铁路隧道四新技术总结

铁路隧道四新技术总结（共8篇）

1.铁路隧道四新技术总结 篇一

高养中心“十二五”四新技术应用总结

“十二五”期间,我中心用“四新”技术引导公路养护的方式转变，加强四新技术的研究与应用，贯彻好“有路必养、养必优良”的养护观，大力推广应用公路养护“新技术、新材料、新工艺、新设备”，把加快科技创新能力建设放在优先地位，加大科技对公路养护的有力支撑，发挥科技创新的引领作用，坚持以四新技术推广应用研究为重点，加大科技创新力度，积极推进科学养护进程，力争在四新技术推广上有所突破。

一、对新材料进行应用推广

（一）路面坑洞修复剂（AC-K5）

在G30线高速公路桥梁养护工作中，积极探索应用新材料路面坑洞修复剂（AC-K5）进行桥梁伸缩缝的维修。路面坑洞修复剂（AC-K5）是一种针对道路病害的水泥基修复材料，利用此种材料，既能满足伸缩缝的性能要求，又能快速便利地开展施工，维修后能够快速通车，重点解决了高速公路桥梁伸缩缝维修中施工不便、养生期长、施工及养生过程中存在安全隐患等问题，延长了桥梁的使用寿命，同时能达到较好的修复效果。

（二）SPC水泥聚合物快速修复材料

在G30线高速公路桥梁养护工作中，积极探索新材料SPC水泥聚合物快速修复材料进行伸缩缝的维修。SPC水泥聚合物快速修复材料是甘肃公路养护技术研究院研制提出的一种新型产品，主要用于桥梁伸缩缝快速维修、桥面铺装维修以及其他混凝土工程中。本产品采用快硬硫铝酸盐水泥+聚合物+外加剂的体系。快硬硫铝酸盐水泥具有较好的抗冻性能和低温硬化性能，能经受-50℃的严寒考验，聚合物采用羧基丁苯胶乳。这种材料通过在快硬混凝土中添加聚合物等柔性改性材料，利用柔性材料的大变形能力及抗开裂能力，改变混凝土材料受冲击变形性能，同时改善混凝土的界面粘结性能，使之在满足快速修补的同时，具有良好的伸缩缝使用性能。

（三）裂缝贴

益路泰™高分子路面裂缝贴（又名：贴缝条、压缝带）主要由高分子聚合物结合高强度聚合胎基预制组成的一种用于公路表面对裂缝进行防水处理的特殊路用材料，它能够有效阻止雨水通过路面已有裂缝浸入渗透，阻缓裂缝的进一步扩大。裂缝贴使用时裂缝不需要进行开槽、清缝处理，只需将裂缝及其两侧按超出预定宽度10~20cm进行清扫、清理完成后，将该产品揭去隔离膜后直接粘在裂缝处。该产品具有单面自粘性、施工非常简单、粘贴后可以马上开放交通、不会发生粘轮胎现象等特点。具有操作简单、施工速度快、质量可靠，美观耐用、成本低廉的优点。

（四）AC-R灌浆材料

AC-R压浆胶泥是一种以水泥为主胶结材，经聚合物改性、配以复合添加剂的水泥基压浆材料。适用于各种结构缝隙、洞穴压浆。具有良好的粘结力，有利于与基层的有效附着；高流态、高渗透性，有利于压浆灌注的密实性；高膨胀，灌注胶泥在塑性状态发生高膨胀，保证缝隙填充密实；胶泥硬化后形成坚固的水泥石，不收缩、耐老化、耐水、耐中温（300℃）。适用于铰缝空脱的注浆处治。

二、对新技术进行应用推广

（一）桥梁无缝伸缩缝处治技术

BJ200接缝料是英国PRISMO公司研制的一种高分子聚合体改性沥青，它具有粘结性强、弹性大、韧性好的特点，它免除了传统伸缩缝复杂的锚固结构，与路面衔接平整，可完美地解决因接缝料缺陷而出现的各种问题。无缝伸缩缝施工流程

清除旧缝：（1）用风镐或破碎镐将旧缝混凝土清除，防止损坏路面，并清除型钢；（2）清理槽时如有旧铆钉要将它切掉，清理干净。槽底突起物要清理平整。对两边严重不平的桥缝，用快干型水泥加固化剂重做槽底。使钢板能放平整，避免因内部压迫而变形；（3）将伸缩缝内所有的残料都清除干净。

清理：（1）用刷子对槽两侧及槽底进行清理；（2）用金属磨刷打磨表面；（3）用吹风机及热喷枪将槽内清理干净。

修理：检测槽底是否平整，棱线是否完好，使用快干水泥将槽底修平整，将棱线修完好。

填缝：桥缝用75mm厚，宽度为两倍桥缝宽度泡沫垫衬条填实。将泡沫条塞入桥缝中，一定要塞紧，不能留空隙。这样就可以有效地防止接缝料泄漏、钢板被腐蚀和水汽的侵入。

接缝料的准备：将外包装纸撕开取足够施工重量的接缝料加入到热熔釜。一定注意不要将材料加热至200℃以上，以免烧焦材料。应时刻注意把材料加热并保温至193℃，加热时间不得超过7小时。填底料：填底料时要有连贯性。将加热到正确施工温度的BJ200覆盖槽底，用刮板将槽底刮平。槽的两侧面也刷上一层。注意要将整个槽底密封，要看不到先前的槽底。在清理干净后要立即密封槽底。如果要推迟密封槽底则应在再次施工前用热喷枪进行再次清理。目的是清理灰尘和烘干水分。注意不要对快干水泥加热过度。

铺钢板：将宽度0.2m、厚度0.6mm的钢板铺在桥缝上。钢板的长度根据需要确定。在钢板上钻孔, 用钉子钉入海绵垫衬条固定钢板。

石料准备：选择15mm-20mm碎石，加热到不低于150℃，不高于190℃。用手持室红外线温度计监测温度。

材料施工：接缝料实行分层施工，每段长度为3到3.5m，进行下一段的施工时应把两段的连接处加热至BJ200熔化,否则两段间会出现连续性不好的情况,可能会导致裂痕的出现。每次倾倒后用耙子将石料刮成不低于20mm不高于40mm的厚度。在石料上倾倒BJ200：用刮板将BJ200均匀的覆盖在石料上，要使每个石头间没有空隙，石头不外露。等BJ200将石料间气泡排出。然后按一层石料一层BJ200的步骤层层铺盖。直到倾倒的接缝料离路面只剩下20到30mm。表层混合料：在表层倾倒BJ200和石料的混合料，槽中央倾倒物要略微凸起(约10mm高)，这样压实的时候才不会出现凹陷。石料和快速加热到推荐温度的BJ200加入到旋转着的搅拌机里混合。继续加入BJ200直到所有的石头都被包裹住。密封胶和石料的比例约1:5。快速将混合料倾倒于接缝处，刮平，比相邻的路面要高出约10mm。压平：用平板振动夯将表层压实与地面齐平。

最后压条：在离边线4-5cm的路面上覆盖两条胶带，用于表面防水、防污染物,保证接缝处与路面接合均匀。用Ｖ形桶装规定温度的BJ200通过刮板盒倾倒于槽面及两边胶带上，填充石料间的空隙就可以。刮平,在表面撒上干燥的加热到130~140℃的砂子。

（二）公路桥梁伸缩缝快速修复技术

利用新材料路面坑洞修复剂（AC-K5）和 SPC水泥聚合物快速修复材料进行伸缩缝快速修复。桥梁快速修复技术施工流程 1 清理旧缝

（1）用风镐或破碎镐将旧缝混凝土清除，防止损坏路面。混凝土破碎凿除旧时注意做好深度控制,只凿除后浇筑的混凝土,不得破坏梁体端部混凝土和钢筋,以免影响梁体受力或预应力损失；（2）用刷子对槽两侧及槽底进行清理；（3）用吹风机及热喷枪将槽内清理干净。植筋及钢筋焊接

浇筑混凝土前，要做好预留槽的清理工作,将槽池底面、侧面清理平顺整齐，槽内不得留有松散块或破碎块,检查预埋钢筋是否有缺失、松动、断裂等，如果钢筋缺失，先在合适位置打孔，用吹风机将孔内清理干净后，植筋应采用植筋胶或环氧树脂,钻孔植筋深度不得小于15cm,植筋钻孔时注意不要损坏梁端钢筋或造成梁端砼掉块。有松动断裂的钢筋均要逐个逐点进行焊接，保证钢筋完整牢固，由中间向两端补焊,每处焊缝长度不小于40mm。3 填缝

桥缝用泡沫垫衬条填实。将泡沫条塞入桥缝中，一定要塞紧，不能留空隙。这样就可以有效地防止伸缩缝失效。混凝土浇筑

（1）钢筋种植及焊接完成后，二次清理槽内垃圾，不留任何残留物，用高压水冲洗干净并将间隙堵塞；（2）浇筑前应用塑料布铺在缝两侧路面上，以保证混凝土不污染路面，原沥青混凝土接茬啃边的应先用沥青混合料修补平齐，在梁端口用聚乙稀泡沫塑料片材作为模板作为端模设立,要求泡沫板安装紧密并将缝隙塞严实,以防止漏浆。（3）混凝土的配合比应严格按设计要求进行配料,不得使用含泥受污的碎石、砂等选择合格材料,控制水灰比进行下料搅拌；为提高混凝土的早期强度在混凝土搅拌时可加入适当的早强剂,以减少养生期，使用插入式振动器保证混凝土振捣密实，尤其是型钢下的砼，需振捣至不再产生气泡时停止。（4）混凝土振捣完成后，用抹板搓出混凝土内的水泥浆，分4．5次按常规抹压平整为止。这道工序应特别注意平整度，混凝土面略低于沥青路面的顶面1mm为宜。（5）浇筑过程中要随时检查混凝土配合比的坍落度是否满足要求，以确保混凝土质量。5 养生

混凝土初凝后应在其表面覆盖麻袋进行洒水养生，使混凝土保持湿润状态。养护时间不小于4-5小时；养生期间应做好防护或封闭措施，由专人进行交通管制，在桥头两侧设立指示、警示标志，严禁车辆及行人通行，确保伸缩装置两侧混凝土强度满足设计要求后，才能开放交通。安装胶条

养生后混凝土达到设计强度的50％以后方可安装橡胶条。安装橡胶条安装前应再次对缝内杂物进行清理，以免杂物夹在缝内，影响混凝土的伸缩性。橡胶止水条安装应平整，长度适当，并做到整洁，外表美观、顺畅。橡胶带安装时首先将润滑料涂抹在型钢槽口内，采用专用铁撬捧将橡胶带装入型钢内。7 清扫现场

清洁路面，恢复原貌，将垃圾杂物堆放到指定地点。安装完成后，对伸缩缝周围沥青混凝土进行清理，保证其清洁、无污染、无损坏。

（三）梳齿板式伸缩缝 梳齿板式伸缩缝施工流程：

（1）放线、开槽清缝：上面层沥青混凝土摊铺压实数小时后，待沥青混凝土完全冷却至常温后即可根据防撞护栏和分隔带上的构造缝中心标记，画出槽口边线，紧接着进行第二次放线，确保槽口边线准确无误。用沥青混凝土切割缝机对铺好的油面层进行切缝，切缝边口应整齐无缺损，切缝间的沥青混凝土用风镐凿除。将槽口内临时填料清净。用高压水冲洗槽口和构造缝内残留的杂物。

（2）清理构造缝：桥梁施工中，特别是现浇桥面钢筋混凝土和桥台背墙浇铸的过程中，经常有水泥混凝土漏入梁端与梁端、梁端与桥台之间的缝隙（简称构造缝）中。为保证产品的使用寿命和工程质量，对构造缝内的垃圾应彻底清理，保证梁体自然形变。构造缝的宽度必须符合设计要求，过大过小都要采取相应的补救措施。

注意事项：

① 不能将槽口以外的沥青混凝土破坏（包括破角和抬起）。

② 打挖工程中不得破坏桥梁主体。清理出的垃圾应堆放在距离缝区1米以外的地方，并在底部铺设防尘防水雨布，防止污染路面。打挖所产生的沥青应清理出场地。

③ 如因前期工程的缺陷和损坏，导致伸缩装置安装槽区内的梁端、台帽等需进行修复和处理的，业主方应指令按设计方案（或监理工程师确认的方案）进行修复和处理。

（3）检查槽口和预埋钢筋：安装前应对上部构造端部及护栏间的空隙宽度和预埋钢筋的位置进行检查，对于预留槽口间距离较小的地方用风镐凿除，清理干净，安装伸缩装置的槽口预留宽度和深度都要符合业主的设计要求；预埋钢筋的间距、预埋深度、外露部分的尺寸要符合规定。遇有不符合要求的要及时纠正。

（4）整理钢筋：认真检查预埋钢筋，发现有预埋位置与设计不符或已发生变形、出现裂缝和折断现象的，需及时校正并按焊接要求补焊，以满足预埋钢筋尺寸的要求及安装装置的要求。

注意事项：

对预留缝区内漏埋或损坏的预埋钢筋，需采用Φ16种植钢筋进行种植处理。

（5）伸缩装置“U”型螺栓组焊接安装

将在公司内组装好的“U”型螺栓组吊装就位，放入预留槽中。根据梁端预留缝隙，调整“U”型螺栓组的直线度、定位，使装置伸缩间隙与梁板预留间隙相对应。根据路面标高，用铝合金直尺将“U”型螺栓组顶面与缝区两侧路面调整平齐，待上述工作无误后，使用“7”字筋或“U”形筋将托架与预埋筋点焊定位。复检“U”型螺栓组的直线度、与路面的高差及间隙尺寸等，一切符合要求后，将“U”型螺栓组与预埋筋焊接牢固。如“U”型螺栓组无法与锚筋连接时，应与桥面铺装钢筋焊牢或打入种植钢筋与其焊接，以确保焊接强度。按照设计缝宽焊接安装中间橡胶条托架角钢，其顶面应略低于路面梳型板加橡胶板的厚度。

（6）支模、安装橡胶止水带及微调橡胶垫圈

使用8mm厚组合板，支在缝隙两侧角钢与预留缝间，用铁丝与“U”型螺栓绑扎牢固，再用编织袋把模板之间的缝隙塞紧。安装橡胶止水带，使用卡座将止水带装在托架中间角钢上。在焊接好的“U”型螺栓托架上，安装微调螺帽，小板每米两端各安装2个，大板侧8个支座螺栓均需安装。在微调螺帽上安装橡胶垫圈，调平橡胶垫圈，使其上表面至两侧路面高差满足，小板侧为梳型板加帆布不锈钢滑板的厚度，大板侧为上下支座厚度。

（7）砼浇注、梳型板安装

在浇混凝土之前，必须由专人复检模板是否牢固或有漏洞，以免砼振捣时发生涨模和漏浆现象。将缝区两侧1米范围内的路面清扫干净，并用塑料薄膜或其他材料覆盖，防止浇混凝土时污染路面。严格按照招标文件要求的配合比搅拌混凝土。安装下支座，进行调平。浇注梳型板下砼，在缝区内喷洒适量水，砼沿两边槽区堆高，用插入式振捣棒严格按要求快插慢拔、均匀振捣。待混凝土完全振捣密实后，用铁板及麻哈将砼上表面磨压刮平，小板侧以微调垫圈上表面为基准，高出1-2mm刮平；大板侧以下支座上表面为基准刮平。安装梳型板：①安装小板侧帆布不锈钢滑板，再按编号装配小板；②按编号安装大板及上支座；③以两侧路面为基准，用铝合金直尺、套筒扳手拧下螺帽使大小板高出路面1-2mm。浇注梳型板两侧砼，用平板振捣器以同样的方法把砼振捣密实，使砼面和两侧路面及梳型钢板面接平，然后用麻哈分4-5次按常规摸压平整。再次用铝合金直尺、套筒扳手拧紧螺帽使大小板与路面平齐，然后用铁板对两侧砼进行磨压修光，在凝前按需要用毛刷拉毛。清理施工现场。砼养护，用土工布覆盖并按时洒水进行养护。

（8）灌入环氧树脂

待砼强度达到后，用加力杆拧紧螺帽，在螺栓上点焊定位。上部螺栓孔中灌入环氧树脂。表面清扫干净。

（三）碳纤维布粘贴处治裂缝

梁板粘贴碳纤维布施工流程

1、施工要求。对施工现场要求：现场气温低于5℃及雨天或可能结雾时应停止施工，相对湿度不宜大于80%，粘贴碳纤维布宜在5～35℃环境温度条件下进行，胶黏剂的选用应满足使用环境温度的要求，施工现场应有防火等安全设备和措施。

2、混凝土基面处理和清洗 用砂轮机清除混凝土表面的劣化层，有裂缝的部位要先处理裂缝，修补材料将混凝土表面的凹凸部位修复平整，如有毛刺，应用砂纸打磨。找平面用手触摸感觉干燥后，才能进行下一工序的施工。

3、涂刷底胶

首先按比例准确配制好底胶并搅拌均匀，注意一次配制量应在可使用的时间内用完，并且要及时使用，超过时间后就绝对不能使用，以确保粘结工序的质量。用一次性毛刷或特制滚筒均匀、无遗漏地将底胶涂在需加固补强的混凝土表面，不得漏刷、流淌或有气泡，需直、横均匀涂抹，自然风干，底胶涂布边界应不小于所粘贴的碳纤维布大小。等底胶凝胶至固化干燥后，如涂胶面上有突起毛刺或胶瘤，应用砂布打磨平顺，注意不能将底胶打磨穿，如胶层被磨损，应重现涂刷，固化后方可进行下一道工序。底胶固化后应尽快进行下一道工序，若涂刷时间超过7d，应清除原胶底，用砂轮机磨除，重新涂抹。

4、粘贴面的修补

当发现粘贴面上有凹入部位，应用找平胶修补，保证粘贴面的平整，以确保加固效果。待找平胶指触干燥后，才可进入下道施工工序。

5、在待加固的混凝土表面按照设计图纸放样，确定碳纤维布的位置；按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，尽可能不要搭接，如确实要搭接，搭接长度不小于15cm，搭接位置宜避开主要受力区，裁剪的碳纤维布必须呈卷状妥善摆放并编号，下料用量应以当天能用完为准；根据粘结胶的标准用量。计算出所涂布面积的需用量；粘贴碳纤维布前，再次对混凝土表面试擦，确保粘贴面无粉尘；用滚刷或毛刷均匀、无遗漏地将粘贴胶涂在选定的混凝土表面，粘结胶涂布面不应小于所粘贴的碳纤维布的大小，须做到胶体不流淌。

6、在已涂好粘结胶的混凝土表面铺覆碳纤维布，碳纤维布的铺覆方向符合设计要求，同一构件上由左至右有序地粘贴，并以滚筒挤压贴面，使碳纤维布与胶充分结合，同时用专用胶辊和刮板在碳纤维布上沿纤维方向施加压力并向一个方向或从中间向两个方向滚动碾压，排除气泡，但不允许来回反复滚动。在整个粘贴过程中，应即时观察贴片是否粘贴密实；

7、涂刷表面防护胶

在粘贴碳纤维并形成复合材料凝胶固化后，在复合层表面采用毛刷和刮板均匀涂刷表面防护胶，形成防护层。

8、表面涂装

用水泥砂浆和107胶混合，涂刷于碳纤维布表面。

（四）化学灌浆加固铰缝

化学灌浆铰缝加固就是将铰缝造成一个密闭空腔，有控制的预留进出口，有效运用高压灌浆设备，将一定的化学灌浆料（聚合物灌浆料、环氧树脂等），灌入铰缝缝隙内，使其迅速扩散、胶凝并固化，恢复两侧混凝土之间的粘结，进而有效恢复桥梁结构的整体性。化学灌浆加固铰缝施工，可以在不破坏原结构、不中断交通的情况下进行，操作简便，施工速度快。解决了桥梁空心板间铰缝渗水的问题，同时能够提高空心板之间的铰接力，从而提高桥梁整体性能。

化学灌浆加固铰缝用的材料主要有AC-R7灌浆胶泥、P.O 42.5水泥、AC-K5以及饮用水。封口用材料比例为水：AC-K5：中粗砂=1.2：1：1，注浆用材料比为水：水泥：胶泥=0.5：1：0.1。

化学灌浆加固铰缝施工流程

（1）使用AC350桥梁养护机对铰缝进行基面处理，彻底去除铰缝两侧松动混凝土，以及盐渍与污物。

（2）铰缝封闭与端头堵头设置；使用封闭剂或者裂缝封闭胶对铰缝进行封闭，封闭期间，如有必要，可以考虑上部交通半幅通行。如果铰缝间隙较大，则采用加工铁条封闭的措施封闭。对于每条铰缝两端，则根据其铰缝间隙大小，设置堵头。堵头高度要求达到梁高度的70%左右，以保证高压灌浆的端头填充高度。

（3）钻孔并埋置注胶管；根据铰缝的宽度大小，选择是埋置注胶管或注胶针头。注胶管针对于较宽的铰缝缝隙，而针头适用于较窄的铰缝。根据预埋注浆设施的大小，选择合适的钻孔尺寸，埋置好后，再次对埋置的预埋件进行封闭处理。

（4）压力灌注膨胀胶泥或低粘度裂缝胶。待封闭胶硬化后进行灌注施工。如果铰缝较宽，选择灌注膨胀胶泥，如果铰缝宽度较窄则灌注低粘度裂缝胶。灌注过程中应当保持足够的压力，以及足够灌注。

（5）割掉多余的注胶针管或者胶管，修饰好铰缝的线性。

（五）加强横向链接力处治单板受力

通过加强空心板间企口缝之间的横向链接，抑制、减小企口缝之间混凝土的横向拉应力，增大两侧板梁间的摩擦力，实现铰缝剪力的传递。处治单板受力施工流程：

（1）上部定位与安装槽开凿：在桥面上对应铰缝的位置开凿锚夹板安装槽，槽口大小以60*40cm为宜，深度开凿到空心板顶面为止。

（2）基底找平与锚夹板安装：将安装槽内杂物清理干净后，用AC高强砂浆进行找平后安装锚夹板，确保锚夹板安装平整稳固。

（3）下部锚夹板安装与紧固：安装下部锚夹板并紧固，注意锚夹板安装水平，不可斜置。

（4）浇筑AC高强胶泥：待锚夹板紧固完毕后，使用AC高强胶泥，填充密实铰缝之间的空隙。必须保证中间空隙的填充密实，才能保证上下夹板与梁板竖向的同时受力、同时变行。使用AC-K6坑洞修复剂回填切除部分的坑槽，预留3~5cm摊铺沥青混凝土。

三、对新工艺进行应用推广

（一）桥梁梁底钻孔

梁板内部积水无法有效排出，导致梁板底水腐蚀比较严重，钢筋锈胀，混凝土表面松散，在水腐蚀比较严重的梁板底部钻孔，可以有效排除梁板内积水，并使梁板内通风良好，降低孔内湿度，缓解板底水腐蚀病害的发展态势。通过查阅设计图纸，避开跨径1/

8、1/

4、1/2等关键受力点，利用电钻在板底打孔，孔径控制在2cm大小，后截取pvc管对孔洞作接长处理，确保了板内养生水和结晶物的顺利排出。

（二）注胶封缝

当裂缝宽度小于0.15mm时，采用表面封闭法，在所选用裂缝修补材料及施工工艺允许情况下可采用自然渗透法，直接用橡皮滚子或滚动粉刷材料，使胶液充分吸收，且裂缝内含胶液饱满；当裂缝宽度大于0.15mm时，采用环氧粘合挤，用低压裂缝注入器将高分子树脂修补材料缓慢持续的压入裂缝中。

（三）水腐蚀处治

板梁梁底渗水腐蚀应根据构件表面的腐蚀程度，污染程度，分别按以下情况处理：对表面有油污的梁底表面，先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污，后用冷水冲洗，在表面进行打磨，除去2-3mm厚表层，直至完全露出新面，并用压缩空气吹除粉粒，处理后，若表面凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补；对已碳化的旧混凝土表面，直接对粘合面进行打磨，去掉1-2mm厚表层，用压缩空气除去粉尘，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面；对于露筋的混凝土表面，需要用钢丝刷将钢筋表面的锈蚀除去，在剔除松动的混凝土，用高强树脂砂浆修补；对于本身空鼓的混凝土构件，应将空鼓处剔除，用高强树脂砂浆修补混凝土。

（四）贴封带处治伸缩缝缝隙

利用裂缝贴将伸缩缝胶条、两侧过渡段混凝土与沥青混凝土路面之间的缝隙封闭，防止雨水下渗。

（五）粘贴阻水条

由于边梁处防撞墙设计没有考虑到雨水的影响，致使含有桥面污物的雨水倒流，先是污染边梁，影响美观，继而腐蚀混凝土，边梁外侧首先遭到破坏就是桥面雨水腐蚀造成的。对大悬臂的桥梁空心板，在悬臂边部粘贴阻水条，阻止雨水对空心板悬臂部分底面造成腐蚀。

（六）接长泄水管

由于山临、临清路段桥梁普遍存在泄水孔过短的“先天缺陷”，致使雨水沿泄水管外壁倒流对泄水管周围梁体混凝土造成腐蚀，利用镀锌防锈金属自制接长槽，对桥梁泄水孔进行接长处理。接长后，使桥梁泄水管排出的水不再对梁体泄水管周围混凝土造成腐蚀。

（七）安装泄水管

大部分小桥因设计和施工的问题，没有设置桥面泄水管，致使桥面积水无法排出，选择桥面较低位置在缘石上打孔后安装钢管，将桥面积水有效排出。

（八）接长伸缩缝排水槽

为防止伸缩缝胶条内雨水流沿伸缩缝端头下渗对梁板、台帽、防震挡块等构件的腐蚀，自创发明一种新的处理办法，用镀锌铁皮制作成与伸缩缝胶条宽度相适应的水槽，用螺丝固定在伸缩缝胶条端头。此办法解决了虽胶条完好但雨水从伸缩缝胶条两端下渗，对挡块及翼墙、侧墙造成的水腐蚀，将雨水引至这些结构之外排出。

（九）桥面防水层进口灌封胶加石屑做桥面防水层

在桥面铺约5mm厚度的进口沥青胶后再撒上石屑，相当于在原沥青混凝土铺装层上增设一层防水层，防止雨水沿铺装层的缝隙下渗。该工艺能提高桥面抗滑性能、避免水损害，达到保护桥面结构，防止水下渗造成梁板腐蚀，延长桥面使用寿命的目的，是一种经济有效的预防性养护措施。

四、对新设备进行应用推广

（一）手推式热喷枪

该设备主要功能是去除缝内潮气，使缝壁与灌缝材料牢固粘结，大大增加施工保质时间。该设备在雨水较多地区和寒带地区尤为受欢迎，通常在雨后的数小时内，不必等待路面完全干燥，通过该设备对缝壁除潮后即可施工；热气喷枪在瞬间产生高压高温气体对槽内进行除尘去潮，使槽内形成一个干燥清洁的粘结面，提高材料与缝壁的粘结性；同时又可软化路表面沥青，增加粘结强度，达到防尘防水效果。

（二）便携式搅拌机

该设备是一种小型搅拌机，主要由搅拌桶旋转机构、支撑装置和传动装置组成，搅拌桶的下桶边外翻边的背面设有圆周凹槽，传动装置引出的传动轴端设有齿轮，凹槽与齿轮的啮合使搅拌桶水平旋转，手柄作用能使搅拌桶有角度地垂向运动，加之桶内搅拌叶的作用，搅拌物可达到充分的混合。该搅拌机搅拌速度快，结构紧凑、体积小，移动方便，特别适用于桥梁伸缩缝维修等小体积混凝土及砂浆的搅拌。

（三）高压注浆机

本机是一种螺杆增压式、有气、高压快速喷涂设备，是在借鉴德国喷涂设备的基础上，根据国内实际情况研制的一种集喷涂、油漆、腻子、乳胶漆、真石漆、浮雕效果涂料、防腐剂、防水材料、钢结构防火涂料、成束电缆或电缆密集区防火堵料、水泥浆、砂浆拉毛为一体的多功能快速喷涂专用设备。并配有进口欧式电机，采用先进的变速控制系统，根据现场情况调节流量大小，以达到最佳喷涂效果。该机设计新颖，结构合理，体积小，工艺先进，性能完善，维护简单，是目前国内最完美的一款多功能喷涂设备，适用于在桥梁养护中化学灌浆加固铰缝的施工。

随着各类新技术、新材料、新工艺、新设备在公路养护生产中的推广应用，有效破解了公路养护工作中遇到的一些技术瓶颈，预防了公路病害的发生，对公路上一些常见的“痼疾”进行了有效处治。单位科技含量、技术实力、机械总量明显增强，养护理念、管理模式、作业方式也随之发生了深刻变革。

我中心将紧密结合管养公路现状，不断加大“四新技术”的推广应用力度，以创新为引领，以技术为支撑，推动科学养护再上新台阶，推动公路事业发展再创新局面。

2.铁路隧道四新技术总结 篇二

隧道工程在其设计合适、施工过程质量控制到位的情况下, 一般都会有良好的承载性、耐久性和满足设计要求的使用寿命。但实际中, 诸如勘察深度不够, 据以设计的资料、依据不足, 设计方法和采用支护参数不当, 施工过程中的偏差或其他潜在因素的存在, 施工作业队伍的素质的良莠不齐, 现场管理的不周和盯控的不到位等都会出现隧道工程在耐久性方面的降低或使用寿命的缩短。所有这些因素的存在, 使得隧道工程必然存在某些缺陷或病害, 其整治过程在于阻止隧道工程出现劣化现象或加速劣化的发展, 目的在于保证隧道工程本身的使用功能和良好的运营条件, 不断地延长隧道工程的使用寿命。世界各国对隧道缺陷的整治都十分重视, 所以说, 隧道病害整治是世界各国隧道界科技工作者普遍关注的永恒课题。将一些成熟的、有效的和先进的整治方法模式化是十分必要的。

2 隧道缺陷分类及成因分析

隧道病害是影响隧道健康、安全、长久运营的一系列不良现象的统称, 主要包括二次衬砌混凝土病害、基底类病害、洞口病害、设施类病害等几大类别。

2.1 隧道缺陷的分类

根据对不同隧道缺陷的分析, 隧道缺陷主要集中在隧道渗漏水、衬砌混凝土裂纹或裂缝、二次衬砌混凝土厚度不足、初期支护及二次衬砌背后脱空、仰拱或隧底虚碴、二次衬砌混凝土局部强度不足等[1~3]。

2.1.1 渗漏水

隧道衬砌渗漏水是隧道最主要的质量通病。一般情况下, 隧道渗漏水可分为涌水、漏水、滴水、渗水;其发生部位主要在拱部、拱脚 (矮边墙) 、施工缝 (衬砌端头) 等。由于目前隧道基本采用复合式衬砌结构, 对施工过程中出现的隧道涌水, 一般会采取专门方案、措施进行处理, 除非特别原因或异常情况, 在隧道运营阶段, 涌水发生的可能性很小。

2.1.2 衬砌裂纹或裂缝

文献[2]给出了隧道衬砌混凝土裂纹的类型, 即:干缩裂纹、温度裂纹、外荷载作用产生的变形裂纹、施工缝处理不当引起的接茬缝等;过早拆模, 混凝土强度不足也易于造成衬砌沉降变形、开裂等[4]。

2.1.3 二次衬砌厚度不足

根据现场经验, 二次衬砌厚度不足一般较多发生于Ⅱ、Ⅲ围岩时, 因一般采用开挖方式为全断面或台阶法进行, 周边眼布设不当, 就会造成开挖断面的不足, 处理相对困难, 必然地导致二次衬砌厚度的不足。二次衬砌厚度的不足一般有:

1) 防水板的松弛度不够引起;

2) 局部欠挖或初期支护侵入衬砌限界;

3) 恶意偷工减料引起。初期支护的厚度不足将直接影响围岩整体的稳定性, 也对二衬施加了压力, 削弱了二次衬砌应有的承载能力。近年来, 随着人们对二次衬砌厚度认识的提高, 二次衬砌厚度不能满足设计要求的现象也有所下降。

2.1.4 初期支护及二次衬砌背后脱空

初期支护背后脱空易于出现在Ⅳ、Ⅴ级围岩, 主要见于拱部脱空, 受钢架 (格栅钢架、型钢钢架) 架设或恶劣施工作业环境影响, 喷射混凝土作业时, 不能认真执行相关作业指导书的要求, 采用分层喷射, 致使喷射不均匀, 无法有效控制喷射厚度。二次衬砌背后脱空受施工工艺的影响较大, 发生的几率较为普遍。二衬混凝土背后不密实, 出现脱空, 易造成背后积水和二衬受力不均, 引发渗漏、二衬开裂等病害, 线路开通后将成为危及行车安全的严重隐患。

2.1.5 仰拱或隧底虚碴

仰拱或隧底虚碴的存在, 往往随时间推移, 列车运行过程中的强大的冲击荷载多次反复作用于基底, 使结构本身受到冲击, 使存在虚碴部位出现受力的不均或结构渗水影响, 最终会形成翻浆冒泥, 强度降低, 仰拱或隧底混凝土开裂, 影响正常运营及运行中的安全。

2.1.6 二次衬砌混凝土局部强度不足

隧道二次衬砌混凝土一般来源于各施工单位自建拌合站, 近年来铁路建设工程标准化管理已经得到普遍推广, 混凝土拌合站建设成为了一项重要内容, 《铁路工地混凝土拌合站标准化管理实施意见》的颁布, 为混凝土的质量奠定了较好的基础, 混凝土的质量得到了明显改观。但受施工工艺、现场质量控制、管理以及人员素质等的因素影响, 仍然存在局部强度不足的情形。

2.2 隧道缺陷的原因分析

2.2.1 渗漏水

隧道衬砌渗漏水是隧道最主要的质量通病。一般情况下, 隧道渗漏水可分为涌水、漏水、滴水、渗水;其发生部位主要在拱部、拱脚 (矮边墙) 、施工缝 (衬砌端头) 等。由于目前隧道基本采用复合式衬砌结构, 对施工过程中出现的隧道涌水, 一般会采取专门方案、措施进行处理, 除非特别原因或异常情况, 在隧道运营阶段, 涌水发生的可能性很小。

2.2.2 衬砌裂纹或裂缝

1) 干缩裂纹:混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失, 使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形, 由于受到围岩和模板的双重约束, 变形产生应力, 当应力值超过混凝土的抗拉强度时, 就会出现干缩裂纹。其影响因素主要有:水泥品种、用量及水胶比, 骨料粒径的大小、级配, 外加剂的品种和掺量。

2) 温度裂纹:水泥在水化过程中要产生大量的热量, 在混凝土内部和表面形成较大温度梯度从而产生应力, 当温度应力超过混凝土内外的约束力时, 就会产生温度裂纹。它的产生与衬砌厚度、水泥的品种、用量有关。

3) 荷载变形裂纹:如仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净, 混凝土浇筑后, 基底易产生不均匀沉降;衬砌模板台车和挡头板固定不牢固、过早脱模、或脱模时混凝土受到较大的外力撞击都易产生变形裂纹。

4) 施工缝:施工过程停电或机械故障往往会使混凝土的浇筑过程被迫中断甚至严重超过混凝土的初凝时间, 继续浇筑时, 由于施工工艺的问题往往对原浇筑混凝土的表面未进行凿毛处理, 或处理后冲洗不干净, 同时未铺设砂浆垫层的情况下就开始在原浇筑混凝土表面浇筑新的混凝土, 使两次浇筑混凝土出现施工缝。

衬砌混凝土产生的裂纹对隧道的结构和开通运营安全造成了极大的威胁, 一方面裂纹处易产生应力集中;另一方面对于电气化铁路而言, 由于裂纹处地下水的渗漏, 直接影响着隧道内铁路机车电力接触网、其他电力、通信、信号及其设备的安全使用和寿命。

2.2.3 二次衬砌厚度不足的原因

1) 支护是隧道的关键环节, 衬砌的施作和有关参数的选择也是重要因素。若隧道开挖不够平整, 衬砌背后与围岩不密贴或回填不密实, 长期运营之后, 由于水的侵入或风化而破坏衬砌结构, 尤其是拱部, 若施工控制不严, 就会出现拱部的开裂或掉块。另外, 由于设计误导或施工控制不严, 导致衬砌厚度不足, 影响结构安全。

2) 防水板铺设质量不过关, 铺设时未控制好松弛度, 导致防水板浇筑混凝土后过紧, 呈扯拉状导致防水板后形成空洞, 而引起二次衬砌厚度的不足。

2.2.4 初期支护及二次衬砌背后脱空

脱空的主要原因是因防水板 (含土工布) 铺设松弛度控制不好, 绷得太紧, 边墙、拱腰混凝土浇筑过程, 随浇筑进行, 边墙部位防水板受拉紧绷, 致使拱部防水板下沉;或因初喷混凝土基面平整度控制较差, 不能紧贴初期支护基面引起;或因防水板或防水板固定不牢 (暗钉圈间距过大) 发生位移等造成。

2.2.5 仰拱或隧底虚碴

仰拱或隧底虚碴的出现一般是由于在仰拱混凝土施作前清底不干净, 存在部分虚碴或对积水抽排不及时, 而在浇筑混凝土时又未采取相应的集水坑等的工艺措施, 致使出现仰拱或隧底虚碴。

2.2.6 二次衬砌混凝土局部强度不足

二次衬砌混凝土局部强度的不足不具有普遍性, 其原因归结于施工工艺过程的控制, 如局部振捣不密实, 遇有施工缝时的随意处理等。

3 隧道缺陷整治的基本原则及整治的有效方法

3.1 隧道渗漏水的处理基本原则及整治方法

3.1.1 隧道渗漏水的处理基本原则

隧道渗漏水整治采取“拱部以堵、边墙以排为主, 防、堵、截、排相结合”的原则。根据渗水情况可分为面渗、点渗、施工缝渗漏等。

3.1.2 隧道渗漏水的整治方法

纵观多种资料和工程实践经验, 具体处理方案主要分为分引排法、凿槽或注环氧树脂浆液封堵法等堵排结合, 因地制宜, 综合治理的方法处理。

1) 面渗、点渗的处理措施。对于二衬局部渗水为面渗或点渗时, 采取注浆堵水的措施, 在渗水处布设注浆孔 (见图1) , 进行注浆堵水, 同时在衬砌侧壁凿槽埋管, 埋设透水软管接通至墙脚盲管内, 沟槽采用抗渗强度较高的砂浆回填密实 (见图2) 。带有承压水应进行引排处理。对于渗漏水的集中段, 采取每5m开槽设暗沟排水。

2) 施工缝及二衬裂缝渗漏水处理措施。 (1) 对于环向施工缝的渗水处理:在渗水处打孔至二衬背后, 埋设盲管将衬砌背后积水引排至水沟, 盲管周围用高强度及抗渗性能较高的水混砂浆充填密实。渗水部位较高时, 沿施工缝从渗水源头凿开沟槽, 埋设透水软管接通至墙脚盲管内, 沟槽采用抗渗强度较高的砂浆回填密实。 (2) 对于纵向施工缝渗水的处理:沿纵向掏槽埋设透水软管汇积渗水引排到水沟内。 (3) 仰拱施工缝的渗水处理:在渗水的施工缝处凿沟, 埋设透水软管将水引至排水沟内, 然后沟用高强度混凝土回填密封施工缝。 (4) 衬砌裂缝的渗水处理采用凿槽嵌补和骑缝锚杆的方法进行处理。施工缝及二衬裂缝渗漏水处理措施见图3、图4所示。

3.2 衬砌裂纹或裂缝的处理原则及整治方法

3.2.1 衬砌裂纹或裂缝的处理基本原则

衬砌开裂采用锚固加强方案, 即通过锚杆的作用将隧道衬砌和周边围岩紧密地联系在一起, 形成一个共同受力的整体, 抑制衬砌裂纹的进一步发展处理。

3.2.2 衬砌裂纹或裂缝的整治方法

隧道纵向、斜向裂缝按裂缝宽度分类采取不同的整治措施:

1) 裂缝缝宽≤0.3mm时, 进行封闭处理。清洗干净裂缝表面, 把缝两侧50mm范围擦拭干净并保持干燥, 然后刷涂环氧树脂浆液二至三遍, 最后刮抹料、调色料处理混凝土表面, 使颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。

2) 裂缝缝宽>0.3mm但小于或等于1mm时, 采用AB型环氧树脂修补, 详见附图。裂缝处理见图5。

3.3 二次衬砌厚度不足时的处理原则及整治方法

3.3.1 二次衬砌厚度不足时的处理基本原则

对二衬混凝土强度不足地段进一步落实范围、混凝土强度等级后, 研究治理方案。对于二衬观感质量良好、实际衬砌厚度小于5cm设计厚度的部位, 应根据现场实际围岩及二衬混凝土实际强度进行受力验算, 满足要求时, 可不做处理。对于衬砌厚度小于设计厚度5cm以上的部位, 针对不同的原因采取相应的处理措施。

3.3.2 二次衬砌厚度不足时的整治方法

1) 对由于初支侵限导致二衬不足的, 对二衬厚度不足之处凿除, 周边混凝土凿毛, 水平方向植筋后, 灌注混凝土 (混凝土强度较原设计提高一个等级) 并预留注浆孔洞, 浇注完成混凝土达到设计强度后填充注浆。

2) 对于二衬背后脱空导致二衬厚度不足的, 采用衬砌背后注浆处理措施。确定空洞位置及大小范围, 每0.5m设置一个钻孔点, 每处不少于3个钻孔点, 梅花型均匀布置在空洞确定范围。注浆示意见图6。

3) 对于部分隧道地段二衬厚度严重不足的, 结合文献[5]进行验算, 确不能满足隧道安全要求时, 需要拆除后重新施作, 以满足隧道安全运营的要求。

3.4 初期支护及二次衬砌背后脱空处理原则及整治方法

3.4.1 初期支护及二次衬砌背后脱空的处理基本原则

对初期支护背后不密实部位, 空洞较小, 面积不大的部位可不做处理。否则, 应采用钻孔压注水泥浆处理;对衬砌背后脱空部位, 采用钻孔压注水泥砂浆或细石混凝土回填处理。二衬修补孔采用高强度微膨胀混凝土封堵。

3.4.2 初期支护及二次衬砌背后脱空的整治方法

1) 初支背后脱空。对于隧道初支背后的空洞采取压浆措施, 在确定空洞位置和范围后, 按梅花形布设注浆管, 压注水泥浆, 待浆液达到设计强度后对二次衬砌进行凿除, 缺口应内宽外窄形成倒梯形, 严格按照要求修补隧道的防水系统, 然后浇注凿除部分的二衬, 必要时对二衬结构进行加强。

2) 二衬背后脱空。隧道个别地段初期支护与衬砌之间存在脱空的现象, 采用φ42mm注浆管对衬砌背后空洞或不密实部位压注水泥砂浆, 钻孔位置避开拱顶接触网导线顶, 注浆压力控制在0.2MPa以内。当注浆压力达到设计终压并稳定5min以上、吸浆量很少或不吸浆时即可结束该孔注浆。为防止压力过大破坏衬砌结构, 在压浆时可分几次压浆, 确保安全 (见图7) 。

3.5 仰拱及隧底虚碴的处理原则及整治方法

3.5.1 仰拱及隧底虚碴的处理基本原则

仰拱底有虚碴地段, 若仰拱厚度满足设计要求, 结合水文地质条件, 采用适宜的压注浆方案治理, 否则将采取相应的处理措施, 以确保满足相关要求。

3.5.2 仰拱及隧底虚碴的整治方法

对隧底有小范围的虚碴时, 核实仰拱底虚碴位置及大小范围, 采用φ42mm注浆管对隧道底不实地段注浆 (见图8) 。注浆管间距0.8~1.0m, 梅花型均匀布置。安设φ42mm马牙扣形钢花管, 要求钢花管与混凝土密实连接, 钢花管底端距虚碴面底面不大于2cm, 注浆压力0.3~0.4MPa。

根据无损检测报告, 如发现大范围的虚碴, 仰拱大面积虚空的段落应进行凿除处理, 现场核定隧道基底浮碴范围, 确定拆除隧道底部结构范围。对隧道基底存在浮碴段采取切割法拆除已有混凝土结构, 清除隧道基底浮碴后, 浇筑比拆除混凝土高一强度等级的新混凝土 (见图9) 。

3.6 二次衬砌混凝土局部强度不足的处理原则及整治方法

3.6.1 二次衬砌混凝土局部强度不足的处理基本原则

对二衬混凝土强度不足地段进一步落实范围, 采用回弹仪等准确获取混凝土强度等级, 并进行必要的分析计算, 根据结果确定治理方案。

3.6.2 二次衬砌混凝土局部强度不足的整治方法

可根据二次衬砌混凝土外观质量, 并结合围岩状况, 具体调查了解, 必要时建议进行安全性验算, 根据其结果及相关强度验收方面的规定并进行现场核对以确定最终整治方法, 但原则上不提倡返工整治。

4 工程实例

某山岭隧道全长3 104m, 围岩以Ⅱ、Ⅲ级为主, 进口端约427m的Ⅴ、Ⅵ级, 采用钻爆法开挖, 复合式衬砌。施工过程曾出现小范围突泥、涌水、冒顶。部分地段富水, 需进行专门注浆堵水。在施工完成后进行全面检查 (无损检测、钻芯取样、外观检查等) , 共计发现存在各种病害142条, 经多方论证、研究, 分别采取上述对应整治措施, 得到了有效整治, 整体效果良好。

5 结语

鉴于篇幅限制, 文章仅对几种常见隧道质量病害整治技术进行研究, 而未对衬砌混凝土的其它病害如混凝土的蜂窝、麻面、泛砂、表面平整度较差、漏浆、跑模、色差、施工缝错台、限界受侵等进行讨论。针对上述存在问题, 建议在隧道施工中遵循以下要点, 供同行学习、参考。

1) 隧道工程的不确定因素较多, 设计中应坚持“动态设计”[6]理念, 借助于现代科技手段, 获取足够的信息, 完善信息传输系统, 排除隧道施工环境和管理体制的制约, 实现真正意义上的“动态设计”。

2) 针对隧道二次衬砌渗漏水出现的频率及其危害性, 采取设计预防措施, 在隧道设计时应首先做好水文地质勘测, 根据岩体类别、透水性、地质构造、地下水类型、流量、补给条件及洞顶地面形状等进行隧道防排水专项设计, 将结构外层防水与结构自防水紧密结合, 以保证衬砌的使用寿命和运营的安全。

3) 多种因素存在, 设计局部与实际地质不符、处置不当现象时有发生, 建议设计单位在设计勘察时确保地质勘探工作的深度, 准确进行隧道围岩类别评价, 为支护结构设计提供依据, 尽可能地使实际地质情况与设计截面相适应, 降低结构受力与设计的严重不符而留下的隐患。

4) 为了提高混凝土的质量, 对混凝土原材料如粗骨料、细骨料、胶凝材料、外加剂等的质量进行严格把关, 强化进场验收程序, 响应原铁道部工程管理中心的颁布《铁路工地混凝土拌合站标准化管理实施意见》, 以标准化拌合站建设为契机, 以提高混凝土的质量和性能为目标, 实现各项管理工作的标准化。

5) 采用先进、可靠的量测仪器, 准确、适用的监控量测手段, 认真进行地表观测、拱顶沉降和水平收敛、应力应变等的量测, 完整收集和整理量测结果, 实时掌握隧道施工期间的围岩变形和支护结构的受力特点, 及时分析量测数据, 及时将量测数据反馈至动态设计中去, 将超前地质预报资料与施工实际揭示地质对比、结合, 使设计尽可能地符合现场实际地质条件。

6) 人的因素仍然是隧道工程的最终质量的决定性因素, 所有的环境因素、施工因素、工艺因素都归结于人的素质。根据近多年来的铁路工程建设经验, 推荐和推广架子队管理模式的有效运行, 是工程质量的有效保障, 结合铁路建设管理标准化的要求, 完善管理人员中的组织保证体系、质量管理体系和安全管理体系, 从施工过程控制施工结果, 达到铁路工程的健康、安全、高效的运营。

参考文献

[1]何伟奇.新建隧道质量缺陷整治与防治[J].铁道工程学报, 2002 (1) :55-58.

[2]刘江华.乌鞘岭特长隧道衬砌裂纹的监控量测与整治[J].施工技术, 2006, 35 (S2) :166-168.

[3]刘会迎, 宋宏伟.隧道渗漏水成因分析及治理措施研究[J].重庆交通大学学报 (自然科学版) , 2007, 26 (4) :54-56.

[4]TB 10417—2003铁路隧道工程施工质量验收标准[S].

[5]孙克国, 李术才, 张庆松, 等.特长山岭隧道衬砌监测及模拟研究[J].岩石力学与工程学报, 2007, 26 (S2) :4465-4470.

3.谈铁路隧道防水施工技术 篇三

关键词：铁路隧道；水害问题；原因；措施

在我国市场经济的推动之下，铁路建设得到了快速发展，隧道工程的数量也在不断增加，因此保障铁路隧道安全运营具有非常重要的意义。在铁路隧道运营过程中要做好状态检测工作，针对存在的水害问题及时采取有效治理措施。通过相关研究后发现，水害问题在隧道工程中普遍存在，可称为“万害之源”。如果是在隧道建设过程中出现水害，将会严重影响到工程施工质量，增加施工的难度；如果是在隧道运营过程中出现渗漏水问题，就很可能造成衬砌裂损、隧底吊空等病害，从而影响到隧道工程的安全运行。因此，必须加强对隧道工程水害问题的治理，保障隧道工程的安全运行。

1铁路隧道的水害问题原因分析

根据相关调查数据，在我国现有的运营铁路隧道中，大约有70%的隧道存在水害问题，而该问题的根本原因在于设计方面存在缺陷。铁路隧道属于永久性建筑物，其设计基准期一般为80～100年。在运营初期，质量良好的铁路隧道不会出现水害问题。如果在隧道建设前缺乏完善的地质勘查，工程和水文地质资料不足，进而无法准确判断隧道所经断层带、破碎带的位置，则必然会影响设计方案的合理性和可靠性。因此，即使只有部分铁路隧道经过的部分地段属于富水地层，但如果处理不当，则同样会给整座隧道带来很大的危害。

铁路隧道的建设的基础就是防水材料，我国防水材料的研发和生产，都走在世界的前列，相比于发达国家并不落，但由于施工人员及施工流程等种种原因，导致防漏水效果并不理想，并且，铁路隧道一但出现渗漏水现象，就需要整修，整修工程更为浩大，而且整修的效果也不一定就能够理想，因此在隧道的建造期就应当做好防水工作，避免使用中出现事故从而造成不良后果。在铁路隧道使用中出现渗漏水现象的主要原因可归纳为以下几点：

1.1使用的防水材料质量不高。我国的防水材料市场很是繁荣，各类繁多，品种多样，但总的来说高档产品的数量较少。同时由于我国铁路建设的迅猛发展，对相关防水材料量的需求也在逐年攀升，这有效的带动了防水材料生产企业的活力。但发展的同时，有些企业只注重经济效益，不在质量的高低，它们在生产的过程中，节省原材料，以次充好，简化工序，寻求高效，同时，为了节省开支，并未聘请专业的防水材料生产技术人员，生产技术水平严重不达标，这就造成了防水材料市场混乱，假冒伪劣产品的横行，防水材料的质量得不到保障，拉低了市场产品的整体水准。与此同时，铁路建行部门采购管理不规范，对所采购的防水材料没有把好质量关，导致某些不达标产品应用到了实际的施工中，严重影响了铁路隧道防水施工的质量。

1.2设计及施工不尽合理

在铁路隧道投入建设之前，要进行方案的设计制定，而针对于防水设计没有配备专业的人员进行，面对多样化的防水材料选择起来也比较困难，设计人员们只能凭借以往经验，以及地质勘探结果，再结合防水材料的技术参数进行选择，最后实施的设计方案能否真正符合实际情况的要求，各项作业指示能否达标，都存在未知性，给隧道防水工作带来严重的危害。同时，施工队伍也存在着诸多的问题，施工人员有一部分是铁路建设企业原本的职工，但如果遇到工期紧张，以及施工地点偏远等问题时，往会采取就地招工的方式来解决，新招进的工作人员没有施工经验，更没有专业作业技术，甚至不能完全掌握如何使用施工设备，根本无法保证工程质量。此外还有很多施工不合理的地方，它们共同影响着铁路隧道防水施工的质量。

2铁路隧道水害问题的整治措施

从目前的状况看，对于铁路隧道水害问题的整治，主要通过“防、排、截与堵”等相互结合的方式，因地制宜，综合治理，形成了相对完善的隧道治水体系。

2.1“防”

对于水害问题的整治，预防措施是非常重要的。以新建隧道为例，衬砌防水多采用防水混凝土或外贴式防水层，考虑到实际应用效果，外贴式防水层是铁路隧道防水施工最常用的措施。但如果铁路隧道出现水害问题，采用增设外贴式防水层的措施处理是不可能的。因此，可以增设内防水层。在实际施工中，内防水层的作用不是阻挡水流进入衬砌内部，而是阻止其进入隧道。

设置内防水层的方式有以下3种：①涂刷相应的防水材料。比如橡胶沥青、橡胶水泥等。②刮压内防水层。多以R料作为防水层材料，其优点为无毒无味，可在潮湿环境下施工，且价格相对低廉；缺点为必须做好养护工作，否则很容易影响防水效果。③喷涂内防水層。喷涂材料多为水泥砂浆、阳离子乳化沥青等，水泥砂浆具有施工简单、价格低廉和耐久性好等优点，但抗裂性和抗渗性相对较差。其中，阳离子乳化沥青的优点为可在潮湿界面施工、材料延伸率大、抗裂性和弹性较好等，但需要在防水层外设置相应的保护层，以确保可充分发挥其功能。

2.2“排”

排水是水害治理的有效方法之一。对于铁路隧道而言，可通过在衬砌外设置岩石暗槽、盲沟和排水沟等，或在衬砌内设置泄水孔、引水管等设施，将水流引入排水沟中，并增设相应的深水沟。在长度长、空间大的隧道中，如果排水沟无法满足排水要求，则应增设或疏通原有的平行导坑；在寒冷地区的隧道中，必须增设防寒泄水洞等，以减少或排出隧道内和衬砌后的积水，从而根除或减轻铁路隧道的水害问题。

2.3“截”

对于地表水比较丰富的浅埋隧道，如果地表沟谷或坑洼位置的积水和渗水会对隧道造成影响，则可采用疏导积水、填平沟谷或砌沟排水等措施，在隧道洞顶地表形成良好的排水系统，从而截断地表水，避免其流入隧道中。同时，也可以在洞口仰坡设置排水沟和截水沟，并确保其保持良好的状态；对于地下水比较丰富，但隧道内部没有排水沟或排水沟深度不足的隧道，应增设水沟，或将单侧沟改为双侧沟，以排出基底下的积水，从而确保隧道底部的干燥和稳定。

2.4“堵”

对于铁路隧道水害问题而言，可按照流量、面积，将渗漏水分为点、线、面三种类型。其中，点状漏水可采用注浆堵漏的方式处理，注浆方式包括衬砌内注浆、衬砌背后注浆，应根据渗漏产生的原因和渗漏的严重程度合理选择。此外，还应合理选择注浆材料，确保其凝结时间、固结强度、抗渗性、耐久性、黏结力等符合标准。通常而言，衬砌内注浆使用的注浆材料多为超细水泥浆液或以聚氨酯为代表的化学浆液；衬砌背后注浆使用的注浆材料多为水泥水玻璃浆液。

线状漏水可采用在剔槽加设排水盲沟，并结合弹性密封材料封堵的方法。常用的封堵材料包括改性沥青、聚氨酯密封胶和遇水膨胀型防水密封胶等。

面状渗水可采用上述的防水措施，并增设相应的防水层。在施工时，必须保证防水层材料的抗渗性、膨胀性和弹性，确保其能与基层牢固黏结。常用材料包括各类防水砂浆、改性沥青涂料和聚合物水泥砂浆等。

3结束语

综上所述，在铁路隧道运营的过程中，水害是一种十分常见的病害，威胁着隧道的安全。因此，铁路管理部门应充分重视水害问题，采取合理、有效的措施整治该问题，从而确保隧道的安全、稳定运行。

参考文献

[1]俞翰斌，马伟斌.铁路隧道运营状态评估及病害整治措施[J].中国铁路，2013（07）：21-24.

[2]范军.铁路隧道防排水施工初探[J].中国新技术新产品，2012（11）：49.

4.铁路隧道四新技术总结 篇四

摘要：介绍了铁路隧道在施工和运营中常见病害的种类及造成的危害，分析了各种病害的成因，提出了隧道病害的治理技术和防范措施。 关键词：铁路；隧道病害；防治技术

中图分类号：U457+.2 文献标识码：C 文章编号：1007—6921(2009)23—0093—02

隧道是铁路线路穿越山岭的主要手段，在运营中常常会出现对隧道安全运营有重要影响和威胁的病害。因此，在隧道规划和设计阶段要预防可能的病害，进行合理设计；在施工阶段要采用合理的施工工艺、方法、措施和材料，最大限度地提升隧道的工程质量；在隧道运营阶段要及时检查、发现病害，分析病害成因，采用合理的整治和维护方法。这样，才能保证铁路隧道工程的安全、畅通运营。 1 隧道常见病害种类和成因分析

隧道病害根据成因的不同，包括水害、衬砌裂损、衬砌腐蚀、隧道冻害等多种。

1.1 隧道水害

隧道水害是指在隧道修建和运营过程遇到的水的干扰和危害，是最常见的隧道病害。主要指围岩的地下水和地表水以渗漏或涌出的形式进入隧道内造成的危害。隧道渗漏水对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围环境产生诸多不良影响，降低使用寿命，威胁运营安全。轻则造成洞内空气潮湿，影响施工人员身体健康，机械设备锈蚀，绝缘设备失效，电路短路，漏电伤人；重则导致人员伤害，冲毁洞内机械设备，形成塌方，淹没工作面，中断施工，造成重大经济损失。造成水害的原因主要有以下几个方面：

1.1.1 隧道开挖对地下水的影响：①隧道开挖会引起围岩应力的释放和重分布，改变围岩的力学特性及水的泾流路线，造成四周的水向隧道内汇集和积聚，使隧道处于地下水的包围中，给隧道渗漏水创造了条件；②隧道四周地下水渗流场的改变，进一步引起应力场的不断调整，可能引起的局部应力集中、地层不均匀沉降或滑移面活动都将对隧道结构造成破坏，使得衬砌结构出现裂缝等，形成渗漏水通道，产生渗漏水；③隧道开挖可能引起的古滑坡复活或新滑坡、或矿产采空区失稳、或大的塌方、或大量失水后的地面沉陷以及地震或人为诱发地震等都会破坏隧道衬砌结构，引起隧道渗漏水病害。

1.1.2 混凝土施工中产生的渗漏水通道：①混凝土浇筑时水灰比过大，形成开放性毛细泌水管路；②混凝土拌和物和易性不佳、混凝土质地不够均匀、水泥浆未能与骨料表面很好黏结、未能很好灌满捣实产生疏松层或留下各种外形的缝隙与孔洞，形成透水缝隙；③衬砌混凝土材料中有杂物，腐烂后形成缝隙或孔洞。在两环混凝土接缝部位，由于挡头板未拆除干净，腐烂后形成缝隙而漏水；④“三缝”处理不当，产生漏水缝隙；⑤防水板安装不规范，未处理好防水板的接缝和破损部位，导致渗水，排水管路堵塞。 1.2 衬砌裂损

隧道衬砌是承受地层压力、防止围岩变形坍落的工程主体建筑物。地层压力的大小，主要取决于工程地质、水文地质条件和围岩的物理力学特性，同时与施工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。由于形变压力作用、松动压力作用、地层沿隧道纵向分布及力学性态的不均匀作用、温度和收缩应力作用、围岩膨胀性或冻胀性压力作用、腐蚀性介质作用、施工中人为因素、运营车辆的循环荷载作用等，使隧道衬砌结构物产生裂缝和变形，统称为隧道衬砌裂损病害。衬砌裂损是隧道病害的主要形式，隧道衬砌裂损破坏了隧道结构的稳定性，降低了衬砌结构的安全可靠性，影响隧道的正常使用，甚至危及行车安全。衬砌裂损变形的主要危害有：①降低衬砌结构对同岩的承载能力；②使隧道净空变小，侵入建筑限界，影响车辆安全通过；③拱部衬砌掉块，影响行车和人身安全；④裂缝漏水，造成洞内设施锈蚀，道床翻浆；⑤铺底和仰拱破损，基床翻浆、线路变形。

1.3 衬砌腐蚀

衬砌背后的腐蚀性环境水，容易沿衬砌的毛细孔、工作缝、变形缝及其他孔洞渗流到衬砌内侧，成为隧道渗漏水，对衬砌混凝土和砌石、灰缝产生物理性或化学性的侵蚀作用，造成衬砌腐蚀。隧道衬砌腐蚀分为物理性侵蚀和化学性腐蚀两类。隧道衬砌腐蚀使混凝土变酥松，强度下降，降低衬砌的承载能力，还会导致钢轨及扣件腐蚀，缩短使用寿命，危及行车安全。产生腐蚀的3个要素：①腐蚀介质的存在；②易腐蚀物质的存在；③地下水的存在且具有活动性。1.4 隧道冻害

隧道冻害是寒冷地区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起的影响隧道安全运营和附属物正常使用的各种危害。隧道冻害会导致衬砌冻裂开胀，甚至疏松剥落，造成隧道衬砌结构的失稳破坏，降低衬砌结构的安全可靠性，严重影响运输安全。常见的隧道冻害种类有：隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰椎、水沟冰塞、线路冻起等。冻害形成的主要原因有：寒冷气温的作用；季节冻结圈的形成；隧道在设计和施工时，对防冻问题没有考虑或考虑不周，造成衬砌防水能力不足；洞内排水设施埋深不够、治水措施不当，都会造成和加重运营阶段隧道的冻害。 2 隧道病害的整治技术

2.1 常用的整治隧道水害的方法

①注浆堵水；②向衬砌背后围岩注浆；③向衬砌内部注浆；④向基底注浆；⑤增设内防水层。

内防水层虽然不能阻止水流进入衬砌内，但可阻止水流进入隧道内。增设内防水层的方式有3种：①刷涂；②刮压；③喷涂。 2.2 衬砌裂损病害整治措施

裂缝整修，衬砌背后空洞压浆，底版的稳定处理，换拱、换边墙。 2.3 隧道衬砌防腐蚀措施 主要从搞好勘测设计着手，掌握隧道工程地质和水文地质资料，查明环境水含侵蚀性介质的来源和成分，在正确判定其对衬砌混凝土侵蚀的程度的基础上，因地制宜地采取防治措施。针对隧道腐蚀产生的原因和条件。目前，对隧道侵蚀采取的防治措施主要有以下几种：①提高衬砌的密实度和整体性；②外掺加料法；③选用耐侵蚀水泥；④加强衬砌外排水措施；⑤使用密实的与混凝土不起化学作用的材料，在衬砌外表面做隔离防水层；⑥采用与侵蚀性环境水不起化学反应的天然石料砌筑衬砌；⑦向衬砌背后压注防蚀浆液；⑧使用防腐蚀混凝土。 2.4 隧道冻害的防治

基本措施是综合治水、更换土壤、保温防冻、结构加强、防止融坍等，可根据实际情况综合运用。 3 结论

隧道病害是非常普遍的现象，其原因是多方面的，既有地质、环境方面的客观因素；也有施工、设计方面的人为因素。隧道病害一方面大大恶化了施工条件和铁路运营条件，另一方面直接威胁到隧道的结构和运营安全。隧道病害的整治必须各种技术综合运用，提高隧道修建的技术水平；治理的时机应选择在施工期进行，要坚持“一次根治、不留后患”的治理原则。 ［参考文献］

［1］杨新安，黄宏伟.隧道病害与防治［M］.上海：同济大学出版社,2003.33～35.

［2］郑晋文.关于隧道渗漏水处理的研究［J］.科技情况开发与经济,2004,(1):43～46.

［3］金海.关于隧道衬砌产生裂缝的原因及防治［J］.西部探矿工程,2005,(10):31～33.

5.铁路隧道四新技术总结 篇五

自国家进入新世纪以来，在各领域中的技术水平正在不断提升，而细化到铁路隧道施工领域中也呈现出施工技术的不断优化和施工难度不断提高的态势。针对这一局面，在当今的铁路隧道施工过程中使用更为科学的风险管理技术，最大程度降低施工中产生风险的可能性，是工程施工顺利进行的关键，也是施工单位完成工程目标，同时达到最大化经济利益的重要措施。

1工程情况简介

乌岩山隧道位于浙江省温岭市大溪镇境内，隧道总长度为6208m，根据列车行驶速度200km/h的规格开展单洞双线铁路隧道施工。隧道通过的地质情况较为复杂，断层破碎带较多，裂隙水发育，软弱围岩所占比例较大，造成施工的难度及风险巨大。该铁路隧道穿过丘陵低山区，断裂构造十分发育，辅有平缓的褶皱构造，主要岩体有凝灰岩、泥岩和花岗岩等，隧道最大埋深为480m。除断层带外隧道进出口各300m范围围岩等级较差。隧道施工过程中，严格按“新奥法”作业，该方法从岩石力学的观点出发，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法和原则。为了保障隧道施工过程的安全，施工方建立了一套较为全面的安全生产管理办法，并指派相关人员开展了安全管理工作，最大限度地降低该隧道工程在施工过程中可能出现的风险。

2该铁路隧道工程施工中使用的风险管理办法

2.1铁路隧道工程风险的识别导致风险发生的原因是促使风险事件发生概率和损失幅度增加的因素，风险识别是对工程项目中的风险进行确认和分类，工作中应以收集各工序的风险作为主要途径，以相关经验及资料整理作为辅助途径。根据工程开工前展开的施工调查揭示，在该工程当中，主要存在以下较突出的问题。

2.1.1该铁路隧道洞身横穿了多条地域性断层岩层并受此影响，在隧道内施工过程中，隧道岩体非常容易发生碎裂现象，并且该种岩层十分易于水的贮存，所以在施工过程中，有发生坍塌和突水突泥事故的可能。

2.1.2因为该工程当中最大深度为480m，按照相关理论公式进行推算，在隧道最深处的温度可能达到34℃以上，在高温高湿的条件下，给技术人员的施工带来了很大的困难。

2.1.3相关勘察人员分析，在此工程中存在有泥岩地质结构，含硫化氢地层，因此在隧道洞身可能存在有天然气气体的聚集，对施工人员的生命安全构成威胁。

2.2采取的风险评估办法按照《铁路隧道风险判定和管理办法》当中建议使用的风险评估办法，并结合该铁路隧道工程的实际情况，使用了下列风险评估办法：2.2.1风险打分。风险打分是按照铁路隧道设计、施工过程中的实际状况，把铁路隧道在施工过程中可能发生的潜在风险归纳成设计类、地质类、施工方法类等多个部分，对这些部分中可能发生的风险以评分的方式进行风险判定，最后根据总的评分结果，对该隧道的整体风险进行全方位评定。

2.2.2专家分析法。专家分析法是施工方和相关工程方面的专家取得联系，并对该工程中可能发生的安全问题向专家进行询问，并让专家对工程中的风险给出判定的方法。这种方法是使用归纳统计的办法把多数人的意见和少数人的意见全部进行考虑，很好的避免了其他风险评估办法中涵盖面不全的弱点。使用此办法的流程有以下四个方面：（1）把该项目工程的基本状况和施工方所提出的问题提供给专家；（2）以成立调查组的方式提出个人意见，分析时对各方的意见进行整合；（3）将整合的结果返还给专家，专家就所整合的意见再提出自己的看法；（4）重复以上过程多次之后，意见就会趋于统一，这便是施工范围在后续施工作业中进行决策的根据。

2.3铁路隧道的风险评估程序

2.3.1针对起始风险进行判定，相关技术地质勘探人员列出该工程当中的潜在风险表，并在此基础上创建工程层次模型。

2.3.2使用层次分析与专家调查的方式对潜在风险表中可能存在的风险进行分析，并对风险系数进行判定。2.3.3由专家对起始风险中所指出的风险产生的可能性进行评定，并分析这些风险发生后可能出现的后果，最终得出各大起始风险的等级。

2.3.4施工单位根据收集获取的可能发生的风险与后果，商讨出与之匹配的施工方式和解决方法。

2.3.5施工方还需要针对该项工程开展一次再评估，分析可能出现的其他潜在风险。

2.4工程中主要风险等级认定

2.4.1隧道起始阶段的风险。在起始施工阶段，重点要求做好各项检查准备工作，针对此次风险判定的核心内容也正是关于安全风险方面，并将产生安全事故的可能性作为最重要的风险判定目标。在对该工程风险判定的过程中，考虑到岩层极为破碎，岩层自稳能力极差，所以在对周围环境影响的风险判定上，等级为极高风险。

2.4.2隧道入口处的风险。在该铁路隧道的入口处，山体是剥蚀中低山型地质，这种地质存在风蚀断裂的地层，在自然环境中，该地势的坡度大约在50°～60°，并且因为植被的发育，导致这些地区的岩层较为松散，覆盖层薄弱，围岩变形大，施工安全极为不利，所以该段落风险等级定为高度。

2.4.3隧道洞身段的风险。经相关地质人员进行勘察，在该工程铁路隧道洞身当中，岩层因为受到风化现象十分严重，因此不具有较高的完整性，施工环境较差。同时，在隧道中含有水，一旦操作不慎，很有可能造成安全事故。该段落中断层破碎带以及可能的天然气涌出地段定为极高风险，其他段落定为中度风险。因此做好超前地质预报尤为重要，重点做好钻爆施工、支护方式、衬砌类型、通风排水等方面的工作。

2.4.4隧道出口处的风险。该铁路隧道的出口处位置在斜坡之上，地形极为陡峭，并且斜坡之上覆盖有厚度为0.5m左右的粉状黏性土壤，在粉状黏性土壤之下为砂岩性岩层。因此在隧道出口处，地质环境增加了施工难度，整体施工安全形式严峻，该段落风险等级定为高度。

2.5构建完善的风险管理体制

开展铁路隧道施工的前期，建立完善的风险管理体制，是工程管理当中一项十分重要的部分，因此在项目开展前，应建立一套完善的风险管理条例，对该工程开展现代化的风险管理。针对铁路隧道施工过程中的每个部门管理人员，开展对应的责任划分，以求提高管理人员对于风险管理的主动性。

3减少该铁路隧道工程风险采取的控制措施

3.1总体措施

3.1.1在施工过程中，安排相关技术人员对周围环境进行实时监测，并针对之后开展施工的区域进行地质环境的预报工作。对该铁路隧道工程中可能发生坍塌、突水突泥、危险气体过高的区域，施工方在开展施工之前需要进行风险评估，并在此基础上，制定完善的处理预案，以保证工程施工人员的生命安全。

3.1.2工程施工技术人员在开展正式施工前，一定要进行全面的安全教育和发生事故之后的自救应急教育。同时在施工过程中，施工方需要为工程施工人员添置相关的安全设备，保障施工的安全开展。

3.1.3在该工程的高危地段，提高一级支护等级，进行不间断监测，及时调整施工工艺，力求最大程度降低工程施工中可能存在的潜在风险。

3.2具体办法

3.2.1对全体施工及管理人员进行各专业针对性的岗前培训并进行考核，考核合格后才能进入岗位工作，坚持特种作业人员持证上岗，作业设备运行保养良好，建立完备的人员考核、设备登记保养制度。

3.2.2该工程的铁路隧道出口位置由于地理环境较差，施工较为困难。因此在开展施工之前，在该地段的临时边坡处进行了相关防护施工，同时增强坡顶处的排水作业，以求保障施工人员的生命安全。

3.2.3在隧道出口和入口处进行开挖的过程中，为了保证围岩的整体稳定性，并未使用强爆破手段，而是加强管棚支护及预注浆处理，避免了发生隧道坍塌的可能。3.2.4指派了专业勘探人员对施工隧道的地质情况进行全方位预报，全过程建立预警机制，在断层破碎带、节理发育岩体破碎地段进行综合超前地质预报，加强围岩量测，实行信息化施工，通过对数据的分析和处理，及时反馈指导施工，防止坍塌等事故。

3.2.5富水地段采用“以排为主”，“防、排、堵、截”相结合，“因地制宜，综合治理”的原则；裂隙水发育和水环境要求严格的地段，采用“以堵为主、限量排放”的原则组织施工。3.2.6在施工过程中发生事故的先期预兆时，果断采取相应的应急措施，并立即停止施工，将作业人员组织撤出。

4结语

综上所述，在铁路隧道施工的过程中，进行安全风险管理对于保证施工人员的生命安全，保障建设各方的综合利益有着显著的意义。因此铁路隧道施工时，应准确地分析与评估出各类风险问题，编制切实有效的防控计划，并将风险监测、监督管控、查漏纠偏等工作进行循环改进，以完善的管理机制作为保证，并始终贯穿于隧道施工的整个过程，才能使工程安全质量得到较好的保障。

参考文献:

6.铁路隧道四新技术总结 篇六

新万山寺铁路隧道进口段进洞施工技术

主要介绍了达成铁路新万山寺隧道进洞施工方法,通过采用边仰坡加固、超前小导管注浆、环形开挖预留核心土等简单措施取代复杂的.大管棚施工方案,既节约了施工成本又加快了施工进度,同时保证了隧道进洞的顺利完成.

作 者：刘红 Liu Hong 作者单位：中铁十八局集团第六工程有限公司,天津,300222刊 名：国防交通工程与技术英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年，卷(期)：20097(3)分类号：U455.4关键词：隧道 进洞 小导管注浆 环形开挖预留核心土

7.铁路隧道四新技术总结 篇七

岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层进行化学和机械性侵蚀破坏、搬运、沉积作用形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。岩石的的可溶性和裂隙性以及水的侵蚀性和流通性是岩溶发育的基本条件。我国岩溶地区分布广泛, 随着我国高速铁路建设项目的不断发展, 在岩溶地区开展隧道工程施工已不断增加。岩溶地区的地质条件复杂, 溶洞发育, 通常在向斜构造比背斜构造岩溶发育强烈, 向斜构造的核部岩溶发育比两翼强烈, 背斜构造两翼比核部岩溶发育强烈。岩溶对隧道的影响主要表现为结构物部分及全部悬空, 大大降低隧道使用的可靠度, 溶洞填充物外涌, 给施工造成困难和安全隐患, 季节性的岩溶洞穴涌水, 给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素[1,2,3]。在岩溶发育地区修建隧道过程中, 如何保证工程安全、可靠、顺利的穿越岩溶区的处理技术方案是设计和施工技术人员必须研究和解决的重大课题。

对于隧道穿越岩溶问题, 特别是处理隧道基底岩溶问题, 已有较多问题进行了研究, 李治国[4]提出了岩溶处理原则和不同类型岩溶的处理方法;张民庆等[5]对宜万铁路的典型岩溶进行了总结, 并讨论了不同类型的岩溶治理实例;施政[6]、欧振祥[7]、马涛[8]对铁路隧道岩溶的处理技术进行了探讨;刘小兵[9]、夏桂云[10]探讨了隧道穿过大型溶槽地段时, 采用地基梁结构的处理方案。以岩溶洞穴与隧道的相对位置和距离而言, 岩溶位于隧道上方或侧翼时, 该类岩溶一般较容易进行处理, 但当溶洞位于隧道底部时, 则处理就较为棘手, 需谨慎处理。本文以云桂高速铁路东风隧道DK639+441~+459 m段的基底岩溶作为具体工程实例, 讨论基底岩溶处理的一般原则与方法, 具体的对该隧道以桩基跨越和筏板基础的方法可靠、安全的穿越岩溶危险区, 并满足隧道基底满足地基承载力, 保证列车安全运营。

2 工程概况

东风隧道位于云桂高速铁路, DK639+441~+459段隧道洞身穿过二叠系下统梁山组灰岩夹炭质页岩、砂岩 (P1l) , 岩质软硬不均。强风化区 (W3) , 层厚约为4~6 m, 属于IV级软石, 为C组填料;灰岩弱风化带 (W2) , 属V级次坚石, 为A组填料。炭质页岩、砂岩弱风化带 (W2) 属IV级软石, D组填料。对DK639+441~+459段隧道进行揭示时, 发现隧道底部岩溶强烈发育 (图1) , 隧道底部灰岩中发育串珠状溶洞, 溶洞可分为三层, 第一层溶洞大小为0.3~3.9 m, 第二层溶洞大小为3.1~6.5 m, 第三层溶洞大小为1.3~10.5 m, 溶洞充填物以黏土为主, 溶洞地层描述如下:

(1) 粉质黏土 (Q4ca) :溶洞充填物, 棕黄、棕红色, 软塑状为主, 局部硬塑状, 局部夹20~35%的灰岩质碎石角砾, 属II级普通土。该层厚度较大, 不能够满足隧道基底承载力的要求, 需要进行加固或换填等处理。

(2) 灰岩 (P1l) :灰色, 隐晶结构, 薄~中厚层状, 岩质坚硬, 局部节理及溶蚀裂隙发育, 岩溶强烈发育。溶蚀破碎带 (R3) 厚0~10m, 浅灰、棕黄色, 岩体破碎, 局部杂乱, 围岩呈强风化带和碎块石土夹软黏土, 黏土分布不均匀, 局部有软硬不均现象, 属IV级软石;弱风化带 (W2) 属V级次坚石, 为A组填料。

隧道施工中未见地下水发育, 该溶洞地段属于地下水季节变动带, 地表溶蚀洼地较为发育, 旱季涌水量一般较小, 丰水年地表溶蚀洼地雨水汇聚后沿溶洞及岩溶管道下渗形成临时性地下水流, 造成部分充填的软塑状粉质黏土流失, 同时雨季则以“过路水”为主, 运动方向以垂直运动为主。溶洞充填的黏土、隧道围岩及溶洞围岩的物理力学性质如下:

3 岩溶隧道处理一般原则与方法

3.1 岩溶处理一般原则

在岩溶隧道施工过程中, 首先需通过利用地质雷达进行超前地质预报来预测前方是否遇到岩溶洞穴, 判别其规模、大小、相对位置及与隧道的距离, 确定岩溶的工程地质及水文地质特征, 制定针对性的预处理的施工对策, 其处理方案必须以安全为主题, 兼顾经济、可靠性, 因此岩溶的治理方案必须严格遵从“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营”的3个基本宗旨, 坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、紧衬砌、勤量测”的原则通过岩溶地区。根据国内外岩溶隧道的施工经验, 岩溶主要需遵循采取以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理的原则:

(1) 以疏为主, 始终坚持对岩溶水进行疏导, 尽量不改变岩溶水的渗流路径, 保持岩溶水的赋存状态, 以保证施工安全及隧道运营的可靠和安全。

(2) 堵排结合, 根据溶洞中的岩溶水与地表水的关系, 尽量切断地表岩溶水的补给, 改变其地表水渗入该溶洞, 同时提高隧道工程的防渗等级, 提高围岩的抗渗能力。在隧道外部地区修建岩溶水径流通道, 使水体能安全快速的通过隧道区, 防止其造成水压, 对隧道产生威胁。

(3) 因地制宜, 综合治理, 需根据隧道所处的工程地质和水文地质条件及周围环境条件, 采取多种方法进行综合治理。

3.2 基底岩溶处理方法

在岩溶隧道施工过程中, 应综合考虑岩溶的洞穴充填特征、所处位置、规模大小、水文情况、施工状态等因素进行因地制宜的采取处治措施。对于隧道底部溶洞的处理方法有多种, 主要包括换填封堵、注浆加固、桩基处理、复合地基处理以及筑梁或拱结构跨越等形式。通过对岩溶洞穴规模大小进行分类, 其基底岩溶的处理方式如下:

3.2.1 小型溶洞处理

(1) 当岩溶洞穴位于隧道基底位置且内部无充填物时, 当发育深度<5 m时, 可采用片石混凝土回填的处治方案, ;当发育深度>5 m时, 采用弃碴等进行回填至距基底5 m范围以下部分夯实, 并保证满足承载力及沉降要求, 隧道基底以下5 m采用混凝土回填处治方案, 整个回填过程中必须进行振捣, 保证密实。

(2) 当岩溶洞穴位于隧道基底位置且内部有充填物时, 应在清除岩溶洞穴内的充填物后, 采用C10混凝土或M7.5浆砌片石回填。

3.2.2 大型溶洞的处理

(1) 托梁+板跨方案, 隧道基底必须采取弃碴回填后, 采用“托梁+钢筋混凝土板”的跨越结构, 同时需加强初期支护和二次衬砌的形式。

(2) 型钢混凝土+板方案, 当隧道基底溶洞很深, 而溶洞在隧道纵向的跨度小于3 m时可进行选用。

(3) 钢管群装方案, 当隧道基底溶洞大于较深, 约5~20m时, 可采用钢管群桩加固处理方案。

(4) 桩基+承台方案, 当隧道基底溶洞的纵向发育范围较大, 溶洞发育深度距基底为20~30m时, 可采用桩基+承台方式进行处置, 但必须计算溶洞底部桩基承载力和承台承载力, 确定承台厚度和隧道基底承载力。

(5) 充填方案, 当岩溶纵向发育规模巨大, 发育深度大于30m时, 可采用填筑方案, 以路基形式通过岩溶地段。

(6) 梁跨方案, 当基底岩溶规模较大, 溶洞中充填松软充填物时, 要求不堵水, 需疏水时, 可采用本方案。

(7) 拱跨方案, 对于大跨度的过水型溶洞, 而且溶洞周围岩体相对比较完整, 具有拱跨墩的承载力是, 可以据地质条件进行选择。

4 东风隧道DK639+441~+459段基底岩溶处理措施

(1) 基底岩溶及衬砌处理。据溶洞形态与隧道关系, DK639+441~+459 m段共18m隧底采用桩+筏板基础, 具体如下:钻孔桩桩径1.0m, 桩长17m~22m, 桩间距纵向4m, 横向3.8m, 共14根, 采用C35钢筋混凝土, 桩底嵌入基岩深度不小于2m;桩顶钢筋伸入筏板1m, 桩长从筏板底面处算起;板厚1.5m, 宽13.92m, 长18m。

根据开挖揭示的地质条件及岩溶形态, 并结合隧底岩溶整治措施, 隧道DK639+441~+459 m段扩挖后重新施作喷射混凝土及钢筋网, 采用“直边墙+底板”型式, 同时需进行环向加固围岩, 洞身拱墙、仰拱均采用C35钢筋混凝土, 沟槽身C25混凝土, 盖板C35钢筋混凝土, 仰拱填充C20混凝土, 喷射混凝土采用C25混凝土或C25纤维混凝土。

(2) 防排水措施。隧道DK639+441~+459 m段的地下水对混凝土无侵蚀, 二次衬砌拱部、边墙及仰拱混凝土抗渗等级不低于P10。暗洞初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设EVA平面防水板加无纺布防水;暗洞衬砌拱墙环向施工缝设中埋式橡胶止水带加外贴式橡胶止水带, 仰拱环向施工缝设中埋式橡胶止水带;纵向施工缝设中埋式钢边橡胶止水带加遇水膨胀橡胶止水条;施工缝环向数量按10m一道计列, 纵向施工缝数量按2道计列;两侧边墙脚设φ80纵向透水盲沟, 并每隔5~10m将地下水引入洞内侧沟, 同时要求纵向盲管直接弯入隧道侧沟, 纵向透水盲沟明暗衬砌段分别设置且不得连通。

隧道DK639+441~+459段对地下水采取“以排为主”的设计原则, 对DK639+441~+459 m段环向盲管加密至每3m一环。

5 结论

(1) 岩溶是岩溶发育地区隧道施工过程中的常见不良地质现象, 岩溶处理过程中应因地制宜、综合治理, 对隧道基底岩溶需考虑岩溶规模、大小、充填物情况进行处理。

(2) 隧道基底溶洞处理必须满足隧道基底承载力, 并且应具有足够的刚度, 保证工后轨道沉降满足规范要求。

(3) 本隧道基底岩溶处理方法主要采用刚性比较大的桩+筏板基础通过岩溶区, 对衬砌进加固处理, 配合防排水措施来达到处理岩溶的目的。本文通过对高速铁路岩溶隧道的岩溶治理方案, 为以后类似岩溶隧道设计及施工方案积累经验。

参考文献

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8.铁路隧道四新技术总结 篇八

摘要：随着我国经济水平的不断提升，我国的铁路事业也在这个过程中得到了蓬勃的发展。而在铁路实际建设中，路基以及隧道是两个非常重要的施工环节，对于铁路建设的整体质量具有着非常重要的意义。在本文中，将就铁路路基及隧道施工技术进行一定的研究与分析。

关键词：铁路路基；隧道施工；技术

1 引言

近年来，我国的铁路建设得到了较为快速的发展，其不仅是人们日常出行以及对货物进行运输的重要工具，也是我国现今经济建设的一个重要载体。随着我国铁路施工项目的不断增多，对于铁路施工技术也具有了更高的要求，尤其是在铁路路基以及隧道这两个环节，其施工质量的好坏更将对整个铁路的建设质量产生重要的影响。对此，就需要我们通过对两者施工技术的良好掌握，来获得更好的施工质量。

2 铁路路基施工技术

2.1 基床底层施工

在对铁路路基进行施工时，需要对整个路基填筑范围内存在的草皮、表土以及垃圾等进行彻底的清理，并在全部清理完毕之后再通过压路机的应用进行压实作业。对于铁路来说，其所具有的线路往往较长，在实际施工中也会具有着不同程度的坡度情况，对于较小的坡度来说，则需要对其进行预压工作，之后再在原地面对其进行填筑。在预压的过程中，如果地层出现了松土的情况，就需要我们能够以分层的方式对其进行翻送，之后再进行回填、压实。此外，在对铁路路基施工时，也应当做好地基的压实密度以及系数检测工作，在保证所有检测参数全部满足标准要求之后才能够进行填筑作业。

2.2 路基表层施工

在路基表层施工中，可以按照以下方式进行：运输器材方面，应当使用自卸式类型的汽车对相关材料进行运输。而当施工材料运输到指定地点之后，则要根据现场情况以合理的方式进行堆放，并保证材料的类型、数量等都能够满足施工需求。而在对路基表层进行整平时，也应当做好洒水工作，以此保证在道路施工表层材料上都能够具有一定的含水量，不仅能够较好的起到规避灰尘的作用，还能够进一步提升实际整平效果。而当压实作业全部完成之后，则需要对其进行及时、全面的检测，保证表层施工的填筑厚度以及压实度都能够满足标准要求，如果经过检测发现存在问题、没有符合施工要求，则需要对其进行及时的返修，直到满足施工要求为止。

2.3 软土地基施工

在铁路施工中，由于长度较长，往往会面临到多种多样的施工环境，也不可避免的会遇到不同类型的地质类型。其中，软土地基是我们实际铁路路基施工过程中较为常见的一个问题，由于其土质同正常施工土质相比更为疏松，就需要我们能够在该种环境施工时能够对其采取特定的措施。一般来说，目前我们在对软土地基进行施工时，经常会使用强夯法对基础进行加固。对于该种方式来说，不仅所需要的施工设备简单、施工成本较低，且施工效果也很好，能够较好的满足我们的施工要求。具体操作方式来说，该种方式就是通过巨锤的应用从高处自由下落，并以这种较大的冲击压力使土地瞬间变形，并在夯击点造成裂缝之后在周围形成一种良好的排水通道，以此使土体能够具有更好的固结性，进而使地基承载力能够得到提升。此外，通过这种强夯法的使用，也能够在提升地籍承载力的同时使地基抵抗振动液化的能力也得到了加强，并使黄土所具有的湿陷性特征得到较好的消除，进而更好的提升了铁路路基施工的稳定性。

3 铁路隧道施工技术

在实际铁路施工的过程中，隧道也是非常重要的一个施工环节，尤其是在山区铁路的施工中，更是具有很多的情况需要以隧道方式对铁路进行铺设。在具体施工过程中，则需要施工单位能够在充分联系现场水文、地质情况的基础上选择更为高效、安全的施工方式。

3.1 施工前准备

在实际开展铁路隧道施工之前，需要做好一系列的准备工作，以此避免在施工中出现安全事故以及不安全因素。一般来说，做好对围岩的加固是隧道施工前必须完成的一项工作，即在对隧道挖掘之前，要在充分联系隧道轮廓线的基础上在一定计算之后根据一定比例打入钢管，并将打入的钢管在进行良好连接之后形成对于围堰的一种加固保护。之后，则需要对这部分钢管进行注浆工作，以此使钢管所具有的承载力能够得到提升。此外，在部分地质风化较为严重的地段来说，还应当通过建立大管棚的方式对施工做好保护，避免工作人员在实际施工的过程中因为外界因素出现伤害现象。

3.2 铁路隧道挖掘方式

3.2.1 全断面法

在隧道挖掘的过程中，全断面挖掘方式是一种应用较为广泛的方式。对于该种方式来说，其较为适合应用在部分地质情况较好的路段之中，并通过大型机械设备的应用完成施工。而除了对大型施工设备进行运用之外，该种施工方式往往还需要使用到具有更高效率的加长钻孔台车、装运机械设备以及深孔爆破技术等使挖掘速度得到增强。而对于地质情况较高的施工路段来说，则可以根据实际情况对设备作业时间进行适当的缩短，以此使隧道施工的整体效率能够得到提升。

3.2.2 台阶法

对于台阶法施工方式来说，其主要是根据隧道施工过程中的断面分期进行确定的。对于台阶法而言，其施工方式主要有三台阶七步法以及三台阶预留核心土法。而无论我们使用的是哪一种方式进行挖掘，都需要保证在施工过程中我们所挖掘的台阶之间能够具有一定的距离，而这也正是我们使用这种方式完成铁路隧道挖掘的一项重要原则。一般来说，这种台阶法施工方式更为适合应用在3、4、5级的围岩地段之中。

3.2.3 中隔壁法

采用中隔壁法对隧道施工的基本原则是要把开挖的隧道分成左右两部分进行开挖。中隔壁法对施工路段地质的要求高，其主要应用到4、5级的围岩路段才会体现出中隔壁法的开挖效率，在浅埋地层隧道暗挖的工程也会经常使用中隔壁法进行施工。首先，隧道分为左右两部分，要对一侧的线路开挖，在开挖的过程中需使用喷锚或中隔墙壁进行支护，来确保施工的安全性；一侧线路开挖完成后.再对同一路段的另一侧开挖，而这次开挖的支护手段则与开挖同一路段第一侧的支护手段相同。中隔壁法开挖过程中需要注意的是左右两侧开挖的高度，要根据隧道断面以及开挖路段的地质情况分析，确定最适合的开挖高度。

3.2.4 双侧壁导坑法

目前，对于这种方式来说，其在施工中由于会受到两侧断面以及导坑支护的影响，所具有的施工效率往往较低，且使施工的大型设备无法对自身的优势进行良好的发挥，并因此使挖掘速度出现了较为缓慢的状况。但是对于这种施工方式来说，其却具有着较强的施工安全性。因为我们在使用这种方式进行挖掘时，首先需要在隧道兩侧位置建立导坑，而通过该导坑的建立，则能够在施工开始阶段起到了一个良好的保护、支护作用，之后再对隧道的中上部以及下部区域进行挖掘。总的来说，该种施工方式虽然在具体施工效率方面具有一定的不足，但是却因为其所具有的较高施工安全性而得到了较多的应用，能够有效的避免在施工中出现人员伤亡事件。

4 结束语

可以说，铁路的建设对于我国现今经济发展以及人们的出行具有着非常重要的意义。对此，就需要施工单位能够充分联系施工环境特点，以良好施工技术的选择与应用获得更好的铁路建设质量。

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