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1、铁路隧道病害整治方法探讨随着我国西部大开发战略的实施，铁路建设不断向西部地区延伸，因此对 隧道病害的预防整治具有了很强的紧迫性和必要性。隧道是铁路、道路、水渠、 各类管道等遇到岩、土、水体等障碍时开凿的穿过山体或水底的内部通道，是“生 命线”工程。铁路隧道、公路隧道和地铁隧道属交通隧道，是主要的隧道类型。 我国地域辽阔，自然条件差异很大，隧道所穿越山体的工程地质和水文地质条件 复杂多样，加之隧道受设计与施工技术条件的限制，铁路隧道病害已影响着运输 的安全，制约了铁路运输的健康快速发展。标签：铁路;隧道病害;安全成昆铁路自四川省成都至云南省昆明，全长1134千米，原为国防三线建设 的重点工程，1
2、958年7月动工，1970年7月1日正式投入运营，为中国铁路主 要干线之一。成昆铁路最大的特点就是桥隧相连，每2.5公里一座隧道，每1.7 公里一座桥梁。沿途地势险俊，跨越大渡河峡谷，大凉山，沿金沙江谷地南下云 贵高原，沿途矿产资源丰富。当然，地质灾害也相当严重，为了整治各类病害， 铁路部门每年都要耗费大量的人力、物力、财力，但是对于病害的整治分析我国 还处于相对落后的地位。例如对于已发生病害的隧道，其承载力如何、是否需要 加固，尚没有统一标准，广大的养护、维修人员总是从经验推断病害隧道的可靠 性，从而进行维修加固。在当今社会经济高速发展的情形下，对铁路运输的需求 量在逐渐增大，铁路运输的发展
3、将偏向高速和重载运输。这样就会加重铁路线路 的承载能力，造成铁路线路损害，严重影响铁路运输。铁路隧道在运营中会出现 渗漏水（水害）、衬砌裂损、衬砌腐蚀、隧道冻害、震害和洞内空气污染等病害， 还有火灾威胁。这些病害和危害对隧道的安全、舒适、正常运营有重要影响和威 胁。一、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。隧道渗漏水（水害）对隧道稳定、洞内设施、行车安全产生诸多不 良影响甚至威胁，影响内部结构及附属设施，降低使用寿命，严重时将危害到隧 道及地下工程的运营安全。轻则造成洞内空气潮湿，机械设备锈蚀，电路短路， 漏电伤人;重则威胁人员安全，冲毁洞内机械设备，造成
4、塌方，造重大经济损失。隧道水害的成因是，修建隧道，破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所 穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌的防水及 排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。运营中的隧道在整治水害时应贯彻“防、截、排、堵结合，因地制宜，综合 治理”的原则。常用的整治运营隧道漏水的基本方法有：（1）隧道内适当疏排：在衬砌外面设置排水设施，一般都要凿开衬砌， 扩挖围岩。常用方法：增设盲沟、围岩排水扩孔、增设排水沟。在衬砌内面设 置排水系统，增设泄水孔、引水暗槽、集水钻孔。（2）增设防水层：外贴防水层，常用压注法，通过压力将防水浆液注入 到衬砌外面的超挖回填空隙以及
5、围岩的节理裂隙内，在衬砌外围形成一个防渗 幕。衬砌内贴防水层，常用方法，清理衬砌表面后，喷射水泥砂浆或混凝土， 既防水粘结强度又强的材料。（3）隧道外增设截水设施：通过增设地表截水、地下截水、泄水洞、钻孔 截水、拦截暗河、防渗帷幕截水等，降低水对隧道的危害。二、隧道衬砌是承受地层压力、防上围岩变形坍落的工程主体建筑物。由于 形变压力、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，影响隧 道的正常使用，统称为隧道衬砌裂损病害。衬砌裂损变形的主要危
6、害有：降低衬砌结构对同岩的承载能力；使隧道净空 变小，侵入建筑限界，影响车辆安全通过;拱部衬砌掉块，影响行车和人身安全; 裂缝漏水，造成洞内设施锈蚀，道床翻浆;铺底和仰拱破损，基床翻浆、线路变 形。预防和整治衬砌裂损，必须采取稳固围岩为主，稳固围岩和加固衬砌相结合 的综合治理措施。常用方法有：（1）稳固岩体，常用方法锚杆加固岩体，自衬砌内向围岩内打入一定数量 和深度的金属锚杆、钢筋砂浆锚杆或砂浆锚杆，把不稳固的岩块固定在稳定的岩 体上，通过锚杆加固，保证岩体不被地下水的软化泥化作用破坏。（2）加固衬砌，采用嵌补裂缝，架设钢拱架、锚杆、喷射钢纤维混凝土加 固，加固边墙基础等措施进行加固。三、衬砌
7、腐蚀是指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腐蚀反应。隧道衬砌腐蚀使混凝土变酥松，强度下降，降低隧道衬砌的承载能力，还会 导致钢轨及扣件腐蚀，缩短使用寿命，危及行车安全。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）防腐蚀混凝
8、土。四、隧道冻害是寒冷地区和严寒地区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起隧 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，影响到安全运营和建筑物的正常使用的各种病害。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，严重影响运输的安全和正常运行。严寒及寒冷 地区隧道冻害的防治，其基本措施是（1）综合治水；（2）更换土壤；（3）保温防 冻；（4）结构加强；（5）防止融坍等可根据实际情况综合运用。五、震害就是地震对铁路隧道桥梁的危害。据成都铁路局初步统计，“5.1汶川大地震，共有270余座铁路桥开裂及支 座
9、破坏经过临时处理后运行，严重影响铁路运营速度。铁路桥梁的震害主要有： （1）支座破坏。支座螺栓被剪断，被拔出，支座限位装置破坏;辊轴支座上，下 摆错位（2）墩台破坏。墩身出现贯通的环状裂缝：墩身混凝土局部崩裂;桥墩侧 倾移位，桥台移位等（3）落梁。铁路桥梁工程可行性研究阶段，主要是解决桥 位问题，同时也要考虑桥型问题，那么，在地震动峰值加速度较大的地区，对桥 位和桥型如何考虑？是摆在设计人员面前的一个重要问题。从汶川大地震的桥梁 震害，我们得到了以下启示和建议：（1）在工程阶段应强化抗震设计；（2）桥位 场地的选择；（3）合理的结构选型和布置；（4）恰当的结构体系的采用。六、隧 道洞内污染指有
10、害气体堆积对隧道中行驶的列车和人员财产和生命安全造成危 害。与隧道洞内污染有关的因素有：氮氧化物、一氧化碳和油烟等有害物质过高； 有害气体的浓度与隧道长度、坡度、牵引车数量、柴油机负荷因素也有关；另隧 道无论其长短，其有害气体主要分布在隧道三分之二至列车出口端的一段。运营 隧道内有害气体的综合防治措施有：机械通风;提高通过隧道的列车速度;改善通 风条件;加强防烟门及个体防护和加强运营管理措施。七、隧道火灾的危害。隧道和地铁建筑结构复杂，环境密闭，加上人员密集， 一旦发生火灾扑救相当困难，往往会造成重大人员伤亡和财产损失。隧道火灾主 要原因有：（1）车辆电气线路短路，汽化器失灵，载重汽车气动系统
11、故障等引发 火灾。（2）隧道内道路狭小，能见度较差，情况又较复杂，容易发生车辆相撞事 故。（3）隧道内通行的车辆所载货物可能有易燃易爆物品，遇明火（或热源）发 生燃烧或自然。主要防火措施有：（1）采用耐火材料；（2）较长的隧道划分防火 分区；（3）隧道内设置自动的水喷淋灭火系统和火灾自动报警系统，以及配备种 类便携式灭火器。（4）设置避难设施，如避难通道，隧道两侧的诱导路，定点急 救避难场所等。（5）加强隧道消防管理和交通管理以及经常检查隧道的防火安全 工作。八、附属设施的养护。隧道附属设施养护工作范围包括：通风、照明、排水、 消防等。（1）通风：对于利用竖井、边窗者，应随时检查，清除井内杂物
12、;对各 式通风机、管道、机电、动力设备等，每月进行一次运转情况检修。（2）照明： 通遏遮阴棚、减光格栅、绿化等尽量保持洞外附近低亮度;采用路面标线、路缘 石、刷白色反光材料等方式，提高隧道亮度并诱导视线;加强隧道内路面、侧墙、 顶棚和照明灯具的清扫工作;设置的照明器应防震、防水、防尘，并作定期检查。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，20043 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，20054 崔凌秋.寒冷地区隧道渗漏与冻害综合防治技术探讨J.现代隧道技术， 2005姓名：刘华;性别：女;年龄：30岁;所属单位：成都铁路局六盘水工务段;职 称：助理工程师;从事工作领域：铁路桥隧养护维修及复测设计姓名：徐应立;性别：男;年龄：30岁;所属单位：成都铁路局六盘水工务段; 职称：助理工程师;从事工作领域：铁路线路养护维修及复测设计
