铁路运营隧道病害现状及检测评估

2019-12-19周天平宋强龚鹏飞

商品与质量 2019年36期

周天平宋强龚鹏飞

中国铁路呼和浩特局集团有限公司集宁工务段内蒙古乌兰察布 012000

据统计，截至2018年底中国铁路营业里程达13. 1万km。其中，投入运营的铁路隧道15117座，总长16331 km。在既有铁路隧道运营期间，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、排水系统冻害等。这些病害导致铁路隧道结构的安全可靠度和稳定性降低，可能威胁线路行车安全。铁路部门每年都投入大量的人力、物力和资金用于隧道病害的维修和整治，但隧道设备的状况仍然难以根本好转。

因此，必须通过系统的分析研究，总结铁路隧道的病害特点，完善隧道病害检测评估手段，结合实际制定出符合我国铁路特点的一整套检测方法[1]。形成从日常维护、病害检测、病害整治到质量跟踪的一整套技术体系，以适应信息化目标管理的需要，为隧道养护维修提供参考，使运营隧道的日常维护和病害整治提高到一个新的水平。

1 铁路运营隧道病害的主要类型

1.1 隧道衬砌存在的主要病害

隧道衬砌存在的病害主要有：衬砌裂损、渗漏水、冻害、腐蚀。

（1）衬砌裂损的类型主要有衬砌开裂、压溃、错动、掉块及组合工况。衬砌裂损的主要原因有：①垂向线状荷载、斜向线状荷载、水平线状荷载、垂向分布荷载；②灌注过快，混合料分散不均匀，振捣不充分，拌合时间过长；③使用条件和环境因素，如化学腐蚀环境、氯盐环境、冻融环境、内外温差环境；④碱性集料反应发生膨胀开裂，集料中的泥分出现不规则网状开裂，水泥的水化热发生热胀开裂、水泥异常凝结发生不规则开裂、风化岩和低质量的集料发生爆炸状开裂、下沉开裂。

（2）渗漏水病害类型有滴水、涌水、水蚀等。渗漏水病害的主要原因有：①地质条件复杂，岩溶发育，水压较大；②设计和施工水平达不到要求；③衬砌和防水材料存在一定不足；④排水系统堵塞等

（3）冻害。在寒冷地区，地下水或地表水进入隧道后，冻结成冰，造成隧道功能受损害，称为冻害。根据冻害的现象，冻害类型可分为挂冰、冰锥、冰塞、冰楔、围岩冻胀、衬砌材质冻融破坏和衬砌冷缩开裂等7种。

1.2 隧底病害

（1）整体道床裂损的主要原因有：①列车荷载作用影响；②灌注道床时未及时清理隧底积水；③整体道床与隧道底部衬砌混凝土之间的黏结力不足； ④混凝土浇筑工艺差、水泥等级不达标、道床的厚度不足、混凝土养生时间不足等质量问题；⑤地下水对整个道床的影响；⑥养护维修不良等[2]。

（2）仰拱或铺底裂损的主要原因有：①列车荷载作用影响；②混凝土的收缩；③温度应力；④配筋不足；⑤混凝土材料及配合比不当；⑥养护条件差；⑦施工质量差等。

（3）仰拱和（或）填充层厚度不足的主要原因有：①隧底开挖时欠挖，未挖到设计隧底高程；②隧底有钢架地段钢架制作不标准，侵入仰拱造成混凝土厚度不足。

2 运营铁路隧道检测、监测技术

2.1 铁路隧道检测、监测体系

基于铁路隧道检测、监测标准化作业管理，针对服役隧道不同状态下检测、监测的方式、频次等，形成了面向设计寿命的铁路隧道检测、监测技术条件，建立了由验收检测、周期检测、日常检测、重点监测构成的铁路隧道检测、监测体系。对于全部隧道，在竣工验收期，以衬砌质量检测车为主进行验收检测；进入运营期后，进行周期检测和日常检测；对于存在风险的重点隧道，开展移动与定点相结合的重点监测。所有检测、监测数据集中存储于隧道检测、监测数据管理系统中。