摘要:本文分析了高寒地区铁路隧道的主要病害类型,并以唐包铁路旗下营隧道为例,对隧道中出现的较为典型的病害问题采取整治措施,最终达到较好的整治效果,确保了列车运行安全。通过总结可为既有隧道同类病害整治提供参考和借鉴。
关键词:铁路隧道;隧道病害;整治技术
我国铁路建设迅猛发展,截止到2020年底,中国铁路营业里程达14.5万km,投入运营的铁路隧道共16798座,总长约19630km。其中呼和浩特铁路局管辖内隧道116座,总长约179km。由于局内所管的铁路地处内蒙古自治区中西部高纬度寒冷地区,特殊的地质、环境等因素,造成渗漏水与冻害问题等隧道病害,严重影响着行车安全。本文结合内蒙地区唐包铁路旗下营隧道病害整治的实际情况, 对高寒地区隧道病害整治技术展开研究。
1.高寒地区常见的隧道病害 1.1隧道冻害
隧道冻害一般出现在寒冷地区和严寒地区,由于隧道内水流和围岩积水冻结,引起隧道拱部挂冰、洞内设备挂冰、围岩冻胀、衬砌涨裂、隧底冰锥、水沟冰塞、线路冻害等,进而危及到行车安全。
1.2隧道水害
水是隧道万害之源,隧道水害指在隧道修建和运营过程中,由于围岩的地下水和地表水以渗漏或涌出的形式进入隧道,造成隧道拱部漏水、边墙淌水、施工缝、变形缝及混凝土裂缝渗漏水,隧底道床及路面积水和隧底翻浆冒泥等。
1.3衬砌裂损
隧道衬砌裂损的主要表现为衬砌混凝土裂缝、衬砌掉块、施工缝抹面层开裂等,其中衬砌裂缝最为常见[1]。主要原因有受地下水渗流侵蚀、反复冻融,施工不当等,衬砌开裂对隧道的稳定性及耐久性有很大影响。
1.4隧道基底病害
隧道基底病害是指既有铁路隧道经过一定时间的运营后,在隧道底部出现的基底开裂、破损、下陷、向两侧外挤以及翻浆、冒泥等现象。隧道内基床病害有道床裂损下沉,翻浆冒泥及流水冲空道床。
2.唐包铁路旗下营隧道综合整治案例 2.1 隧道简介
旗下营隧道位于旗下营站至民族站间,1958年改造大包线开工建设,1983年正式建成通车[2],全长1608米,是内蒙古中西部地区煤炭经铁路外运的重要通道。隧道形式为上下行两座单线平行隧道,隧道无仰拱,下部设置铺底。由于建成年代较早,万吨、重载通过频繁,旗下营地区寒冷,排水系统不完善等因素,现阶段隧道已经出现排水系统冻害,衬砌掉块、漏水挂冰以及隧道基底病害等问题。
2.2隧道整治施工流程
作业内容:旗下营I、Ⅱ隧道底板注胶、拱顶渗漏水整治。
作业范围:旗下营1号隧道k816+970-k817+010、k817+650-k817+660下行,旗下营2号隧道k816+590-k816+620、k817+570-k817+590、k817+800-k817+850上行
施工流程:
2.3隧道病害整治 1.底板注浆
(1)孔位设置于轨枕头两侧及中心处,布置3排,梅花型布置,两侧轨枕头处间距1.8m,线路中心处间距3.6m。
(2)按设计孔位进行扒砟,扒砟完成后砟布设套管,用作钻孔及锚杆施作空间。套管采用 Φ200PVC管。
(3)钻孔直径Φ=50mm,竖向设置,深度为1.0m。还可根据现场实际情况确定,钻孔打透破碎脱空层,进入基岩50cm即可
(4)锚杆采用中32mm胀壳式新型注胶锚杆,沿全长梅花形设置为中10mm的溢浆孔,间距10cm。
(5)取A、B两种材料各约50m1,将两种胶液一起倒入空纸杯C中,混合,用搅拌棒快速充分搅拌40秒以上,观察试样固结变化。
(6)打开包装桶,将A、B两种胶液分别倒入罐状桶A、B内。将吸料软管A、B分别放入罐状桶A、B内等待出料。若出料顺畅,可让胶液分别回流至A、B罐状桶内。启动空压机,轻开气动阀门。观察A、B两种胶液能否顺畅流动。
(7)注胶过程中,实时观测A、B两罐状桶内的液面变化,若两液面下降速度有明显差别,应立即停止注胶,检查注胶设备,重新调试。同时,密切观测注胶机压力表的读数,注胶压力不宜过大,超过1Mpa时应停止此点注胶,进行下一点注胶。
2.拱顶渗水、挂冰病害整治
注浆完毕后对注浆效果进行检验,检查裂缝末梢是否注浆饱满,衬砌表面是否湿渍。检验合格后将混凝土表面清理干净,拔除注浆嘴,用调好的水泥基渗透结晶型防水涂料刮涂两侧防水,厚度不小于2mm。
(1)若压力过高,注浆速度过快,浆液会从钻孔和封孔器之间或裂缝中渗漏,施工时应合理控制注浆泵压和注浆速度,给液体流动留一定时间。
(2)注浆结束后,严禁用机械油以外的介质如水等液体冲洗机具,或冲洗不彻底,造成堵管。
(3)施工人员在施工过程中,严禁批复直接接触液体,防止伤害。
(4)钻孔定位应准确,孔位垂直衬砌表面,并沿裂缝方向展布,同时注意注浆顺序,先内圈孔引后外圈孔。
2.4结论
通过对旗下营隧道基床基底密集注浆防水,对拱顶渗水、挂冰病害的整治,从而消除了病害,保证了列车正常速度安全运行。
参考文献
[1]田伟权 秀宁隧道衬砌劣化病害整治施工技术研究[J]. 浙 江 建 筑 ,第 3 7 卷 ,第 2 期 ,2 0 2 0 年 4 月
[2]马凌宇 京包线旗下营隧道基底结构病害整治对策探讨 [J]. 铁道建筑,2015 (2):76-78
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