关于铁路的隧道施工技术研究

关于铁路的隧道施工技术研究

摘要:目前,铁路已经成为各个国家的交通命脉,是疏通经济的纽带,在经济发展中起着不可忽视的重要作用。铁路线路一般比较长,而且可谓是条条互通,我国幅员辽阔,多山岭和丘陵,所以在铁路建设施工中,经常会穿越隧道,这给施工带来可一定的难度,铁路的隧道施工也一直是人们关注的热点问题。本文笔者就结合自己的工作经验,针对目前铁路隧道施工中的常见问题作简单的介绍并分析原因,提出解决问题的施工技术措施。

关键词:铁路隧道施工问题措施

铁路隧道主要是指在地下或者水下修建铺设铁路以备车辆通行的一种建筑物。铁路隧道根据所在的位置可以大致分为三大类:水下隧道:为了穿越海峡或者河流从海底或者河底穿过的隧道;山岭隧道:在修建铁路的时候为了缩短距离,同时避免出现比较大的坡道从丘陵或者山岭中穿越的隧道;城市隧道:有些铁路的修建的时候不可避免的要通过一些大城市,为了不影响城市整体建设并节省空间,而从城市的地下穿越的隧道。以上三类隧道中比较常见的就是山岭隧道,本文也主要针对山岭隧道展开分析。

铁路隧道在穿越山岭的时候施工难度相对比较大,所以存在很多问题,接下来,笔者就针对一些常见问题作简单说明。

1 铁路隧道施工常见问题

近些年,我国在铁路隧道建设方面得到了很大的提升,但是铁路隧道工程具有开挖面积大,施工难度高,技术复杂等特点,所以在施工过程中或者在建成之后仍然存在很多问题,这些问题严重影响了铁路的通行能力。

1.1 隧道渗漏水问题

隧道渗漏水是铁路隧道施工中比较常见的一种问题,它会使隧道衬砌混凝土加快碳化,大大缩短了隧道的使用期限。隧道渗漏的主要原因有以下几个方面。

(1)防水材料不合格。

由于铁路建设工程数量的急剧增加,对于隧道防水材料的需求也越来越大,于是很多防水材料的生产企业应运而生,在这个庞大的市场当中,难免会有一些单位的产品质量不合乎要求,很多厂家为了追求高额的利润将一些废弃的材料再生制造,铁路施工单位采购人员由于疏忽购进了这些不合格的产品,直接导致隧道渗漏水问题。

(2)排水处理不当。

①基岩和围岩基面不平整,局部位置出现凹陷现象;表面渗水点没有处理,渗水随意蔓延;基面上的一些尖锐物没有经过处理直接把防水板和无纺布挂上去,导致防水板破裂。

②防水板铺设不够规范。

③没有对变形缝和施工缝做仔细的处理,使缝隙出现渗漏。

④隧道的基线没有得到妥善处理,留下渗水隐患。

1.2 衬砌开裂破损

隧道衬砌是隧道的主体建筑物,也是受力的关键,不仅承受地层的压力,还能够防止围岩出现变形以及塌落。一旦隧道衬砌出现开裂破损,就会直接破坏隧道整体结构的稳定性,大大降低了衬砌的可靠性和安全性,影响隧道的使用,严重的还会危害到行车的安全。

衬砌开裂破损的主要危害如以下几点。

(1)降低了衬砌结构的受力能力,容易出现变形。

(2)在外力的作用下,衬砌会出现变形以及轻微的塌陷,减少了隧道的净空空间,使衬砌结构向隧道内倾斜,影响车辆通行。

(3)拱形衬砌可能会出现掉块现象,影响火车通行。

(4)由于衬砌破损,导致裂缝漏水,腐蚀隧道内设施。

1.3 隧道结构被腐蚀

隧道结构腐蚀主要体现为衬砌腐蚀,因为衬砌结构直接接触土壤,土壤中含有大量水分,尤其是一些特殊地质还会含有腐蚀性环境水,这些水会通过衬砌的工作缝、毛细孔或者变形缝渗透到衬砌的内部,腐蚀构件。被腐蚀的衬砌在受力性能方面会大大降低,还会出现变形,这

样不仅缩短了使用寿命,对行车安全也会造成巨大的威胁。

隧道结构被腐蚀的原因主要有四个方面。

(1)存在一些腐蚀介质。

(2)存在比较容易腐蚀的物质。

(3)土质中含有大量地下水并且具有流动性。

(4)结构的缝隙没有处理好。

1.4 隧道中有瓦斯或者其他可燃性气体

我们都知道瓦斯爆炸的后果是多么严重,在隧道施工的过程中,遇到瓦斯或者其他可燃性气体属于最为严重的一种问题。此种问题一般出现在隧道施工的沿线有很多煤矿的情况,由于特殊的地质结构,地层中含有大量的瓦斯以及其他可燃性气体,在隧道开挖的过程中,这些气体和土壤分离,弥漫到空气中,不仅气体本身有毒,而且遇到明火立即爆炸,后果极为严重。

1.5 隧道出现冰冻

隧道的冰冻问题一般集中在比较寒冷的地区,由于气温比较低,隧道内部的水以及围岩中的积水就会结冰,导致衬砌冻裂或者剥落,使衬砌失去稳定性,降低受力能力,影响隧道的质量。

1.6 初期支护不稳定

隧道的初期支护是施工继续的基础,也是保证安全施工的关键,如果初期支护不稳定,就会使支护失去一定的稳定性,这样就可能导致衬砌变形,导致一系列的问题产生。

1.7 塌方现象

塌方是隧道施工中比较严重的问题之一,一般出现塌方的隧道围岩的完整性比较差,特别是隧道进口的地方暴露围岩部分是完全风化或者强风化的强烈岩体,呈破碎状或者散体状结构,没有自稳能力,在施工中受到爆破震动的干扰,导致塌方。

2 铁路隧道施工技术措施

2.1 把好材料关

如上所述,防水材料的好坏直接影响隧道工程的防水性能,所以在选择材料上一定要严格控制。最好以招标的形式,对不同规格的材料进行比较,结合具体施工需要,选择最佳的材料,以保证隧道质量。

2.2 做好防水排水措施

首先,要铺设好防水板,铺设的时候遵循先拱后墙的顺序,下面的防水板要压住上面的,控制松紧程度,保证防水板的所有面积都能抵到围岩上,两个防水板之间的搭接宽度要大于150毫米。

其次,要处理好施工缝和变形缝等防水比较薄弱的地方。

2.3 做好衬砌工作

对于衬砌结构出现的裂缝要及时进行修正,在衬砌的背后如果有空洞可以采用注浆的方式增加其强度,加大底板的稳定性能,还可以采用二次衬砌的方式对衬砌进行加固。

二次衬砌在隧道施工中,可以有效的提高隧道的使用寿命以及外观质量,衬砌主要分为两个部分:二次衬砌和仰拱衬砌。二次衬砌的时间要根据施工现场监控测量的结果确定,通常在初期支护已经基本稳定,整体的收敛值达到规范要求,围岩和初期支护变形率都比较稳定的时候再进行二次衬砌。

2.4 防止腐蚀

(1)在选择材料的时候,最好采用耐腐蚀性的水泥。

(2)在混合料中加一些有效防止腐蚀的添加剂。

(3)提高衬砌结构的整体性和密实度,防止水及腐蚀性液体渗入。

(4)加强衬砌结构的排水能力。

(5)在衬砌的外层设置一层隔离层,防止和水接触。

(6)采用防腐蚀性能高的混凝土。