试论隧道内整体道床病害原因分析及整治措施

袁华

摘 要：近年来，随着我国铁路交通建设迅速发展，无碴轨道整体道床已得到了广泛采用，而整体道床产生的病害及维修问题也越来越引起重视。为此，本文主要就隧道内整体道床病害原因作了相关的分析，并提出了具体的整治措施，以供参考。

关键词：隧道；整体道床；病害原因；整治措施

引 言：整体道床，也称无碴轨道，是在坚实基底上直接浇筑混凝土以取代传统有碴轨道的基础。整体道床具有以下优点：整体性强，稳定性好，轨道几何形位易于保持，有利于铺设无缝线路及高速行车。整体道床在列车荷载作用下轨道变形很小，减少养护维修工作量，改善劳动工作条件，这对于运量大，行车速度和密度均较高的线路，以及通风照明条件差的长大隧道，效果尤为显著。但是整体道床要求较高的施工精度和特殊的施工方法，对垫层和扣件也有特殊要求，只要其中一项技术达不到标准，在运营过程中出现病害，整治就非常困难。

1 整体道床常现的病害类型

从整体道床的结构看，其基础梁上承受的是列车的反复作用，与有碴轨道相比结构简单且稳定性好，就容易保持形状，但是其刚度大弹性小，因此其结构上的钢轨扣件和弹性垫层的性能要求较高。当道床地面出现不均匀的情况，在列车的作用下就会导致其出现不同程度的病害。综合看，整体道床的病害有三种集中体现：一是混凝土结构出现的破损，导致结构下沉，轨道在列车垂直载荷的作用下发生了不同程度上的形变。轨道下沉形变是轨道吸收列车载荷的主要方式，轨道下沉应在一个合理的范围内，如果轨道变形小在轨道承载列车的载荷大，将加快轨道部件的损伤，如果下沉变形大则容易导致轨道塑性变形，增加危险性与维护工作量，因此整体道床出现下沉变形量过大就成为了一种病害；二是道床基底渗水或地下水压大导致基底面抬升而造成混凝土出现上拱变形进而破损或影响轨道几何尺寸；三是道床混凝土与主体结构混凝土分离、道床排水沟开裂等病害使混凝土结构受地下水腐蚀而产生破坏。

2 整体道床病害原因分析

2.1 车辆运行振动的因素

列车对整体道床的作用是长期且直接的，因整体道床刚性大，受到车体振动的幅度和冲击力都要大于有砟道床。如果加上路线本身的平整性差异就会扩大这种振动，进而影响整体道床的稳定。

2.2 地质水文影响

地下水对整体道床的影响不容忽视，实践证明水是影响道床的重要因素，如造成道床的翻浆冒泥或者导致整体道床失稳而遭到破坏。隧道底部受地下水长时间的浸泡和压力水的冲涮，沿隧道结构缝隙，夹带基岩的细小颗粒浸入隧道内，形成翻浆冒泥。更严重时在列车的动荷载影响下造成空隙的反复冲刷，从而导致混凝土剥离，强度下降基底局部空洞，整体道床上拱或者下沉随之开裂。

2.3 施工质量差异的因素

整体道床的铺设都会在施工过程中会受到多种内外因素的影响，比如气候因素、配合比、施工工艺、施工技术质量的差异等。常见的质量问题包括：

（1）灌注道床的时候存在基底积水，没有及时清理就会降低混凝土强度并导致基底返浆，影响道床的稳定性。

（2）整体道床与隧道底部衬砌混凝土之间的粘结力不够，在列车运行振动后道床与二衬混凝土分离，产生互相拍打、摩擦并与渗漏水形成泥浆，长此以往将造成道床底部砼结构的严重磨耗、道床下沉开裂影响线路稳定，裂缝扩大形成病害。

（3）混凝土浇注工艺差，水泥标号不达标、道床的厚度不够、混凝土养生时间不足等改变了其质量性能，这些质量问题都会导致整体道床病害的发生。

3 整体道床的病害整治措施

在实际管理与维护中，对隧道内整体道床的病害应区别对待，即根据实际的情况对道床的病害进行评价，病害类型、道床破损程度、隧道结构类型等，然后分析采用何种处理方案对其进行治理，常见的措施如下：

3.1 提高道床弹性

整体道床的弹性已经确定，能够提升整体道床弹性的方式只有垫高弹胶垫。在实际操作中，高弹胶垫厚度为14mm，不分接头焊带，铺设同一种胶垫，其应用效果较好。由于整体道床的弹性较为均匀，所以，应当保持轨下胶垫的弹性一致，统一上、下行，当胶垫厚度减少至12mm时，要进行统一更换。

3.2 合理设置排水设施

在治理病害的时候应重点控制地下水，降低其水位排干基底的积水对于治理病害十分重要。增加排水设施如中心水沟式及两侧水沟式是比较好的措施之一，排水沟设置必须有一定的纵向坡度及结构强度、厚度达标，防止开裂能有效的排除地下水，还应要求隧道有防治水害的综合措施，保证隧道竣工后拱部不漏水，边墙不渗水，整体道床不冒水，不积水。

3.3 道床基底换填

换填法对行车干扰小，能充分利用原有道床，施工工艺簡单，作业量少，是一种较好的整治方法。

此种方法适用于混凝土道床较完整，厚度不小于35cm或原设计厚度；基底软弱层（浮碴或风化层）较厚，一般在30cm左右；基底围岩坚实完整。用于中心水沟整体道床病害整治较为适宜。施工时可将水沟底部打掉，使道床轨下部分成为单独分离的两块，以便于道床的顶起或横移。

基底换填之前应首先做好排水设施，使基底表面干燥无水。施工时，需将换填部分的道床顶起，应尽量不影响相邻两侧轨道的轨距水平。如发现相邻两侧道床下有空隙，可辅以压注水泥浆填充。

3.4 压力注桨法

裂缝宽度小于0.5mm范围的微细裂缝，主要采用的是水泥浆或者化学浆，利用液压或者气压将桨液注入混凝土裂缝中，压入道床的内部使裂缝充满补牢，从而对缝隙进行填充，渗透.挤密等，排除缝隙中多余的水、空气，甚至杂质等，经过一段时间的凝结后，浆液就会与原有的结构胶结形成一个新的结构基础。这类方法主要是应用整体道床的结构基本完整、而底部存在较多的空隙、翻浆冒泥的情况严重的路段。

3.5 整体道床翻修

3.5.1 适用范围

这个治理方式就是将整个道床进行拆除，清理基底，应用高压水和高压风将基底冲洗干净后重新对该段道床进行浇筑施工，如拆除后发现基础的地质结构不良，还应对基础进行处理加固，增设仰拱等保证其稳定。整体返修对整条线路的影响较大，主要是用于道床破损严重或者厚度不足、基地翻浆冒泥严重的地段，不适合既有运营线路。

3.5.2 整体道床的加强措施

（1） 加厚道床

当道床基底坚实，排水设施完善的情况下，原整体道床强度不足，则可采用加厚道床的方法，因为此法简单易行，根据需要，还可提高道床混凝土的标号。

（2） 在道床混凝土内增设钢筋

基底不坚实，或道床通过断层破碎带，溶洞等地质不良地段，可增设道床断面的配筋，此法施工较简便，是整治中常用的方法。

（3） 加设仰拱

基底软弱，或根据围岩类别判定必须修建仰拱的，在翻修整体道床时，应首先加设仰拱，其结构按隧道设计的规定办理。为此，要根据具体情况确定施工方案并组织施工。

（4） 采用纤维混凝上

近年来，纤维混凝土已开始普遍应用，用来灌注整体道床对运营线道床的整治具有特殊的优越性。

4 结束语

总之，整体道床在隧道内得到了广泛的应用，但是在使用过程中会因为其施工与环境因素而导致出现各种病害，这些病害产生的因素不同但是却直接影响了地铁的运营安全。所以，只有不断对其进行研究，采用新的工艺和新材料进行整治，提高整体道床的质量，从而进一步确保行车安全。

参考文献：

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