新型铁路涵洞病害整治技术研究

新型铁路涵洞病害整治技术研究

杨盼龙

中国铁路西安局集团有限公司安康工务段陕西安康725000

摘要：涵洞铁路可以说在进行建造施工过程中经常会使用到的一种非常主要的构造物，其通常需要横跨国铁路自身的路基，并且将其放置在铁路下方当成是灌溉和排洪以及人行通道。本文针对当前我们国家铁路施工过程中经常会容易产生涵洞病害的具体原因给予了比较系统性的梳理以及相关的归纳，从而在对总结出来的几点在铁路施工过程中经常会产生的技术问题和经常会被人忽视的方向进行总结，站在涵洞病害进行治理的角度提出了在施工技术上的相关措施与建议。

关键词：变强开裂；活载土压力；盖板加固；钢花管注浆

前言：当前我们国家铁路进行施工的过程中，经常会出现的铁路涵洞形式主要是盖板涵以及圆涵等几种模式不同的涵洞。其中盖板涵主要是通过底板，侧板，盖板等三个部分去构成的；圆涵和盖板涵之间存在一定的差异，通常是选择钢筋混凝土去进行预制而形成的。其在现实进行使用的时候能够看出铁路涵洞经常会因为一些自然的原因和设计上的疏忽以及就是当前铁路自身需求上的持续提升，而产生一系列的病害情况，这些情况对于铁路自身运行上的安全有着较大的影响，因此需要对其给予足够的关注。

1.铁路涵洞病害分析

1.1自然环境引起的涵洞病

自然环境对铁路建设项目的影响是不可抗力的，主要包括气象条件和地质条件。一般来说，为了节省工时和提高施工效率，铁路涵洞施工往往是以当地材料为基础，并通过选择已形成的山谷开始施工。但在这种类型的地点，地形和景观环境非常复杂，地基处理的要求更高。在地基处理过程中忽略深基础勘探，经常会发生基础失稳和涵洞损坏。例如，在基础施工过程中，只考虑地基上表层土的均匀分布，而不考虑下层大面积坑或洞穴的存在，基础不稳定；此外，恶劣的天气条件也会影响铁路涵洞。

1.2设计方案引起的涵洞危害

如果自然灾害属于不可抗力的“自然灾害”，那么建筑设计方案的疏忽就是一个不可推卸责任的“人为灾难”。以圆形涵洞设计为例。在现阶段铁路涵洞施工中，施工设计团队往往会选择已经成熟的施工方法，并参照施工顶管施工方法。然而，顶管方法需要全面考虑，顶管通过整体基础放置在隧道坑上，预制的千斤顶应在预先修好的背面建造。因此，可以知道，顶管对后部的位移非常敏感。当施工设计团队忽视施工环境和自然条件而盲目选择顶管方法时，看起来背部不能承受基础的变化，从而导致位移，在施工过程中，小的位移背部被施加到千斤顶的巨大应力上，导致圆形涵洞严重开裂。

1.3施工年份造成的涵洞危害

随着时代的发展，铁路工程对铁路运输的质量要求也逐步提高。以宝成铁路一段为例，该路段于20世纪60年代建成。受当时交通密度和速度的影响，设计施工负荷标准低，防护措施少，施工质量差。在提高多列车速度的过程中，路段逐渐不能满足列车的密度和速度要求，发生了大规模的涵洞开裂。

2.铁路涵洞加固技术

2.1盖板涵加固

对于已经发生的涵洞开裂，涵盖涵洞加固方法必须从处理裂缝开始。鉴于用于普通涵盖涵洞的原材料是混凝土结构，并且开裂导致钢筋暴露在空气中，所以防腐处理必须在维持原始的基础上进行结构体。本文采用传统注射封闭工艺处理裂纹较小的位置。使用低压环氧树脂来实现裸钢和空气的隔离是理想的。另外，对于开裂病害裂缝的开裂现象，涵盖涵洞的加固需要加强侧墙钢筋。对于涵洞常用的泥浆砌石涵洞，可采用小孔灌浆加固，以增加其整体性和稳定性。对于涵洞基础，通常有施工过程，如土壤置换，喷粉桩和花管灌浆。在多年的实践总结中，这些方法是最有效的。

2.2圆涵加固

对于圆形涵洞涵管，涵管开裂的发生往往是由于主管道墙体存在问题造成的。为了防止由于地基沉降的严重影响导致管壁暴露在过高的拉应力下，一般采用钢混凝土浇筑法来加固钢筋混凝土。在原有结构的基础上，构建了新的应力结构。具体的施工方法是：首先修复发生裂缝的部位。修复完成后，需要将肋骨钢材作为主力材料植入原始拱圈的15厘米范围内，并将肋骨定向为涵洞长度指向的方向。钢的并排排列确保了间隔。为了构建结构，需要增加一层钢网，并使用小的混凝土振动浇筑的混凝土，以确保混凝土自密实。最后，设置新的沉降缝。一旦发生钢筋二次断裂，沉降缝可以作为施加力的主要力点，以平衡力与原始应力点。

2.3钢花管注浆

钢管灌浆技术是各种涵洞加固技术普遍采用和应用的主流技术。通过反复灌浆技术，使涵洞的应力水平更加丰富，进一步避免了基础沉降和涵洞开裂。巨大的影响力。具体措施是：进行图纸设计，图纸内容应清楚，清楚地描述施工环境和施工现场的特点。根据图纸开始钻孔，在钻孔位置埋入一条长约10米的钢管，保证钢管强度，并保留约2米的非灌浆部分。灌浆头设备安装在钢管顶部，对钢管内壁进行清洁，防止钢管内不必要的泥土填充地面。清洗完成后，需要用水泥砂浆堵住管体，然后从未堵塞的钢管底部插入一个冲洗管喷嘴，以高压冲洗钢管内部。将灌浆头的压力设置为0.5MPa，用纯水泥浆灌浆，并通过刀将水泥浆饱和。然后用高压水冲洗钢管，反复注浆5-6次。当需要浆液时，可以停止注浆工作。

结语：目前，铁路工程最令人不安的地方是铁路涵洞的开裂。无论水平开裂还是垂直开裂，最终都会导致砌体和砂浆接缝处涵洞的大规模渗漏，导致涵洞承载能力迅速下降，崩溃导致安全隐患。其原因主要是自然环境，设计方案和施工期三个方面。对于病害的防治，有必要通过专门的加固施工来改变原涵管的受力结构，实现病害防治。

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.