧道病害段現(xiàn)場檢測時，沿隧道縱向布置測線，分別為隧道拱頂、左右拱腰、左右拱腳及左右邊墻共7條測線。

3.3 檢測結論

通過對隧道病害段洞身標400-500進行無損地質(zhì)雷達檢測及現(xiàn)場目測觀察，發(fā)現(xiàn)多出病害，其中較典型病害見表1。

表1 隧道典型病害統(tǒng)計表

4 原因分析

通過無損雷達檢測，結合現(xiàn)場實際情況，主要分析有以下原因：

（1）防水板切割襯砌推測為施工期間防水板釘固未采取熱熔焊或電磁焊接，導致防水板松弛褶皺，混凝土澆筑后形成擠壓變形從而切割襯砌。

（2）襯砌背后脫空：由于鐵路隧道大多采取礦山鉆爆法，采用光面爆破，施工過程中對爆破質(zhì)量及監(jiān)督不到位，形成圍巖超挖，且襯砌澆筑前未對超挖部分進行補注漿，導致襯砌背出現(xiàn)大面積空洞。

（3）襯砌厚度不足：同樣由于在隧道光面爆破中，未對爆破工藝工法進行嚴格監(jiān)督控制，形成圍巖欠挖，且襯砌澆筑前未對欠挖部分進行補炮或人工鑿除，直接進行襯砌混凝土覆蓋，導致襯砌厚度嚴重不足。

5 整治方案

（1）針對防水板切割襯砌及厚度不足的問題，設置全環(huán)鋼筋網(wǎng)+錨桿補強，首先施做3mΦ28中空灌漿錨桿，梅花形布置；對既有襯砌進行鑿毛，鑿毛深度不小于1cm；表面采用Φ22@40cmHRB300鋼筋網(wǎng)植入，與錨桿焊接后再通過植筋及錨桿尾部鋪設@10*10cm雙層鋼筋網(wǎng)與植筋綁扎，用膨脹螺栓固定邊界。拱頂及邊墻噴射15cm厚C30混凝土，最后在混凝土表面噴涂耐久性環(huán)氧樹脂。錨噴整治補強如圖1所示。

圖1 全環(huán)噴錨補強示意圖

（2）針對襯砌背后脫空的問題，采取對襯砌背后脫空區(qū)域無收縮漿液分層灌漿回填，灌漿采用PVC管進行。鉆孔孔徑42mm，按間距2.0m排列，鉆至脫空深度后須清孔，埋設灌漿管、排氣管。對脫空范圍采用水泥漿回填灌漿，以P.0.42.5R硅酸鹽水泥為原料，水灰比控制為0.4±0.02并添加減水劑，待排氣孔滿孔自溢后結束灌漿，灌漿完成后對灌漿孔進行封閉。

6 營業(yè)線施工注意事項

為確保既有線行車及作業(yè)人員人身安全，按鐵路主管部門要求[2]采取180分鐘天窗點內(nèi)封閉施工，在施工區(qū)段線路左側搭設硬隔離將施工區(qū)域與線路隔離。洞口搭設作業(yè)平臺拼裝移動式作業(yè)臺車，作業(yè)臺車采用φ50鋼管腳手架搭設，鋼管縱橫向間距及步距不得超過1.5米，橫向剪刀撐按照豎向鋼管縱向間距間隔布置，要求剪刀撐通長，切實保證作業(yè)平臺搭設牢固、穩(wěn)定，在使用時無晃動。作業(yè)臺面用木板鋪設，并用鐵絲、抓釘綁扎固定，作業(yè)平臺四周采用高1.0m豎向鋼管間距1.5m，距離根部及頂部15cm處設兩道橫向鋼管進行防護。腳手架在每日施工前后由施工負責人或安全負責人對腳手架的聯(lián)結做檢查。在確認天窗點內(nèi)接觸網(wǎng)停電后施做PVC套管保護，方可允許臺車進入作業(yè)，天窗點結束送電前，推出至網(wǎng)外[3]。施工前進行斷面掃描、技術交底、應急預案。同時對原材料、混凝土配合比、施工工藝等進行試驗，并做好現(xiàn)場實際調(diào)查工作。

經(jīng)現(xiàn)場實際調(diào)查，通訊、信號電纜位于隧道左側蓋板溝下，電力電纜位于隧道右側蓋板溝下，施工前對洞身標0-500電纜蓋板進行排查，并在噴錨施工前對電纜蓋板采用塑料布覆蓋，施工完成后取掉保護措施并對蓋板及下方電纜進行檢查。施工完工后，需對損傷的蓋板進行恢復；點畢30分鐘前通知工電段信號專業(yè)確認設備是否異常。在鑿毛、噴漿、壓漿等作業(yè)時，用塑料布或彩條布將整個道床進行覆蓋保護，防止砼或者水泥漿將道床污染，施工完畢后，徹底覆蓋物，并檢查道床是否有局部被污染，務必在列車放行前清理干凈。

設置安全防護，在車站運轉室設駐站聯(lián)絡員1名，施工兩端各設防護員1名。防護人員必須經(jīng)由培訓并考試合格的人員擔任，并佩戴好防護用具、佩章等，保持聯(lián)絡工具處于有效狀態(tài)。防護人員必須提前到崗位，隨時了解列車和車列的運行情況，及時通知室外作業(yè)人員下道避讓，如臨時有事離開須告知室外作業(yè)人員暫時停止施工作業(yè)，在作業(yè)人員完全撤離現(xiàn)場后方可離開防護崗位。防護人員即使在天窗點內(nèi)也要堅守崗位，不能隨意通知無列車，確認無誤隨時監(jiān)控。

7 結語

鐵路隧道經(jīng)年使用病害成因較復雜，其表現(xiàn)形式也呈現(xiàn)多樣性。只有經(jīng)過專業(yè)手段實地檢測病害表現(xiàn)形式，才能深入分析病害原因，針對性地采取適當?shù)恼未胧?，保證鐵路隧道運營安全。當隧道發(fā)現(xiàn)缺陷及病害時，應首先收集地質(zhì)情況、設計文件及施工日志等，在全方位分析基礎上才能有效制定整治措施。在整治過程中，要減少施工對既有結構的破壞和干擾，避免對隧道的二次損傷。隧道病害整治后期，要制定長期監(jiān)測計劃，持續(xù)跟蹤治后隧道的穩(wěn)定性與安全性。

另外在新建鐵路隧道施工過程中，為預防防水板切割襯砌及襯砌后脫空問題，要求初支平順，同時鋪設防水板時務必無傷焊接牢固，避免防水板過于緊繃和松弛；在隧道光面爆破開挖階段，要由專業(yè)爆破隊伍編制爆破專項方案，精確控制裝藥量、鉆孔深度及爆破振速等，出現(xiàn)超挖后，第一時間采用同等級混凝土回填封閉，將病害隱患消除在施工期間，減少運營期風險[3]。