鐵路隧道襯砌病害整治若干問題的研究

魏嘵波

中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司 云南瑞麗 678600

1 工程概況

畹町隧道位于戛中-畹町車站區(qū)間，隧道進(jìn)口里程為DK322+645，出口里程為DK328+640，全長(zhǎng)5995m。隧道分進(jìn)、出口工區(qū)同時(shí)施工，進(jìn)口工區(qū)承擔(dān)正洞DK322+645-DK326+300段3655m及平導(dǎo)998m施工任務(wù)，隧道出口承擔(dān)正洞DK326+300-DK328+640段2340m施工任務(wù)。其中出口工區(qū)隧道洞身DK326+700-DK326+850段穿越法帕-畹町?dāng)嗔?。為盡量減小該段地下水涌出，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響；同時(shí)避免斷裂段發(fā)生突泥涌水等地質(zhì)災(zāi)害，加固圍巖，減小涌水量，確保施工安全，本段采取超前帷幕注漿的方式進(jìn)行施工。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

2.1 工程地質(zhì)條件

法帕-畹町?dāng)嗔褞е饕┰綆r層為：＜24-3＞斷層角礫（Fbr）：灰黃、褐黃淺紫紅色、及棕紅色，以斷層角礫為主夾少量糜棱巖、壓碎巖，局部已變質(zhì)綠泥石化，原巖以灰?guī)r、泥巖、頁巖等為主，較破碎，灰?guī)r大部分呈角礫及粗砂狀，分布于斷層破碎帶、影響帶，受斷層影響，沙子坡組（P1s）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。

區(qū)內(nèi)基巖受區(qū)域斷層影響，沙子坡組（P1s）白云巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r巖體較破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，具有一定滲透性，與地表水聯(lián)系密切?；鶐r淺部尚有較多風(fēng)化，卸荷裂隙發(fā)育；巖層層理面亦為重要結(jié)構(gòu)面，其中二疊系灰?guī)r所夾白云巖面結(jié)合程度較差，灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r層面則常為寬張狀，其層面及節(jié)理多有溶蝕現(xiàn)象；侏羅系、上第三系層面結(jié)合程度差。

2.2 水文地質(zhì)條件

2.2.1 地下水類型

根據(jù)地下水水文特征、巖石類型及賦存條件，該區(qū)地下水可分為松散巖孔隙水、碎屑巖孔隙水、碳酸鹽巖巖溶水和基巖裂隙水四類。地下水補(bǔ)給充足，其主要來源是大氣降水，同時(shí)也接受地表水和巖溶水的補(bǔ)給，地下水動(dòng)態(tài)變化受降水影響顯著。地下水的運(yùn)移和聚集受地質(zhì)構(gòu)造、地貌等因素的控制，以巖性為基礎(chǔ)，裂縫發(fā)育的地方地下水相對(duì)豐富。

2.2.2 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄

該地區(qū)的地下水主要由大氣降水提供，具有強(qiáng)烈的地形切割、高山深谷、較短的地下水徑流路徑、快速的循環(huán)和交替。巖溶水多以大泉或地下河的形式暴露在局部侵蝕基準(zhǔn)面附近，多以管道流的形式?；鶐r裂隙中的水多于溝底的水，在裂隙附近以片狀或小股的形式排泄，沒有明顯的排泄基準(zhǔn)。松散巖石孔隙水不僅來自大氣降水，還來自地表水、裂隙基巖水和巖溶水。降水對(duì)地下水動(dòng)態(tài)變化有明顯的制約作用。

3 病害原因分析

縱向裂縫多發(fā)生在拱腰、拱穹窿部位。問題類型多為圍巖壓力過大或松散荷載作用下產(chǎn)生的拉裂縫。一旦出現(xiàn)此類問題，大多會(huì)導(dǎo)致隧道襯砌厚度不能滿足要求。環(huán)形裂縫主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)裂縫，是由外力引起的。但這種類型的裂縫很容易造成滲漏現(xiàn)象，經(jīng)過大量現(xiàn)場(chǎng)研究數(shù)據(jù)表明，大部分滲漏隧道會(huì)出現(xiàn)在環(huán)形裂縫施工縫的位置。大部分彎月形的裂縫出現(xiàn)在隧道的位置。摘要彎月形裂縫是由于接縫處施工質(zhì)量差、襯砌后空腔、圍巖塌陷以及襯砌集中沖擊載荷力對(duì)接縫處的影響等原因造成的。斜裂縫主要分布在拱腰處，主要是由于巖石過軟、軟弱。鋪裝層厚度過大、襯砌不足等問題也使斜裂縫更容易發(fā)生[1]。

3 隧道襯砌裂損整治措施

K20+324下降拱及K45+450拱的下降裂縫這種裂縫問題可以用聚合物改性水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，并采用掛網(wǎng)修補(bǔ)的方法進(jìn)行處理。具體的實(shí)現(xiàn)步驟是[2]。

（1）應(yīng)徹底清除襯里內(nèi)所有松動(dòng)、銹蝕的部件，清洗襯里表面的油漆、油脂等雜質(zhì)和污垢；

（2）將本節(jié)混凝土剪去10cm，掛一層20cm×20cm間距的準(zhǔn)8mm鋼網(wǎng)，用準(zhǔn)16mm的釬焊釘固定；

（3）采用聚合物改性水泥基修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)漏角、砌塊位置；

（4）用磨具在結(jié)構(gòu)表面刮刮一層p-32混凝土防護(hù)涂層；

K26+431-436上行拱腰混凝土裂縫、K30+785-791下行拱腳至拱頂斜裂縫為以下幾點(diǎn)：

（1）沿裂縫縱向間距約0.75m，采用準(zhǔn)32mm自行式注漿錨桿，需在裂縫兩側(cè)錯(cuò)開錨桿，錨桿長(zhǎng)度需大于1m才能穿透堅(jiān)硬圍巖；

（2）沿裂縫延伸方向，每150cm采用注漿方式回填裂縫。注漿材料采用TGRM水泥基注漿材料，水灰比為0.4，注漿壓力為0.3-0.5mpa。

4 結(jié)語

對(duì)于中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說，鐵路的作用是非常重要的，特別是對(duì)于山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說，鐵路的存在是不可替代的。由于鐵路隧道天窗的時(shí)間不同，在具體施工前應(yīng)做好相應(yīng)的協(xié)調(diào)和充分的準(zhǔn)備工作，以便在這段時(shí)間內(nèi)有效提高整體施工效率。通過對(duì)鐵路隧道襯砌裂縫的修補(bǔ)，可以消除襯砌的損傷，保證整個(gè)襯砌結(jié)構(gòu)的安全。在改造施工中，其可行性很高，對(duì)今后隧道其他類型的裂縫改造也有一定的參考和借鑒作用[3]。