隧道施工病害的成因分析及防治措施探讨
石孝勇
[摘 要]我国铁路隧道路隧道中出现衬砌脱空、渗漏水的情况是比较常有的，这与周围地质环境、地下工程埋深、防水设计和防水材料等因素存在着联系，还有混凝土自身的结构性能、施工方案和施工工艺等也会影响铁路隧道的防水性能。文章就以实际的工程案例作为分析，希望可以有效解决隧道衬砌脱空和渗漏水的问题。
[关键词]铁路隧道；衬砌脱空；渗漏水；预防措施
中图分类号：T114 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0070-01
引言
随着铁路建设大潮，我国运营的铁路隧道越来越多。经过数十年的运营，隧道大都不同程度地存在着影响铁路运营安全的诸如隧道衬砌裂损、渗漏水、衬砌腐蚀等类型的病害，尤其是衬砌裂损，是隧道较为多发的一种病害。由于大部分铁路需要维持正常运营，因此铁路隧道病害整治措施既要求安全可靠，又需要考虑在极短的天窗时间内是否具有可实施性。
1 工程概述
A隧道为双线隧道，位于SX省NW县与YP市交界处，隧道走向为北东110°。隧道进口里程为K19+734.7，出口里程为K32+516.2，全长12.7815km。
2 衬砌裂损情况
长梁山隧道范围内上、下行线衬砌存在不同程度的纵裂、斜裂、环裂、网裂、月牙形裂缝等病害，本文选取三处比较典型的裂缝、掉块作为分析对象。
（1）K20+324下行拱顶月牙形裂纹、掉块。K20+324下行拱顶裂纹呈月牙形，长1.8m，最宽处0.3m，缝宽2～10mm，错牙3～5mm。
（2）K26+431～436上行拱腰混凝土裂缝。K26+431～436上行拱腰混凝土裂缝长5m，缝宽超限，并错缝10mm，此处衬砌有脱皮现象（见图1）。2012.08.07现场工作人员对裂缝附近拱腰部位钻孔，结果显示衬砌背后密实，二衬厚度为43cm。
（3）K27+924～930拱顶二衬大面积剥落。K27+924～930混凝土纵裂长6m，错牙50mm，2012.08.04日拱顶裂缝纵向长6m。裂缝严重超限，并有错牙50mm，并掉块0.6m*0.4m*0.1m。根据现场钻孔结果显示，衬砌厚度27cm，衬砌背后脱空20cm。2014.02.10拱顶K27+928～930段纵向两个模版二衬剥落，并剥落防水板，出露初支。K27+924～928段拱顶存在衬砌剥落掉块，局部严重点可见防水板。剥落的衬砌厚度为8～20cm。2014.02.18对初支钻孔20cm左右，见初支钢筋网，初支衬砌坚硬。
3 防止隧道脱空的预防措施
3.1 严格规范开挖及支护工作
通常情况下，施工企业一般会在开工初期偏重于工程进度的追求，从而容易导致隧道成型的质量较差以及超挖现象严重，由此决定采取以下措施：1）加强放样精度的把控，对周边以及槽孔位置进行标注；2）爆破参数需要根据具体的地质情况灵活调整；3）对局部超挖现象用网喷混凝土进行填补，而局部欠挖的应及时补炮处理；4）严格按照分层施工顺序，采取自下而上混凝土喷注的施工方法，保持初期支护表面的平顺度。
3.2 防水层的铺设
为保证防水层的铺设质量，必须合理设置挂点、控制好防水层的松弛度。若挂点不当或预留松弛度不合理时，容易在初支护和衬砌混凝土间形成以下问题：衬砌混凝土和防水层间形成空洞现象；混凝土挤破防水层；因防水层的褶卷引起的结构性混凝土集中切割。
（1）热熔垫圈的布置
按照铁路隧道施工技术要求，垫圈应按照“梅花形”进行布置，但这样做不利于防水板在特殊位置的设置，因此本工程决定按照“井”字型进行布置，而且要求在进行垫圈固定时严防钉头高出垫圈表面位置，这样可以有效预防了防水板被刺穿。
（2）对防水板松弛度的控制
在进行防水板挂设时按照设计及松弛度的有关要求进行防水板的长度预留：要求在纵向也应进行防水板的长度预留；通常情况下初期支护的平整度是松弛度预留的主要依据；实际上应避免用防水板自身的伸缩性作为其松弛度标准。合理的防水板预留量应保证基面和防水板达到紧密相切的程度。该工程根据初支护的相关情况决定在纵向用3%～5%的余量进行松弛度的控制，而横向采用7%～10%的余量进行该方面的控制。
3.3 混凝土的浇筑以及振捣
（1）对墙部浇筑。进行墙体浇筑时需按照相关的顺序将混凝土从观察窗灌入，每层厚度控制在1.0～1.5m，其他的按照设计要求执行。（2）拱部浇筑。进行拱部混凝土浇筑时首先检查排气管的安装情况，确保在拱顶位置装设有合格的排气管，然后由台车从拱顶位置将混凝土送入。（3）对混凝土进行振捣。当墙体的混凝土浇筑完成之后可将两侧底部的震动设施开启进行振捣；若拱部的混凝土浇筑结束后可开启震动式振捣设备进行振捣作业；当混凝土表面出现的粉煤灰占到将近一半表面的时候，则说明已经达到标准。（4）浇筑拱顶。在进行拱顶混凝土浇筑时首先应清理泵送口的混凝土预料，然后对中心预留口进行封堵，最后用远程泵从拱顶注浆，浇筑过程必须保证拱部衬砌的密实度。
3.4 脱模与养护
（1）浇筑完成后，要严格控制拆模时间，在初期支护变形基本稳定后施作的二次衬砌混凝土强度应达到8MPa以上。相应时间由实验室确定。初期支护未稳定提前施作的二次衬砌混凝土强度应达到设计强度的100%。（2）拆模时混凝土内部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20℃，结构内外侧表面温差不得大于15℃；混凝土内部开始降温前不得拆模。（3）混凝土浇筑完毕后在规定时间内对混凝土进行洒水养护。
4 防水施工措施
（1）在防水性的质量控制上，最重要的一环就是对钢筋混凝土的架构防水性的保障，目前我国的施工过程中都采用抗渗水参数达到P8级别的混凝土标准，这个标准对于目前的铁路隧道主体结构材料以及混凝土的配合使用上还是非常容易达到的，但如果开凿的地段环境不太好的话，就要用台车来浇筑混凝土，这就使得浇筑出来的混凝土容易发生干涸、出现裂纹，裂纹的出现就非常容易导致漏水渗水，再加上混凝土本身的密度就不均匀的性质，造成防水性能比较差，所以一定要对混凝土的架构做到严格管控，防止其漏水渗水。（2）对于目前铁路隧道来说，我们一般都采用更高性能的混凝土，这种混凝土掺有非常高效的减水剂，从材料本身就提高了防水性，再加上，施工过程中我们采用的是高压力的混凝土喷射泵，这是防止混凝土喷射后出现崩裂，有裂缝的情况出现，大大的提高了混凝土的密实度，从而达到更高性能的防水材料。（3）对于施工过程中不可避免出现的裂缝和裂纹等处，还要再加上遇到水就会膨胀的那种止水条，用这种措施可以有效防止裂缝处的渗水和漏水。对于这种止水条的加设技术当然是要求非常高的，必须做到，加设的止水条贴合钢架结构，表层平整，而且还要固定的非常牢固稳定，而且还要对止水条周围的缝隙和空槽等填注砂浆层，来保证裂缝处严密不漏水，这项工艺十分复杂且技术要求非常高，必须要严格控制它的质量。（4）对于防水板的架设也要非常注意防水板上的交接点处，有疤痕的地方等，都要使用粘合度高的新材质的材料，采用新型工艺加工，做好防水板的防水工作，仔细的、逐个的检查出防水板上的每一个可能渗水的节点，以保障其防水性，保证施工的质量。（5）施工缝采用中埋橡胶止水带+背贴式橡胶止水带的复合防水构造，变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带+背贴式橡胶止水带+橡胶止水条的复合防水构造，并辅以嵌缝胶填缝。环形施工缝及变形缝应加设可维护注浆管，便于进行后续注浆堵水。（6）还可以采用一些渗水管，像穿墙管等来流走积水，控制好渗水管的铺设质量，确保渗水管能够非常顺利的将少量的积水排走，减少隧道设备因常年积水而导致的渗水和漏水情况的发生。（7）铁路隧道的防水工作的最后一道程序就是二次衬砌，要保证二次衬砌混凝土的整体性及施工质量，为保证初支与二衬密贴，主要就是预留注浆孔，注入水泥浆，有些地方也采用水泥砂浆，在一些比較集中的渗水点或者漏水地进行加注水泥浆，在加注时注意注浆的压力控制以及注浆管道的铺设控制等。
结语
综上所述，本隧道工程施工过程中通过使用多种有效施工措施进行改善，避免了隧道施工过程中渗漏水现象以及衬砌脱空现象，取得了良好的施工效果，具有良好的经济性和施工便利性，值得类似工程借鉴引用。
参考文献
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[2] 陈军信.杉坡岭铁路隧道渗漏水原因分析与治理技术[J].科技视界，2014，30：108+113.endprint
