铁路工程常见病害分析附预防整治技术

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1、铁路工程常见病害分析及预防整治技术（毕业论文）第 1 章 绪论 中国铁路始建于 1876 年，铁路运输线是我国国民经济的大动脉，在我国交通运输体系中居 于主导的骨干地位， 它在国家的建设中占有重要地位。 随着我国改革开放的深入， 我国在修 新线铁路时采用了国内外先进科技成果， 与此同时， 对既有铁路进行补强和改造， 并加强了 对线路的养护和维修。 较大的改善了铁路的运营状况， 提高了铁路抵抗自然灾害的能力， 丰 富了预防和整治铁路线路病害的理论与实践， 对发展国民经济， 促进工农业生产， 改善人民 生活， 改变边远地区交通闭塞和文化技术落后面貌，巩固国防，沟通国际交往，起到了国民 经济大动脉的

2、重要作用。 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。 为了保证铁路能够很好的完成运输任务， 全面了解和掌握铁 路线路常见病害分析及预防整治技术非常的重要。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。1.1 隧道病害 隧道是埋置于地层中的工程建筑物， 是人类利用地下空间的一种形式。 广义上是指： 以某种 用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于 2 m2 的洞室。铁路隧道在 运营中会出现渗漏水 （水害 ）、衬砌裂损、 隧道冻害、 衬砌腐蚀、 震害和洞内空气污染等病

3、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。因此、 在隧道规划和设计阶段要预防可能的病害、 危害、 进行合理设计； 在隧道施工阶段要采用合 理的施工工艺、方法、措施和材料，以保证施工质量。在隧道运营阶段要及时检查、发现病 害，分析病害成因， 采用合理的整治设计和施工方法。 如此，才能保证铁路隧道工程的安全、 畅通运营。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.1.1 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 运营隧道水害 （即围岩的地下水和地表水直接或间接地以渗漏或涌出的形式进入隧道内造成 的危害 ）。隧道渗漏水 （水

4、害 ）对隧道稳定、洞内设施、 行车安全、 地面建筑和隧道周围水环境 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， 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；重则威胁人员安全，冲毁洞内机械设备，造成塌方， 淹没工作面，中断施工，造成重大经济损失，危害环境。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.1.1.1 隧道水害的原因 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

5、， 就必然要发生隧道水害。也可以将隧道水害归结为客观和主观两方面的原因。 酽锕极額閉镇桧 猪訣锥。（1）隧道穿过含水的地层。 砂类土和漂卵石类土含水地层。 节理、裂隙发育，含裂隙水的岩层。 石灰岩、白云岩等可溶性地层，当有充水的溶槽、溶洞或暗河等与隧道相连通时。 浅埋隧道地段，地表水可沿覆盖层的裂隙、孔洞渗透到隧道内。（2）隧道衬砌防水及排水设施不完善 原建隧道衬砌防水、排水设施不全。 混凝土衬砌施工质量差，蜂窝、孔隙、裂缝多，自身防水能力差。 防水层施工质量不良或材质耐久性差，经使用数年后失效。 混凝土的工作缝、伸缩缝、沉降缝等未做好防水处理。 衬砌变形后，产生的裂缝渗透水。 既有排水设施，

6、如衬砌背后的暗沟、盲沟，无衬砌的辅助坑道、排水孔、暗槽等，年久失 修阻塞。1.1.1.2 常用的整治运营隧道漏水的基本方法(1) 适当疏排对地表水丰富的浅埋隧道，当地表沟谷坑洼积水、 渗水对隧道有影响时，用疏导积水、 填平不使洞顶的地表水流入或渗入隧对地下水丰富、隧道内无排水沟谷、 砌沟排水等措施， 使洞顶地表形成良好的排水系统，道。洞口仰坡边缘周围设截水沟和排水沟，并保持良好状态。沟或排水沟深度不足而导致隧底积水的，或采取设置密并暗管加深水沟等措施。应采取增设水沟、彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。将单侧沟改为双侧沟、加深侧沟(2) 注浆堵水 向衬砌背后围岩或回境层注浆。 向衬砌内部注浆。 向基底注浆。

7、(3) 增设内防水层但可阻止水流进入隧道内。 增设内防水层的方式有謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。内防水层虽然不能阻止水流进入衬砌内， 三种：一是刷涂，二是刮压，三是喷涂。1.1.2 衬砌裂损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。 地层压力的大小， 主要取 决于工程地质和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、 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

8、变形， 影响隧 道的正常使用，统称为隧道衬砌裂损病害。 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 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：茕桢广鳓鯡选块网羈泪。(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，严寒和寒冷地区产生冻害；(5) 铺底和仰拱破损，基床翻浆、线路变形、危及行车安全，被迫降低车辆运行速度，量增 加养护维修工作量；(6) 在运营条件下对裂

9、损衬砌进行大修整治，施工与运输互相干扰，费用增大。 针对衬砌裂损病害提出整治措施：裂缝整修，衬砌背后空洞压浆，底版的稳定处理，换拱、 换边墙。1.1.3 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。产生腐蚀的三个要素是第一、腐蚀介质的存在；第二、易腐蚀物质的存在；第三、地 下水的存在且具

10、有活动性。 为确保隧道建筑物的安全使用， 应积极对衬砌腐蚀病害进行防治。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。隧道衬砌防腐蚀措施， 应首先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。 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。(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

11、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) 防腐蚀混凝土。1.1.4 隧道冻害 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。隧道常见的冻害种类有：拱部结冰、边墙结冰、围岩冻胀破坏、衬砌发生冰楔、洞内网 线挂水等。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 冻害形成的主要原因有：寒冷气温的作用

12、，季节冻结圈的形成( 如果隧道的排水设备在隧道的冻结圈内， 冬季易发生冰塞； 在冻结圈内如果围岩的岩性是非冻胀性土， 则不会发生冻胀 性病害 )。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， 施工有缺陷， 都会造成和加重运营阶段隧道的冻害。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。严寒及寒冷地区隧道冻害的防治， 其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。 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.1.5 隧道病害的防治 隧道病害给隧道的正常运营和安全都带来影响， 有时影响十分严重； 而且， 病害整治和保持

13、运营之间矛盾突出， 病害整治干扰正常运营， 造成运营损失， 而病害整治在空间、 时间和施 工条件都局限的条件下进行，困难重重。 因此， 首先要预防为主，必须在设计阶段就要采取 预防措施， 防止病害产生；另一方面，对出现的病害须查清病害原因、 采取合理的措施进行 整治，提高隧道病害整治的工程质量和经济效益。 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.2 滑坡的危害 滑坡是山区、丘陵地区常见的病害。它与地震、崩塌、泥石流一样，是一种危害很大的不良 自然地质现象。我国幅员辽阔，有 70 的地区，地质地理条件十分复杂，滑坡分布尤为广 泛，西南、西北、华东、中南和华北的山区，丘陵以及黄土高原地区都有大量滑坡分布，亦 是

14、世界上受滑坡危害比较严重的国家之一。滑坡为整体或几大块相继滑动，一般为缓慢地、 长期地、间歇性地沿滑动方向向下滑动， 它可以延缓几年、几十年以至百年以上。 滑坡滑动 的土体或岩体， 可大可小，小的百十立方米， 大的可达几十万甚至数百万立方米。 滑坡具有 很大的破坏力，大规模的滑坡会掩埋村镇、摧毁工矿、中断交通、堵塞江河、破坏农田和森 林，给国家建设和人民的生命财产造成严重的损失。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.2.1 滑坡的概念 滑坡是一种山区铁路、 公路建设中常见的不良地质现象， 是一种斜坡变形形式， 主要发生在山地、丘陵地区的斜坡上。对滑坡的含义，一般有两种说法：一是广义的，即把斜坡岩 (土

15、) 体顺坡向下滑移的一切现象，统称为滑坡。它包括崩塌和泥石流等；另一种是比较严谨的， 在一定的地形地质条件下，由于外界条件的变化，各种自然或人为的因素影响 (例如长期受 水浸润， 削弱山体下部支撑力量等 )，破坏了岩 (土)体的力学平衡， 使山坡上的不稳定土体 (岩 体) 在重力作用下， 沿着一定的软弱面 (带)作整体的、 缓慢的、 间歇性的向下滑动的不良地质 现象，称之为滑坡。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1.2.2 滑坡的种类目的是为了更有效地进行铁路沿线滑坡的以保证铁路运输更好地为我国社会主义建我国铁路滑坡分类， 是从铁路工程地质角度出发， 预防和整治工作， 尽可能减少滑坡所造成的危害， 设事业任务。 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。(1) 按组成滑坡的物质分类 粘性土滑坡； 黄土滑坡； 堆填土滑坡； 堆积土滑坡； 破碎岩石滑坡； 岩石滑坡。(2) 按主滑面成因类型分类 堆积面滑坡； 层面滑坡； 构造面滑坡； 同生面滑坡。(3) 按滑坡平面形态分类 圈椅形滑坡； 横长形滑坡； 纵长形滑坡； 勺形滑坡； 葫芦形滑坡； 椭圆形滑坡。(4) 按滑体滑面的形状分类 曲线形滑坡； 直线形滑坡； 折线形滑坡。(5) 按滑面性质分类 旋转滑坡； 构造滑坡； 错落转化的滑坡； 表层成层滑坡。1.2.3 滑坡的危害 滑坡