王仕富 胡秋霞



摘要:隨著高速鐵路地飛速發展,隧道設備占比逐步增大,隧道病害也日益突出。本文通過總結貴廣客專常見隧道結構安全隱患整治方法,對幸福源隧道K482+081拱頂空洞、涼亭坳一號隧道K337+409拱頂網狀裂縫病害進行分析,并提出相應的整治措施,對高速鐵路隧道病害排查整治具有一定的指導意義。
關鍵詞:高速鐵路;隧道;病害;整治
0? 引言
本段貴廣客專管轄地形以山地丘陵為主,并具有典型的喀斯特巖溶地貌,其中隧道101座,隧道累計長度209.403km,占正線總長51%。截止2018年1月,本段發現并整治5705個隧道病害,隧道設備質量大幅提升,結構安全顯著提高,給高鐵運營安全提供了有力保障。
1? 常見隧道結構病害的整治方法
1.1 襯砌欠厚、空洞
襯砌欠厚、空洞整治方法根據拱部面積及襯砌厚度進行劃分:襯砌拱部大面積(大于50%)欠厚、空洞,且襯砌厚度小于設計值70%時,采用套襯補強,套襯施工完成后對襯砌背后空洞處注漿回填;襯砌拱部小面積(小于50%)欠厚、空洞,且襯砌厚度大于設計值70%、小于90%時,采用局部拆換補強措施整治;拱部襯砌存在少量欠厚、空洞(襯砌厚度大于90%)時,對襯砌背后進行注漿回填密實。
1.2 襯砌混凝土裂縫
襯砌混凝土裂縫分為素混凝土襯砌裂縫和鋼筋混凝土裂縫。素混凝土襯砌裂縫整治根據裂縫的形態進行劃分:表層干縮性非結構性裂縫不需要處理;表層非貫通性裂縫,且無錯臺,觀測不發展,采用騎縫錨桿補強和注漿封縫處理;環向貫通性裂縫,且無錯臺,觀測不發展,采用騎縫錨桿補強和注漿封縫處理;縱向結構性裂縫(張開型),首先采用騎縫錨桿補強,隨后再采用套襯補強;襯砌拱部存在3條以上局部非縱向結構性裂縫(張開型)或網狀結構性裂縫,采用騎縫錨桿補強和套襯補強。鋼筋混凝土襯砌根據裂縫寬度進行劃分:裂縫寬度小于0.2mm的不做處理;裂縫寬度大于0.2mm的非貫通性裂縫,采用注漿封縫處理;裂縫寬度大于0.2mm的貫通性裂縫,采用騎縫錨桿補強和注漿封縫處理。
1.3? 施工冷縫
施工冷縫分為素混凝土襯砌和鋼筋混凝土襯砌兩種。素混凝土襯砌邊墻施工冷縫,采用騎縫錨桿補強及注漿封縫處理;襯砌拱部施工冷縫,采用騎縫錨桿補強及注漿封縫處理的同時,采用套襯補強。鋼筋混凝土襯砌施工冷縫,采用注漿封縫處理即可。
1.4? 施工縫破損
施工縫破損整治根據破損深度和寬度進行劃分:破損深度或寬度(單側)不大于10cm時,徹底鑿除破損、松動的混凝土塊或砂漿塊后打磨平整,涂刷水泥基滲透結晶材料。破損深度或寬度(單側)大于10cm時,首先徹底鑿除破損、松動的混凝土塊或砂漿塊,其次在鑿槽側植入U型鋼筋,隨后采用環氧樹脂砂漿填塞整平,并在表面涂抹改性環氧樹脂防水涂料。
2 工程實例分析
本文將引用幸福源隧道K482+081拱頂空洞和涼亭坳一號隧道K337+409拱頂網狀裂縫病害整治為例,對我段常見隧道病害的整治方法進行具體分析。
2.1? 幸福源隧道K482+081拱頂空洞病害整治
2.1.1? 工程概況
貴廣客專陽朔站至恭城站間幸福源隧道(起止里程:K481+743~K482+128),全長385m,洞內為無砟軌道,采用雙塊式1540/1000軌枕,鋪設60kg/m鋼軌。全隧道均為V級圍巖,襯砌類型為C35鋼筋混凝土襯砌。
2.1.2 病害情況及原因分析
幸福源隧道K482+081拱頂空洞范圍縱向3m,環向3.5m,脫空47cm,最薄混凝土厚度3cm,如圖1。經現場檢查,初步判斷施工單位未按施工規范施作,導致二襯灌注未完成,形成空洞。
2.1.3 拱頂空洞病害整治
幸福源隧道K482+081拱頂空洞采用局部拆換進行補強,項目利用天窗進行維修。對脫空四周外側打設Φ22錨桿(錨桿長3.0m,間距0.8m)→鑿除脫空范圍厚度小于30cm及不密實的二襯混凝土→露空區域打設Φ22錨桿(錨桿長3.0m,間距0.8m*0.8m)→植入雙層Φ18鋼筋網(間距20cm*20cm)→立?!35混凝土→拆模→涂抹防水涂料?,F場施工整治完成,線路恢復正常速度。
2.2? 涼亭坳一號隧道K337+409拱頂網狀裂縫病害整治
2.2.1? 工程概況
貴廣客專三江南站至五通站間涼亭坳一號隧道(起止里程:K336+973至K337+603)全長630m,洞內為無砟軌道,采用雙塊式1540/1000軌枕,鋪設60kg/m鋼軌。其中K337+373~K+427段為IV級A型圍巖,襯砌類型為C35纖維凝土襯砌。
2.2.2? 病害情況及原因分析
涼亭坳一號隧道K337+409拱頂20㎡(順線路方向長4m,環向長5m)范圍內有3處襯砌混凝土鼓包開裂。其中最嚴重一處為拱頂施工縫旁裂紋修補處,長100cm,寬5-50cm,呈三角形狀。敲擊鑿除表層松散混凝土后形成二襯表面凹坑,最深達15cm,如圖3。經現場檢查,初步判斷施工單位未按施工規范施作,導致襯砌混凝土質量差,在列車風壓長期反復作用后外鼓開裂。
2.2.3? 拱頂空洞病害整治
涼亭坳一號隧道襯砌開裂段K337+400~+409襯砌采用套襯進行補強,整治與幸福源隧道不同,屬于襯砌混凝土裂縫。方案及過程如下:線纜改遷→襯砌混凝土鑿毛→打設ф18鋼筋雙層骨架及釬釘→打設錨桿(兩側設ф22及錨桿長為3m;墻腳處設ф25、每處2根,每根長為3m及縱向間距為0.5m)、植入雙層ф18鋼筋→綁扎鋼筋→襯砌套拱噴錨→襯砌套拱打磨→涂抹防水涂料?,F場施工整治完成后,線路恢復正常速度,見圖4。
3? 研究總結
對于鐵路工務系統來說,隧道病害整治和維修施工作業是非常重要的,總結常見隧道結構安全隱患整治方法對現場具有指導意義。本文基于對幸福源隧道K482+081拱頂空洞和涼亭坳一號隧道K337+409拱頂網狀裂縫病害的病害整治為例,得出以下結論:
3.1 隧道病害整治是對既有的結構劣化進行補強,整治后的結構需要加強觀測、檢查和維護。
3.2 隧道問題和病害本身具有較強隱蔽性和潛在性,加上國內目前尚無較成熟和先進的高鐵路橋設備檢查手段及整治方法,隨著運營時間的推移和檢查的深入,必將面臨新的挑戰??傊?,高速鐵路質量問題的檢查整治工作需要持續開展。
(南寧鐵路局桂林高鐵工務段,廣西 桂林市 541000)