运营铁路隧道的病害整治

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1、中铁瑞威运营铁路隧道的病害整治技术及新材料应用目前我国约5000余座的运营铁路隧道中，有占总数65.7%的3433座隧道失格，存在各类病害如渗漏水、衬砌裂损、基底病害等，这些病害从不同程度上危及着行车安全、制约着铁路提速，因此如何利用成熟技术和新型材料，高效、便捷、安全地整治好各类病害，确保铁路运营隧道的耐久、畅通，是一个普遍、严峻而需亟待解决的问题。近年来，北京中铁瑞威基础工程有限公司与北京交大隧道中心及各铁路局在路内联合开展隧道病害整治工作，一直重视深入分析病害成因、优选整治方案、合理引用国外的和自行研发新材料等方面的工作，成功地完成了一些隧道的病害整治项目，取得了满意的工程效益。

2、并得到了用户和管理部门的好评。1.运营铁路隧道的主要病害及成因我国铁路隧道的设计和施工经历了不同阶段，无论是支护形式还是开挖方式在不同历史阶段也各不相同，另外我国幅源辽阔，各地区的气候、水文和地质条件也复杂多样，因此，我国铁路隧道的病害现象有着以下特征：病害隧道数量多，病害种类丰富，病因复杂多样。同时各类病害又是并发存在的，互为原因、相互转化的，为便于研究和整治，拟作以下分类：1.1渗漏水病害运营隧道的渗漏水是我国铁路隧道较为普遍的病害，对于非电气化的铁路区段，一般不直接妨碍行车，易被忽视，但长期不治的各类水害能使衬砌腐蚀、钢轨锈蚀、轨枕腐烂、路基翻浆冒泥；对于电气化隧道，可能危及行车

3、安全，严寒地区可能产生冻害或挂冰侵界等情况。造成隧道渗漏水病害的主要原因有：（1）衬砌的防排水系统失效；（2）衬砌混凝土自身密实度不够，泌水管路较通畅；（3）地下水对衬砌混凝土的化学腐蚀；（4）施工原因造成的衬砌混凝土缺陷，如拌和不均、有杂物、骨料污染、接缝处理不当、施工方法不当、拆模过早而开裂等；（5）衬砌裂损。1.2衬砌结构性病害隧道衬砌结构性病害主要包括衬砌裂损、衬砌变形。主要表现为隧道衬砌的各类裂缝、勾缝脱落、压溃、错台、断面变形或缩小等。造成衬砌结构性病害的原因主要有：（1）地质的影响：当围岩压力过大或分布不均匀，超过衬砌实际强度和刚度时，衬砌就会产生裂缝、变形或位移，严重时

4、会产生局部掉块、失稳，甚至拱坍墙倒。（2）地形的影响：隧道在傍山临水时容易产生偏压，当洞顶覆盖层较薄时，易造成衬砌开裂。（3）地下水的影响：地下水的动静压作用、严寒地区的冻胀力、地下水作用于隧道体周围的软弱破碎岩层，导致衬砌周围出现空洞等约束不均匀，都有可能造成衬砌开裂。（4）衬砌结构形式的影响：由于衬砌计算时的假定与实际受力状态有一定差异，当差异较大时，容易引起衬砌开裂。（5）施工方法与施工质量的影响：由于施工方法不同、施工质量不好，造成围岩松动，压力增大，衬砌厚度不够、强度不足，衬砌背后回填不密实，运营后会出现结构的变形和裂损。（6）运营维护的影响：列车的振动、煤烟、蒸气等对衬砌强

5、度影响，如果养护工作不及时跟上，或病害整治效果差，也将会加剧或产生衬砌的裂损。中铁瑞威1.3衬砌混凝土病害运营铁路隧道的衬砌混凝土病害指由物理或化学等原因引起的衬砌混凝土强度下降、开裂、腐蚀、疏松、表面脱落或掉块等现象，从而降低了结构的耐久性，会诱发其它类型的病害，直接缩短隧道的使用寿命。引起这类病害的主要原因有：（1）衬砌混凝土受侵蚀性环境介质如各种酸、碱、盐以及大气中各种有害气体与混凝土中某些组分通过化学反应而产生的化学反应侵蚀。主要包括溶出性（或软水）侵蚀，分解性（或酸型）侵蚀，盐类（硫酸盐、析盐、苛性碱、碱溶液）侵蚀，油类侵蚀和生物侵蚀破坏等；（2）由于配制混凝土时原材料中含有

6、一定数量的碱或“碱活性”骨料，而发生因反应生成物吸水膨胀导致混凝土开裂的碱骨料反应。（3）由于碳化作用或氯盐污染而破坏混凝土中钢筋的钝化膜，即去钝化，如果混凝土中具有适当的湿度，钢筋开始锈蚀，进一步发展至混凝土顺筋胀裂、保护层及部分边角脱落；（4）衬砌混凝土的冻溶破坏是重要病害之一，由于混凝土微孔隙中的水，在温度正负交替作用下，形成冰胀压力和渗透压力联合作用的疲劳应力，在这种疲劳应力的作用下混凝土产生了由表及里的剥蚀作用，从而降低混凝土的强度；（5）此外，衬砌混凝土由于受温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素而引起的变形裂缝都会降低混凝土的强度、结构的安全使用和耐久性。1.4基底类病害运营

7、铁路隧道的基床病害主要指由于隧道基底病害和渗漏水等引起的道床下沉、开裂、翻浆冒泥等现象。基床病害容易导致线路几何状态难以保持，制约列车提速，危及行车安全，严重时能造成列车在隧道内脱轨倾覆。基床病害的成因主要包括：当基底为软弱层，如风化的基岩、断层破碎带、超挖部分为浮碴填充层等，由于其强度低、结构松散，容易被水浸泡软化或被水冲刷流失，列车动载的反复作用使基底泥水多沿边墙缝、人行道与道床的接缝或其他薄弱环节（如中心及侧水沟）等处涌向道床，形成翻浆冒