鐵路隧道石墨烯纖維增強復合材料蓋板的研發及應用

王志偉，馬偉斌，郭小雄，王曉奎，武雁民，石玉龍

（1.中國鐵道科學研究院集團有限公司 鐵道建筑研究所，北京 100081；2.大秦鐵路股份有限公司 大同工務段，山西 大同 037005）

截至2018年底，全路已開通隧道14455座，總計16048 km，在建隧道2974座（6588 km），未來我國鐵路隧道總長將達到30000 km[1]。隧道內水溝、電纜槽上部均需覆蓋蓋板。鐵路隧道溝槽及蓋板系統涉及整個隧道排水系統的長期穩定運行。隧道內蓋板多為現場預制混凝土結構或水泥結構，普遍存在以下問題：（1）易開裂滲漏，水溝內水倒灌，造成基底翻漿冒泥、基底下沉等病害；（2）密封性差，粉塵、煤灰等顆粒物易進入排水溝，引發淤積堵塞，使得隧道排水系統失效，導致滲漏水、翻漿冒泥、基底下沉等次生病害；（3）保溫性差，易使排水系統凍結失效，造成道床結冰、襯砌凍脹破壞；（4）整體性差，蓋板失穩破壞影響檢修人員及設備通行安全；（5）耐久性差，養修頻繁，定期清理或更換增加了養護維修工作量及運營成本。鐵路隧道排水溝的清理周期通常運煤專線隧道為0.5～1.0年，普速鐵路隧道為2.0～4.0年，高速鐵路隧道為5.0～8.0年，混凝土蓋板大規模更換的周期為8.0～10.0年，運維養修占用大量人力物力，且費用不菲[2-3]。

為滿足我國鐵路隧道高速發展及普速、重載鐵路隧道大面積改造的實際需求，開展鐵路隧道用新型復合材料蓋板研究，從材料、結構、工藝等方面提出解決問題的技術措施，提高隧道溝槽及蓋板系統使用性能，形成適用于我國鐵路隧道的不開裂破損、不淤積堵塞、易疏通維護的預制裝配式溝槽及蓋板系統與安裝工藝。……