建筑技术开发 安全质量 第４５卷第８期 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄＱｕａｌｉｔｙ ２０１８年４月 高速铁路隧道衬砌裂缝病害 及其整治措施研究 田德文 （中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 １１１０００） ［摘要］随着社会主义市场经济与科技水平的稳定增长，为高速铁路事业实现自身又好又快的发展目标注入了新鲜的活力。 同时，社会与国民对高速铁路中隧道工程质量安全也提出了更高的要求。基于此，对现阶段高速铁路中隧道衬砌裂缝病害出现 原因、影响及整治措施进行相关探讨，以此推动高速铁路事业平稳发展。 ［关键词］高速铁路隧道；衬砌裂缝；病害；整治措施 ［中图分类号］Ｕ４５９．１ ［文献标志码］Ａ ［文章编号】１００１－５２３Ｘ（２０１８）０８￣）１０９－０２ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｒａｃｋ Ｄｉｓｅａｓｅ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ Ｌｉｎｉｎｇ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｍｅａｓｕｒｅｓ Ｔｉａｎ Ｄｅ—ｗｅｎ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆｔｈｅ ｓｏｃｉａｌｉｓｔ ｍａｒｋｅｔ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｖｅｌ，ｉｔ ｈａｓ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｆｒｌｅｓｈ ｖｉｔａｌｉｔｙ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｓｏｃｉｅｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ ａｌｓｏ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｏｆｔｕｎｎｅｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｆａｃｔｏｒｓ，ａｔ ｔｈｉｓ ｓｔａｇｅ ｏｆｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ｃｒａｃｋｓ ｃａｕｓｅｓ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｔｅ ｈｉｇｈ— ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｕｎｄｅｒｔａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅ ａｎｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｃｉａｌｉｓｔ ｍａｒｋｅｔ ｅｃｏｎｏｍｙ ｐｌａｙｓ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｏｌｅ ｉｎ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ；ｌｉｎｉｎｇ ｃｒａｃｋ；ｄｉｓｅａｓｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ 在社会逐渐趋向于现代化发展的当前背景下，为高速铁 会经历前期、中期与后期３个阶段，而此３种阶段的的扩展速 路的建设带来了前所未有的发展机遇。而对于高速铁路建设 度也具有迅速、缓慢及加速等不同时期的扩展规律。不仅如此， 中的隧道工程来说，由于相较于其他施工工程，其自身具有 在高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害出现之后，原有裂缝产生 耗时长、涉及工种繁杂、施工难度大、风险性较强等特点， 的部位也会出现新的裂缝，并逐渐蔓延至衬砌结构中缺乏一 因此对其衬砌裂缝病害的发生原因及整治措施进行细致探讨 定紧密性的部位，最后与周边裂缝汇集成为一个整体且巨大 与不断优化，对提升高速铁路隧道工程项目的整体质量，有 的裂缝，对高速铁路隧道工程衬砌结构的质量安全及使用寿 效规避高速铁路建设过程中因存在缺陷所造成严重事故的发 命带来了巨大的安全隐患。 生具有重要意义。 不仅如此，在高速铁路隧道工程投入使用的过程中，列 １ 高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害的相关概述 车在移动过程中产生的空气压强差会导致裂缝问题的进一步 １．１病害发生的原因 激化，并随着其使用时间的延长，裂缝病害问题也会逐渐加重， 在高速公路隧道工程的施工过程中，由于隧道周边所覆 使得隧道工程出现坍塌等重大事故。 盖的土层存在有重力分布不均匀的现象，因此会对隧道外壁 １．３病害产生的影响 及衬砌产生不均等的压力。同时，这种压力往往就会造成隧 结合高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害发生的原因及分布 道工程出现衬砌裂缝病害的现象，且就实际施工来看，衬砌 规律，可以看出，随着时间的推移及外界诸多因素的影响， 裂缝病害的严重程度与其承受的重力呈现正比关系。在隧道 会导致成裂缝病害情况的加剧，进而出现隧道坍塌等重大事 衬砌裂缝中，其分布面积及裂缝所呈现的深度是造成隧道衬 故的发生，严重制约了高速铁路建设的平稳发展，并对当地 砌变形的重要原因之一，且隧道外侧覆土层重力越大，衬砌 经济以及社会造成了极大的不利影响。 结构变形的几率也就越大。 因此，这就要求现阶段从事相关的行业的工作者将衬砌 不仅如此，导致高速铁路隧道工程中出现衬砌裂缝病害 裂缝病害的发生的原因及其分布的规律时刻铭记在心，深入 的原因还与施工场地地质条件有关。具体而言，隧道工程施 贯彻落实安全生产的的原则，从根本上保障隧道工程的顺利 工现场若靠近或穿过地质断层等复杂的地质环境时，其自身 施工［２１。 衬砌与外壁则会产生极大的围岩荷载力，并导致隧道两侧受 ２高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害整治措施的发展趋势 力不均等，荷载较大的部分就会极易出现衬砌裂缝病害。而 为从根本上控制高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害的发生， 在此种地质环境下，裂缝分布的位置，隧道两侧所承受的承 现阶段在国际混凝土施工领域上也就自身高速铁路项目建设 载力大小等因素是导致衬砌呈现出变形特点及裂缝病害程度 的具体情况颁布了一系列法律法规与操作规范，并致力于提 的直接原因 】。 升隧道工程总体质量与使用年限。 １．２病害分布的规律 具体而言，一部分从事相关专业的研究人员就高速铁路 在高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害发生的过程中，往往 隧道工程衬砌裂缝病害发生问题中裂缝自身所呈现出的分布 情况、纵横向深度以及衬砌结构总体荷载力的情况制订出了 收稿日期：２０１７－１２－２９ 一系列措施诸如：锚杆加固以及喷射加固法，为有效提升衬 作者简介：田德文（１９８１一），男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师，主 砌裂缝病害发生奠定了坚实的基础。还有一部分研究人员则 要研究方向为隧道施工。 ·１０９· 第４５卷第８期 ２０１８年４月 安全质量 Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄＱｕａｌｉｔｙ 建筑技术开发 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 认为，在原有政治措施的基础上融入当前先进的材料，如碳 合其他裂缝的处理措施。具体而言，在锚固注浆处理措施中，纤维等，对治理衬砌裂缝病害的发生会起到事半功倍的效果【３Ｊ。 所应用的材料为锚杆、砂浆及灌注液等，并进行安装锚杆及 注浆等施工流程。值得注意的是，在进行注浆的过程中，应 ３高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害的整治措施 分为两个部分。 ３．１ 隧道工程衬砌裂缝碳纤雏加固法 （１）注入比例正确的水泥砂浆，并观察砂浆注入情况， 在高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害整治过程中，为从根 本上提升隧道衬砌混凝土结构的稳定性与重力的承载性能， 适当的减缓或停止注浆。（２）在结束第一次注浆之后，为有效解决砂浆固化造成 并有效降低裂缝病害的发生，现阶段在隧道工程施工中的技 术人员往往就会应用到碳纤维加固法，具体而言，此种加固 的自身结构变形，还应进行第二次注浆，并在原有浆液的基 础上加入适当化学浆液；不仅如此，在注浆完成之后，还应 方法主要涵盖了以下几个流程。 ３．１．１结构表层处理 进行对隧道表面进行整平处理，并将裂缝进填充 。 ４．２骑缝注浆处理措施 在应用碳纤维加固法中，施工人员首先应对发生裂缝病 ３．害衬砌结构的表面进行磨平以及清洁滞留杂物的，并保证衬 砌结构处于一个干燥且洁净的状态下，为碳纤维加固措施的 后面流程做好准备 。 ３．１．２封闭裂缝处理 在确保衬砌结构表面符合施工要求之后，施工人员就要 进行封闭裂缝的处理，并利用密封胶或其他能够起到粘合作 用材料进行裂缝的填补，以切实提升碳纤维加固措施的完 善性。 ３．１．３裂缝底胶处理 在对裂缝进行有效处理的过程中，施工人员也应注意将 底层树脂胶事先刷涂在衬砌结构的表面，并严格控制树脂胶 的厚度，以防止底胶过厚或过薄对裂缝病害的处理效果造成 不利的影响 。 ３．１．４裂缝整平处理 在进行到高速铁路隧道工程衬砌裂缝碳纤维加固措施的 最后一个环节时，工作人员应对裂缝进行整平处理，注意观 察所涂树脂底胶的结构表面是否存在厚度不均匀或气泡的出 现，并待底胶完全干透之后，在使用相关设备进行整平处理， 并以此提升隧道工程衬砌结构的稳固性［Ｓｌ。 ３．２加强隧道围岩稳定性 由于高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害的整治措施中，施 工难度大、工作强度高等特征都是固有的，因此就需从事相 关专业的工作人员自身拥有较高的职业素养，并从根本上提 升治理衬砌裂缝病害工作的质量与效率。不仅如此，施工人 员也可采用加强隧道围岩稳定性的措施以有效降低裂缝病害 的发生。 具体而言，在应对较坚硬的围岩时，施工人员则需要对 此类岩石进行打孔处理，并进行压浆，以提升应对高速铁路 隧道工程衬砌病害发生治理的有效性。不仅如此，在面对破 碎岩石结构时，则需就岩石表面进行深空压浆处理，并以隧 道衬砌结构为中心，建立一个稳固的结圈，从根本上保障衬 砌结构的稳定性。 ３．３较大裂缝处理措施 在对高速铁路隧道工程衬砌裂缝病害治理的过程中，施 工人员往往会面对分布面较广与纵向深度较高等严重的裂缝 病害，而为阻止裂缝病害的进一步扩展，就可采取在隧道拱 顶处注浆的措施，增强隧道自身结构与围岩表面的粘合性， 有效改善隧道衬砌结构受力不均的问题。 而在注浆的过程中，也要注意此项施工工艺操作的规范 性，结合注浆钻孔处两者之间的距离、钻孔的分布形状、注 浆过程中所使用的压力、注浆的配置比例等具体数值，力争 做到无隐患施工。 不仅如此，施工人员也应在此项施工流程中严格遵守施 工原则，并依照从下到上的注浆顺序，切实提升隧道围岩的 稳定性，从根本上降低衬砌病害的发生概率同。 ３．４其他裂缝处理措施 ３．４．１锚固注浆处理措施 为满足不同原因所造成衬砌裂缝病害，施工人员还需结 ·１１０· 在应用骑缝注浆处理措施的过程中，施工人员应就隧道 衬砌裂缝所分布的走向进行凿槽，并以裂缝为中心，向外向 深延伸。 其次，还应就所开凿出的凹槽进行及时的杂物清除，并 依据裂缝的具体走向及分布规律设置注浆管道，保持管道间 距在一定可控范围内，并利用粘合材料固定注浆管道。最后， 进行注浆与割管，并利用涂料等建筑材料整平衬砌表面。 ３．４．３凿槽嵌补处理措施 在应用凿槽嵌补方式处理高速铁路隧道工程衬砌裂缝病 害的过程中，首先应对出现裂缝的衬砌表面进行清理，使其 裂缝处不存在任何杂物并保持其自身的干燥。其次在裂缝处 进行凿槽时，须结合裂缝的实际深度来确定槽深数值，并在 槽内壁及底部刷涂底胶，利用配置合理的填充材料进行填充， 最后使用能够捣固的机械设备对填充材料进行进一步加固。 值得注意的是，在应用此种方式的过程中，要注意及时的养 护用于整平裂缝表面的防水材料 】。 ４结束语 总之，在高速铁路隧道工程施工的过程中，由于受到内 外在因素共同影响，极易出现衬砌裂缝病害，对施工人员的 核心利益及列车的平稳运行都造成了极为不利的影响。 因此，为有效降低衬砌裂缝病害的发展概率，施工人员 即在日常工作中深入贯彻落实安全生产以及规范化施工作业 的重要性，严格遵照施工设计图纸中的各项参数数据，并在 原有基础上强化施工过程中的监督工作，及时查明即将出现 或已经出现衬砌裂缝病害的原因，并以此制订出相应的解决 措施，为不断推动高速铁路发展进程奠定坚实的基础。 参考文献 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