李軍年
摘 要:隨著整體道床在隧道內(nèi)的廣泛應(yīng)用,其養(yǎng)護方法越來越受到重視,特別是在長大隧道內(nèi),由于其特殊的環(huán)境更使得施工難度加大,在此我們將隧道整體道床重點病害如整體道床下沉、整體道床拱起等病害的產(chǎn)生原因及整治方法做一介紹。
關(guān)鍵詞:隧道 整體道床 病害 整治方法
1.整體道床病害類型
整體道床病害主要有三種類型:一是混凝土道床下沉破損;二是混凝土道床上鼓破壞;大部分整體道床病害屬于這兩種,并且出現(xiàn)道床下沉或上鼓,發(fā)展將十分迅速,極易危機行車。第三種是道床混凝土受地下水腐蝕。這種腐蝕性不僅威脅道床本身,而且對隧道襯砌也同樣造成破壞。此外,整體道床個別支承塊松動,支承塊承軌槽壓潰,擋肩破損、整體道床裂紋等次要病害也時有發(fā)生。
2.整體道床病害原因分析
(一)地下水對道床基底浮碴的浸泡和沖刷
整體道床是彈性基礎(chǔ)上承受列車動載反復(fù)作用的受彎構(gòu)件,如果改變了道床的支承情況,道床混凝土就可能開裂破損。整體道床的病害地段大部分位于地下水位高和水壓大的局部區(qū)段。當?shù)叵滤桓叱鏊淼妆砻鏁r,隧底受地下水長時間的浸泡,壓力水則從結(jié)構(gòu)的施工縫隙中流出,同巖上的細小顆粒或施工中殘存的浮碴結(jié)合,形成了翻漿冒泥的現(xiàn)象。其結(jié)果造成道床基底局部空洞,道床下沉,隨之發(fā)生道床開裂。
(二)整體道床結(jié)構(gòu)形式與復(fù)雜的水文地質(zhì)條件不相適應(yīng)
整體道床鋪設(shè)初期,多采用中心水溝式,道床由素混凝土灌注而成。這種結(jié)構(gòu)形式可提高邊墻的設(shè)計標高,節(jié)省開挖圬工量,造價低。在地下水發(fā)育,水位高或基底軟弱區(qū)段,這種型式的整體道床易受基礎(chǔ)變形的影響而發(fā)生病害。
3.修復(fù)整體道床的施工方法
常用的修復(fù)整體道床的方法有以下三種:
(一)道床基底換填
換填法對行車干擾小,能充分利用原有道床,施工工藝簡單,作業(yè)量少,是一種較好的整治方法。
1.適用范圍
混凝土道床較完整,厚度不小于35cm或原設(shè)計厚度;基底軟弱層(浮碴或風(fēng)化層)較厚,一般在30cm左右;基底圍巖堅實完整。用于中心水溝整體道床病害整治較為適宜。施工時可將水溝底部打掉,使道床軌下部分成為單獨分離的兩塊,以便于道床的頂起或橫移。
2.注意事項
基底換填之前應(yīng)首先做好排水設(shè)施,使基底表面干燥無水。施工時,需將換填部分的道床頂起,應(yīng)盡量不影響相鄰兩側(cè)軌道的軌距水平。如發(fā)現(xiàn)相鄰兩側(cè)道床下有空隙,可輔以壓注水泥漿填充。
(二)整體道床翻修
1.適用范圍
整體道床破損嚴重,或厚度不足,基底翻漿冒泥等病害嚴重地段。
2.整體道床的加強措施
(1) 加厚道床
當?shù)来不讏詫?,排水設(shè)施完善的情況下,原整體道床強度不足,則可采用加厚道床的方法,因為此法簡單易行,根據(jù)需要,還可提高道床混凝土的標號。
(2) 在道床混凝土內(nèi)增設(shè)鋼筋
基底不堅實,或道床通過斷層破碎帶,溶洞等地質(zhì)不良地段,可增設(shè)道床斷面的配筋,此法施工較簡便,是整治中常用的方法。
(3) 加設(shè)仰拱
基底軟弱,或根據(jù)圍巖類別判定必須修建仰拱的,在翻修整體道床時,應(yīng)首先加設(shè)仰拱,其結(jié)構(gòu)按隧道設(shè)計的規(guī)定辦理。為此,要根據(jù)具體情況確定施工方案并組織施工。
(4) 采用纖維混凝上
近年來,纖維混凝土已開始普遍應(yīng)用,用來灌注整體道床對運營線道床的整治具有特殊的優(yōu)越性。
(三)壓注水泥膠漿
1.適用范圍
整體道床比較完整;道床下的空隙較多,殘留浮碴松散,空隙率大,或者浮碴較密實,周圍有一定的空隙;這些情況都可采用壓漿法.在壓漿前,基底面上的流動水必須清除。根據(jù)實施經(jīng)驗,壓注水泥膠漿的方法可以單獨作為一種整治的方法,也可以作為上述兩種整治措施的輔助方法。
2.水泥膠漿的性能要求
整治整體道床病害所用膠漿應(yīng)具有以下性能:
(1) 凝固快。因存在地下水的作用,漿液應(yīng)能在瞬間凝固。
(2) 早期強度高。因整修往往在列車間隔時間進行,為此要求漿液固化后能有足夠的早期強度,以承受列車荷載。
(3) 可灌性要好。漿液既要有足夠的強度,又要有適當?shù)牧鲃佣龋拍茌^好地溶入巖石的細微裂隙內(nèi)。
(4) 凝固體耐腐性高。保證凝固體有相當?shù)哪途眯浴?/p>
4.整體道床其他病害的整治方法
(一)整治松動支承塊
1.填充環(huán)氧樹脂砂漿
卸下松動支承塊上的聯(lián)結(jié)扣件,取出軌下膠墊,在相鄰支承塊間用木楔支墊好鋼軌,使松動支承塊不承受列車荷載。沿支承塊四周鑿槽,寬度不小于5cm,深度略低于支承塊底面。槽鑿好后要用鋼絲刷刷去陷在支承塊四周的泥污油垢,并用高壓風(fēng)、水沖洗干凈,再用棉紗將槽中余水擦干。
2.壓水試驗
待砂漿凝固后,進行壓水試驗(壓力控制在0.2~0.4MPa),目的在于觀察通路貫通情況,檢查填補質(zhì)量,清洗排水通道和支承塊底部裂紋中的泥漿,根據(jù)進水情況還可估算所需壓漿液量,壓水后用高壓風(fēng)吹出通路中的水分。
3.壓注化學(xué)漿液
先將環(huán)氧樹脂稍加熱,依次把丙酮,醇叉丙嗣加入,攪拌均勻,最后加入乙二胺,再進行攪拌。從一個注漿管開始壓注,至其它管孔或孔口冒漿后用木塞塞緊,繼續(xù)壓注2~3分鐘,如發(fā)現(xiàn)道床混凝土有微小冒漿或氣泡時,還可再壓2~3分鐘,直至壓力表突然上升時停止壓漿。當發(fā)現(xiàn)有的注漿孔或孔口不冒漿時,則應(yīng)在該孔進行補壓。
4.養(yǎng)生,恢復(fù)線路
對填充的砂漿應(yīng)進行灑水養(yǎng)生,防止砂漿開裂。當漿液達到設(shè)計強度后,即可拆除相鄰支承塊間的木楔支墊,放好軌下膠墊,安好扣件,擰緊螺栓,檢查軌距水平。
(二)更換支承塊
1.在要更換的支承塊兩邊的相鄰各3、4個支承塊承軌槽內(nèi)放入預(yù)制的lcm厚墊片,以使軌道局部抬高,并將兩邊軌頂順坡做好。
2.用楔形木塊塞入要更換的支承塊與相鄰支承塊之間的混凝土道床上,以支承鋼軌。
3.鑿槽將更換支承塊取出,清洗基坑,按設(shè)計位置掛新支承塊,此時,應(yīng)注意在承軌槽內(nèi)墊上與相鄰支承塊承軌槽內(nèi)相同厚度(1cm)的墊片,上好扣件,擰緊螺栓。
4.在列車間隙時間灌好砂漿,抹平面層,待初凝后,取下新支承塊承軌槽內(nèi)的墊片和軌下膠墊,不使新支承塊受力。
(三)修補支承塊擋肩
支承塊擋肩脫落的原因很多,如施工碰壞,扣件號碼過大,安裝不當,支承塊水平不好,受力不均勻,個別支承塊強度不足,擋肩漏筋,支承塊錨固位置不當,維修方法不當造成損壞,施工中支承塊位移,一側(cè)承軌槽尺寸不足等,都會造成擋肩脫落。
(四)整體道床的裂紋修補
從維修觀點出發(fā),整體道床裂紋可分兩類:
第一類是橫向裂紋,寬度較小,一般在1mm左右,這類裂紋形成的原因是由于混凝土收縮,溫度變化,基底的軟硬不均和施工問題等。這類裂紋一般不顯著發(fā)展,不會形成病害。
第二類是由于基底的變形引起的裂紋,一般較寬,常達數(shù)mm以上,裂紋發(fā)展較快,往往是道床病害的開端,這類裂紋縱橫向都有。