铁路隧道病害的原因及防治
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铁路隧道常见病害原因分析及整治技术摘要:由于运营年限、结构形式和运营路段的环境条件不同,隧道病害也多种多样。
根据病害部位可分为两类:隧道地表病害和内部病害。
其中,表面病害有剥落、掉块、裂缝、渗漏等,内部病害有空洞、坍塌、漏水、沉降、错位等。
目前,国内外隧道病害维修模式和设备单一,存在效率低、检测率低、误报率高等缺陷。
因此,研究一套系统、全面的隧道病害维修技术方案,是铁路隧道运营安全亟待解决的问题。
关键词:铁路隧道;病害原因;整治技术1铁路隧道的施工特点铁路隧道工程的施工环境颇为复杂,受地质、水文、气候等多重因素的制约,铁路隧道工程施工还需要使用众多大规格的机械设备,加之隧道内部空气不畅以及光线的不足,使得工程项目的整体施工难度较大。
铁路隧道工程施工通常需要多个工种和工序的完美衔接配合,且其主要在狭窄的工作面上展开大规模的进料、出渣运输等活动,其施工难度非常大,机械设备的应用优势难以得到有效发挥,施工技术难以高效落实到位,不利于工程建设工作的顺利开展。
对此,工程施工方案的确定必须立足于实际情况,采用合适的施工技术,增强各道工序间的衔接,构成一条富有秩序性的施工流线,以便高效推进施工进程。
2铁路隧道施工中的病害原因2.1衬砌欠厚及个别部位存在脱空和不密实现象(1)爆破设计不合理,未正确判断围岩岩性和岩石结构,在围岩软弱或完整性不足地段未及时调整爆破参数,造成隧道开挖轮廓不平、棱角分明。
(2)初期支护不规范,喷混凝土前未进行测量复核,欠挖部分处理,喷混凝土时凹凸面未喷平,初期支护平整度不符合规范要求。
(3)防水板固定不牢,铺设时留有足够的松铺系数。
混凝土浇筑后,防水板与初始支撑面粘贴不紧密。
(4)混凝土浇筑过程中未严格按要求进行振捣;当管道堵塞或混凝土浇筑至拱顶位置时,混凝土坍落度未及时调整,导致该位置混凝土不密实,背面出现空隙。
(5)当混凝土浇筑至拱顶灌浆时,现场人员经验不足,向搅拌站提供的补充量不准确,或主观认为浇筑已完成,未经认真分析,停止泵送混凝土,导致二次衬砌厚度不足,造成空洞。
隧道病害形成的原因及整治的措施学号:时间:2013/12/26隧道病害形成的原因及整治的措施隧道是埋置于地层中的工程建筑物,是人类利用地下空间的一种形式。
广义上是指:以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2 m2的洞室。
铁路隧道在运营中会出现渗漏水(水害)、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等病害,还有火灾威胁。
这些病害和危害对隧道的安全、舒适、正常运营有重要影响和威胁。
因此、在隧道规划和设计阶段要预防可能的病害、危害、进行合理设计;在隧道施工阶段要采用合理的施工工艺、方法、措施和材料,以保证施工质量。
在隧道运营阶段要及时检查、发现病害,分析病害成因,采用合理的整治设计和施工方法。
如此,才能保证铁路隧道工程的安全,畅通运营。
水害水害:在施工期间,由于涌水导致施工机具乃至坑道被淹,给施工带来极大的困难。
运营中的隧道,因为漏水、涌水导致衬砌裂破,隧底吊空,铺底或仰拱破碎,道床翻浆冒泥;严寒地区隧道,因漏水冻融以致衬砌损坏,结冰侵限,危机行车安全;岩溶发育地区的隧道,因大量涌水涌泥掩埋路线,中断运输。
而且长大越岭隧道,一般涌水量较大,危害也大。
主要有以下原因:一:设计问题1.洞内渗漏水的不确定性导致防排水的针对性较差。
隧道设计中地质钻孔较少,工程及水文地质资料不足,对隧道通过的断层带、破碎带的位置判断不准,设计中大都套用定型图,缺乏针对性的加强设计。
因此,尽管隧道富水地层只是在部分地段,但处理不当也会对整座隧道带来危害。
2. 联拱隧道中墙顶部低凹成槽,形成汇水区域导致隧道漏水。
3沉降缝沉降,使得防水板的拉裂。
d.无仰拱地段易出现路面渗水。
4.隧道断面变化处,如竖井、斜井以及人行通道等与正洞交叉处防水板的铺设质量难以保证,使得隧道漏水。
二:施工问题1.防水板的固定使防水板的整体性被破坏。
2.二次衬砌浇注时盲管易被压瘪,使水流不畅。
3.喷射混凝土表面刺物易导致防水板穿孔。
铁路隧道常见病害原因分析及整治技术摘要:我国铁路隧道数量日益增多,截至2021年3月,全路运营铁路隧道约15554座,长度约18771.8km,其中高速铁路隧道4728座,长度约8185.9km。
铁路隧道建成时,部分区段存在拱墙背后空洞、衬砌厚度不足等施工缺陷,经过运营期列车荷载作用,极易引发其他各类病害,如衬砌渗漏水、开裂、掉块,隧底裂损、下沉与翻浆冒泥、上拱等。
这些病害恶化了铁路隧道服役性能,降低了隧道结构的安全可靠度和稳定性,威胁线路行车安全。
铁路隧道病害的原因涉及到环境、设计、施工、运营维护等多个方面,铁路隧道检测与整治已经成为继铁路建设之后的重要任务。
关键词:铁路隧道;常见病害;整治技术引言隧道开挖建成后,山体中的既有水系重新分布。
西北地区黄土隧道受地质、水文条件影响,围岩中的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐等易溶盐类遇水后,伴随渗漏水流入隧道纵、环向排水盲管内结晶,久而久之造成排水盲沟(管)结晶堵塞,进一步发展导致既有排水系统失效。
另外,隧道渗漏水病害还会导致混凝土结构劣化,引发道床翻浆冒泥、接触网漏电跳闸等问题。
尤其在冬季,寒区铁路隧道渗漏水还常演变为衬砌挂冰、道床冻结等次生灾害。
因此,有必要针对既有线隧道渗漏水病害类型、原因及整治措施等开展进一步研究。
1铁路隧道常见病害原因分析1.1渗漏水由于隧道防排水系统不完善、年久失修,且隧道所在区域地下水丰富,雨水或地下水渗进隧道裂缝,极易产生渗漏水。
对京原铁路隧道病害整治施工发现,衬砌腐蚀剥落、衬砌裂缝、衬砌背后空洞不密实、衬砌厚度及强度不足、衬砌结构及围岩结构内部有裂缝病害等,都可造成渗漏水病害。
1.2冬季挂冰由于隧道位于较寒冷地区,渗漏水若得不到有效整治,可能造成冬季隧道冻害,引发拱部挂冰、边墙结冰、围岩冻胀、衬砌涨裂、隧底冰锥等病害。
1.3衬砌腐蚀该病害与地下水经地层的岩性及其所含侵蚀性物质有关。
在某些环境地质条件下,溶于水中的侵蚀性介质沿衬砌施工缝、变形缝、裂缝、毛细孔等路径,对衬砌混凝土产生物理、化学反应,机车长时间喷出的煤烟等也在衬砌内侧留下腐蚀痕迹。
铁路隧道常见的病害成因及有效整治对策摘要:铁路隧道在我国社会发展过程中占据着非常重要的地位,不过在实际的施工过程中会受到较多方面因素带来的影响,这样就会导致各种病害问题的出现。
所以,铁路隧道施工单位要对这些常见病害予以足够的重视,结合实际的情况来采取相应的措施进行整治,这样才能够达到良好的施工效果。
关键词:铁路隧道;病害成因;拱顶脱空;二衬钢筋前言:通过铁路隧道工程实际调查发现,我国部分铁路隧道施工单位受到多方面因素影响比较深,这样就会导致相关管理人员无法对施工过程中常见的病害予以足够的重视,在这些病害的影响下不仅相关工作无法正常地开展,而且还会留下较大的安全隐患。
所以,施工单位要结合时代发展特点进行充分分析和了解,在此基础上对各种铁路隧道病害成因进行充分考虑,这样才可以采取有效的对策来进行整治,整体施工质量和效率也会因此得到进一步提高。
一、铁路隧道常见的病害成因分析(一)拱顶脱空在铁路隧道施工过程中会涉及到较多的环节,其中最为关键的就是二衬冲顶浇筑环节,然而部分施工单位在这个环节当中会受到诸如混凝土供应中断的影响而无法达到良好的浇筑效果,最终就会导致拱顶脱空问题地发生。
施工单位在开展二衬冲顶浇筑的时候会将二衬台车上的所有观察孔进行关闭,这样就会导致施工人员无法对混凝土灌注是否填满拱顶模内部的空间进行观察。
同时,一般情况下会依靠他们自身的工作经验进行判断,从而拱顶脱空问题发生的概率也会进一步增加。
所以,铁路隧道的拱顶围岩会因此而出现拱顶脱空,并最终导致其无法达到良好的支撑效果,在后期也会出现局部掉块或围岩塌陷等情况,严重的时候就会导致安全事故地发生。
(二)拱顶二衬钢筋保护层厚度不足铁路隧道施工单位在安装完成二衬钢筋之后并没有结合实际的情况进行充分分析和了解,这样就会导致支撑垫块无法安装或支撑垫块不足的问题出现,如果垫块之间的间距比较大,那么拱顶钢筋在开展混凝土浇筑的时候会受到自身重力的影响而下沉,钢筋保护层厚度与预期之间存在较大的差距,进而造成钢筋外露。
铁路隧道常见病害原因分析及整治技术摘要:近些年,社会快速发展,带动了我国各领域进步。
目前,衬砌开裂、脱空、施工缝及底板渗水是铁路隧道常见四大病害,危及隧道运营安全。
为此,文章结合西南地区铁路建设施工经验,从设计、施工各环节较为全面地总结了以上四种隧道病害产生的主要原因,并提出了针对不同程度病害的整治措施和预防建议,相关成果可为铁路隧道的设计、施工提供参考。
关键词:隧道病害;裂缝;脱空;渗水引言铁路隧道工程施工监理是对工程质量以及施工安全进行严格控制与管理,隧道工程的质量关系人们的生命安全。
工程施工质量是保证铁路建设的核心,是铁路工程施工管理过程中不可推卸的责任,影响隧道工程质量的因素较多,如人为因素、机器因素、材料因素以及环境因素等。
为了实现对铁路隧道工程施工质量有效的监督与管理,需要把控好每一个影响工程质量的因素,针对不同的因素采取不同的措施,对每一个环节严格控制,保证铁路隧道工程的施工质量。
1进入隧洞前防排水施工技术分析(1)施工人员充分了解隧道顶部具体的情况,如果发现隧道顶部存在着岩石裂缝的情况,应该采用混凝土喷射的方式,封闭隧道顶部的裂缝,然后才能进行铺砌施工作业。
(2)施工线路上部分路段存在着溶腔积水的现象,施工技术人员必须采取有效的措施,排除溶腔内的积水。
(3)如果隧道施工线路上存在着地表泉眼,施工技术人员应借助导管,将其彻底从施工区域内引出,避免影响后续的施工。
(4)施工技术人员还必须按照隧道施工具体的要求,在隧道洞门的上方设置完善的截水沟,将地表的水及时排出,减少地表渗水。
此外,为了避免在施工中隧道洞门边、仰坡出现渗漏水溜坡、坍塌的问题,施工技术人员还应该对其采用喷射混凝土或者浇筑混凝土端墙的方式进行防水处理。
2铁路隧道施工中的缺陷2.1缺少完善的施工风险评估体系现阶段,隧道建设项目的风险评估报告是对以往建设项目风险报告的借鉴或只停留在设计阶段,其在现有建设项目中使用时,无法发挥最佳的效果。
铁路桥隧主要病害及整治对策的探讨摘要:随着铁路的大力发展和突飞猛进,建设过程汇总对铁路桥隧工程的建设提出了更高的需求。
桥梁和隧道是铁路线路的重要组成部分。
一旦发生故障,轻者削减运输能力和减载,重者则线路被切断导致交通瘫痪。
因此,及时消除桥梁、隧道病害,保持其健康运行状态具有重要的意义。
笔者介主要分析了引起桥梁和隧道病害的主要原因,最后针对性提出了相应的整治措施,也是与行业同仁的一次深入交流。
关键词:铁路桥隧;主要病害;整治对策1.引言桥梁和隧道是铁路线路的重要组成部分,其发生病害的原因有多种,主要从技术上并分析了引起桥梁和隧道病害的主要原因,最后针对性提出了相应的整治技术措施,也是与行业同仁的一次深入交流,随着国内高铁的在进一步发力发展,对铁路桥隧主要病害及整治对策的探讨也显得十分必要。
1.铁路桥梁和隧道的主要病害2.1铁路桥梁的主要病害(1)载荷引起的裂缝。
随着我国经济的快速发展,铁路货运量明显提升,部分桥梁结构承载能力超标,桥梁结构承载值不符合要求等问题日益突出,从而导致出现裂缝,如果听之任之,任其发展下去则可能会造成更大的损害。
(2)温度引起的裂纹。
铁路桥梁多数是混凝土结构,其的质量很大程度上与混凝土有关,但由于抗拉强度相对较低以及结构内外温差较大等因素导致混凝土变形。
当温度的次生应力超过混凝土承受的最大拉力时,结构就会出现裂缝。
(3)收缩和冷胀引起的裂纹。
这些主要在铁路桥梁施工中,混凝土浇筑后大量水分蒸发,桥梁结构发生塑性收缩。
随着雨水侵蚀裂缝的逐渐扩大,加速了结构破坏,对混凝土结构产生了非常不利的影响。
还有在冬季施工中,隧道注浆时如果不采取有效的保温措施,结构裂缝会冻结开裂,给预应力带来严重的安全隐患。
(4)钢筋锈蚀引起的裂纹。
如果钢筋质量不达标且对钢筋没有采取有效的保护措施,在特别高的应力条件下,铁路桥梁会发生碳化,裂缝扩大速度加快,导致铁路桥梁整体承载力下降。
2.1铁路隧道的主要病害由各种原因引起的隧道病害包括水害、衬砌开裂、衬砌腐蚀、隧道冻害等。
铁路隧道病害的原因及防治
摘要:对于铁路运营隧道来讲,受行车条件限制,其病害治理存在一定的特殊性。
这就需要采取综合手段,查明隧道病害形成的原因,必要时采用一定的方法
进行验证,从而为隧道病害治理提供可靠的技术资料。
关键词:铁路隧道;病害;原因及防治
引言
隧道工程是埋藏在地表以下的构筑物,不可避免的要面对各种复杂地质情况。
诸如地下水发育,冻胀性岩土,断层破碎带,岩溶发育带等各种工程地质问题层
出不穷,造成施工和后期运营中发生塌方、渗漏水等病害,轻则留下安全隐患,
重则中断铁路行车。
一、铁路隧道病害的原因
1、拱顶衬砌缺陷
顶面滑坡、地震、雨雪冰冻灾害等外因引起的缺陷由于具有不确定性,所以
难以进行预防,而内因大部分是因人为因素引起,可通过一定的技术手段进行处理,同时通过针对性地预防措施,可以有效避免缺陷的形成。
衬砌厚度不足是最
常见隧道缺陷,衬砌厚度不足具体可分为整体不足和局部不足。
这种缺陷在围岩
较差的区段最为常见,衬砌厚度主要取决于开挖面,在开挖面确定后,基本不能
调整衬砌浇筑的厚度,所以造成衬砌厚度不足的主要原因是因为施工单位技术水
平不高,对隧道进行超欠挖,或者是施工单位偷工减料、没有严格按照设计要求
施工造成的。
另一种常见的缺陷是衬砌背后空洞,这种缺陷形成的原因一方面可
能是由于衬砌厚度不足,造成实际厚度达不到设计厚度要求造成的,另一方面可
能是施工中因为混凝土材料的收缩、浇筑施工进度过快、混凝土自重压迫等原因
造成。
2、塌方
(1)隧道的地质条件较差。
因为该段几乎全是强风化岩,并且围岩的风化明显,并且软硬不均,塌方区的上台阶呈碎块状,中下台阶的围岩较差,呈砂土夹
泥状。
(2)围岩属于软质的岩石。
全风化的花岗岩呈现杂色,并且原岩的结构
已经完全被破坏,且大部分呈现为土状;强风化的岩呈现为青灰色,磷片变晶的
结构,片麻状的构造,呈现为碎块状,并且用手可以掰碎。
强度变得较低,容易
产生塑形的变形,以及稳定性较差在大气中容易被风化剥落。
(3)围岩受到渗
水容易发生软化。
岩层具有透水性,如果上台阶有渗水的现象,那么中下台阶就
会有大量的水渗出,在局部形成渗流。
(4)施工因素的影响。
一是超前小导管
的注浆没有达到预期的效果,以及系统锚杆和格栅钢架锁脚锚管安装质量较差;
二是中下台阶的开挖过大,钢架底部的悬空时间过长,以及围岩遇水发生软化,
抗剪强度降低从而导致了变形的加剧而造成失稳。
3、漏水
(1)隧道一般所处都是高山地带,此处隧道内含有丰富的地下水,同时在隧道设计时没有进行详细的地下水勘探工作,导致在设计时排水系统不完善,当隧
道投入使用后,则会成为此处地下水的汇集通道,如果此时防排水设施不完善,
那么含水层与隧道围岩连通后必然会发生隧道漏水病害。
(2)隧道穿过含水的地层。
如穿过砂类土和漂卵石类含水地层;断层带节理及裂隙发育,含裂隙水的岩层;石灰岩、白云岩等可溶性岩层,有充水的溶洞或
暗河等与隧道相连通时;浅埋隧道地段,地表水沿覆盖层的裂缝渗到隧道内。
(3)隧道衬砌综合治水设施不完善或年久失效。
隧道衬砌在修建之初其排水设备就不完善,在施工时混凝土施工质量没有控制好,存在着孔隙裂缝,从而使
衬砌自身的防水能力较差,对于防水层也没有进行防渗处理。
同时,部分隧道的
衬砌有完善的排水设备,但在长期的使用过程中,因缺乏必要的维修和保养措施,从而使这些排水设备出现了阻塞情况。
4、隧道洞门损坏
隧道洞门损坏会严重影响行车的安全。
尤其是在雨季仰坡或边坡容易产生坍塌、滑石、渗水等现象,从而导致洞门端翼墙发生裂损变形。
二、铁路隧道病害的防治
1、衬砌裂损防治
隧道衬砌是承受地层压力、防上围岩变形坍落的工程主体建筑物。
地层压力
的大小,主要取决于工程地质和水文地质条件和围岩的物理力学特性,同时与施
工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。
由于形变压力、松动
压力作用、地层沿隧道纵向分布及力学性态的不均匀作用、温度和收缩应力作用、围岩膨胀性或冻胀性压力作用、腐蚀性介质作用、施工中人为因素、运营车辆的
循环荷载作用等,使隧道衬砌结构物产生裂缝和变形,影响隧道的正常使用,统
称为隧道衬砌裂损病害。
衬砌裂损是隧道病害的主要形式,隧道衬砌裂损破坏了隧道结构的稳定性,
降低了衬砌结构的安全可靠性,影响隧道的正常使用,甚至危及行车安全。
针对
衬砌裂损病害提出整治措施:裂缝整修,衬砌背后空洞压浆,底版的稳定处理,
换拱、换边墙。
2、塌方的防治
(1)塌腔进行注浆
塌方的范围较大,并且塌腔纵向较长如,无法进行一次性的封堵,所以应该
使用分段进行封堵来进行及时灌注浆液。
塌腔的处理应该使用“控灌结合”的方式
进行处理,在钻探孔能够打入较大的塌腔的情况下,使用人工将钢管伸入塌腔内,并且使用该管路进行混凝土的泵送工作,从而实现塌腔的填充;如果不能伸入,
则可以使用超前注浆导管支护的方式直接进行挖掘,并且使用注浆来加固隧道轮
廓线外侧的岩体,直到达到溢浆为止。
(2)安装型钢钢架
在进行初期支护钢架时应该采用Ⅰ20工字钢弯出弧度进行安装,从而有利于
早受力。
并且购置一台液压型钢弯弧装置,在现场进行钢架构件的制作,在洞内
进行组装。
在进行型钢安装的过程中,首先开挖上台阶,当支设完一侧的型钢后,沿着隧道的中线核心土位置上设置300钢管,从而顶住钢架来作为钢架的临时支撑;然后在进行开挖另一侧,支设另一侧的型钢钢架。
3、漏水防治
(1)设置内、外贴式防水层。
防水层所用材料有水泥类、合成树脂类、合成橡胶类、沥青类等。
内贴式防水层常用喷射法筑成,有喷射吵浆,或混凝土防水层,喷射乳化沥青胶防水层,喷涂Ml500水泥密封剂防水层等;外贴式防水层常
采用上述防水材料制成的薄板。
喷射法的优点,施工机械化程度高,工效快,不
受基面凹凸不平的影响,连续性好。
改建或更换隧道衬砌时,亦可采用复合衬砌(即在外侧喷混凝土支护与内侧模筑混凝土,中间加塑料防水板)。
(2)防止局部缝隙渗漏:构筑中的衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝,一般用:橡胶、塑料止水带;沥青木板油膏、沥青麻筋、油毡防水层;氯丁胶片防水层等
作主要隔水层。
隧道的渗漏缝隙,可用速凝止水材料,如超早强水泥(日本的止
水水泥)等堵塞,然后再敷以聚氯乙烯胶泥条或掺有高分子材料的水泥(如聚氨
酯水泥)等。
衬砌有较集中的漏水点时,可在临近漏水点5~10cm处,钻孔注浆,布孔按梅花形,间距1~2m,采用超细早强水泥或化学浆液注入。
4、洞门损坏防治
针对端墙前倾,洞口段衬砌拱墙环向裂开这一问题,我们可以采取清除坍滑
土体更换墙后冻胀土,并加强排水的整治技术来解决;对于端墙及洞口段衬砌纵
裂这一病害,我们可以及时的采取加固地基,封闭基面,防止地表水下渗,网喷
加固裂损衬砌的方法来解决;对崩坍落石现象我们可以采取修建支挡墙或喷锚加
固围岩,接长明洞防护的办法来整治。
总之,对于隧道洞门损坏的种种症状,我
们都要做到具体问题具体分析,及时妥善的处理。
结语
隧道病害给隧道的正常运营和安全都带来影响,病害整治和保持运营之间存
在矛盾,对运营中的隧道出现的病害须查清病害原因、采取合理的措施进行整治,提高隧道病害整治的工程质量和线路运输质量,保证安全高效的铁路运输。
参考文献:
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