铁路涵洞病害成因及防治措施

铁路涵洞病害成因及防治措施

我国铁路线网不断增多，随着铁路服役年限增加，尤其是涵洞病害日趋明显，涵洞病害的发展已严重危急行车安全。通过铁路隧道在运营通车后产生的病害现象，深入分析产生病害的原因，并针对此类病害进行防治措施研究，对以后的设计施工提供借鉴与参考。

标签：铁路涵洞；病害；措施

1 铁路涵洞病害调查及成因分析

1.1 施工质量病害

施工质量原因导致铁路涵洞病害是涵洞病害中的重要因素。涵洞的施工过程中不严格按照国家现行施工规范要求施工，就可能产生涵洞病害。例如回填土夯实不均衡、压实度不够，施工中出现偷工减料现象，混凝土浇筑质量差及后期护养不到位等，这些都会给涵洞正常运营留下安全隐患。

1.2 涵洞冻融病害

我国幅员辽阔，冻土面积分布广泛，随着路网日益完善，工程建设已延伸至高纬度、高海拔等气候条件恶劣的寒冷地区。位于寒冷地区的铁路涵洞，由于冻融作用，涵洞出现冻胀开裂、渗水等问题一直困扰着我国铁路建设和运营。随着科技水平的提高和工程经验的增多，防治铁路涵洞冻融病害，保障安全运营迫在眉睫。

1.3 地形与地基的影响

铁路涵洞一般都修建在沟谷之中，其所处环境地形条件与地基情况较为复杂。由于地质条件复杂、地基处理不当导致涵洞破损占有很大的比例。地基处理不均匀导致涵洞产生不均匀沉降破坏现象较多。通常情况下，地质条件大多数与设计相符，但有时也会出现与设计不符的情况。如涵洞地基表面是均质地层，而下部有陷坑、穴洞等隐患；有的地基本身整体条件较差，达不到设计的承载要求等。铁路涵洞建设过程中如遇到上述情况，没有采取相应的措施对基底进行合理处理，达到设计要求，涵洞运营中必将产生不均匀沉降而导致涵洞开裂。

1.4 水的影响

铁路涵洞主要用途为排水，但设计和施工过程中考虑或处理不当也会对涵洞造成损坏。我国铁路涵洞，大部分过水涵洞都出现水毁的现象。通常水流速度过大对涵洞的冲刷导致破损，由于入水口与涵洞地板没能很好衔接导致水流从涵洞底部渗出。长时间冲刷导致空鼓，引起不均匀沉降而造成涵洞破坏。其次，由于涵洞表面防水抗渗处理不当，导致涵洞表面渗漏现象普遍，对其耐久性损伤严重。

1.5 结构荷载影响

列车动力荷载主要施加在隧道、涵洞整体道床及隧道、涵洞底部结构，列车荷载频繁振动、冲击其承力结构。轨道下部结构有轨下基础、混凝土铺底、道碴、填块、整体道床、仰拱或面枕等。由于列车运行疲劳破坏，导致围岩的软化现象加快，涵洞底部长度基岩发生了软硬不一的状况，最终涵洞底部的逐步破坏。

2 涵洞病害防治措施

2.1 提高认识，加强管理措施

铁路行业首先应该足够的重视涵洞勘察、设计、施工各个环节管理。加强对铁路涵洞不同工况的设计理论研究，尤其是对复杂涵洞环境的受力性状及其与土相互作用机理进行深入研究分析，加强监控，收集现场数据，逐步完善设计、施工各个薄弱环节。铁路工程管理人员及技术人员要严格按照勘察、设计、施工相关规范要求工作，使涵洞设计、施工做到“有章可循，有据可依”的科学管理。

2.2 涵洞地基的勘察与处理

为防止由于涵洞地基不均匀沉降导致的结构破坏，在设计中需重视选址地质、地形的勘察，做好涵洞与路基连接处的地基处理。当涵洞位置距离原始山脊较近时，应采取避开或采用变台阶的基地形式进行处理。对于不良地质情况，勘察单位需认真勘探，为建设提供真实数据。当不良地质区域小而浅时，可采取局部换填处理方式；当其范围较大时可采用土工格网加筋或地基加固等方法进行处理。在地质情况错综复杂的情况下，需考虑采用整体性较好的箱涵或减小每节涵身长度的设计方法，以增强其调整不均匀沉降的能力。

2.3 涵洞裂缝渗漏治理

铁路涵洞从衬砌混凝土侵蚀情况分析，首先要提高混凝土密实度，使涵洞周围含有侵蚀介质的地下水难以渗入衬砌结构的内部，在混凝土衬砌表面敷设能够防碱、酸介质的涂层，使侵蚀物不能进入混凝土内部，提高涵洞结构耐久性能。

对于服役的涵洞内，由于季节变化造成涵洞衬砌结构温度胀缩，其环向施工缝渗漏现象普遍，有效的防治措施为疏排。通常疏排方式有暗排与明排两种。暗排法造价成本较高，施工工期长，施工工序通过沿着涵洞环向进行凿缝、埋管和表面封堵。由于涵洞环向施工缝易变形，导致其表面封堵效果不佳。明排法施工工序较为简单，且如果环向施工缝出现变形，排水管不易受到变形的影响，其防渗治理效果较理想。施工缝的渗漏治理原则应遵循先引、后排，即首先将缝内水引至铝槽或PVC管，在排至两侧边沟内，从而达到防渗处理效果。

3 结语

引起铁路涵洞破坏的因素很多，各类防治方法涉及技术、经济等诸多方面，也受到地域环境等条件限制。由此可见，治理铁路涵洞病害任重而道远。根据铁路所处不同地段的特点合理设计涵洞，对病害防治对策对涵洞的病害预防至关重要，涵洞的施工、养护等必须引起重视。设计与施工单位需不断丰富和积累经验，有效指导设计和施工，以减少涵洞病害的发生。

参考文献

[1]谭勇.峪园隧道衬砌破裂检测评价及演化机理分析[D].长沙：长沙理工大学，2007.

[2]宋洪江.既有隧道安全性评估与加固[J].世界家苑，2011.