关于铁路桥隧主要病害及其防治措施分析研究

摘要：随着铁路的发展和铁路建设高潮的到来，对铁路桥隧工程的施工提出了更高的要求，桥隧建筑物是铁路线路的重要组成部分，也是铁路运输的关键设备，一旦损坏，轻则限速减载，影响通过能力，重则中断线路造成运输瘫痪。因此，及时整治桥隧发生的病害，经常保持技术状态的完好，对保证铁路安全畅通、促进社会主义建设的发展有着重要意义。本文简述了铁路桥隧主要病害情况，分析了桥隧病害增加的主要原因，提出了整治病害的相应对策。

关键词：病害情况; 桥隧; 主要病害; 主要原因; 整治对策; 相应对策; 铁路;

二、铁路桥隧病害主要原因分析研究

1、桥隧设备陈旧老化

我国许多铁路建于二十世纪初，已运营近一百年。早期修建的铁路由于历史的原因，大都标准较低。解放以来，除少数桥涵进行过大修改建外，绝大部分还是老的，接近使用周期，由于陈旧老化，钢梁疲劳裂纹、污工梁拱裂损、墩台裂损及不稳相当严重。

2、新线桥隧遗留病容多

我国铁路近年交付运营的新线桥隧，由于设计考虑不周，施工检查及验收不严，大量的先夭缺陷和病害遗留给运营单位，长期得不到整治。这些新线病害桥隧比率都大大高于全路桥隧病害比率平均值。其中有些桥隧病害相当严重，严重影响运输效率和行车安全。

3、大修费用不足，计划管理体制不合理

桥隧大修费下降的主要原因是桥涵大修费用由铁道部集中管理下放路局管理后缺乏有效的竺制手段，致使部分大修费用被挤被挪，大修件名及整治方案的确定也不尽合理。

4、铁路隧道变形的主要原因

地压等外力作用;衬砌材料老化，漏水及冰溜、侧冰三类。需要采取措施的隧道变形原因中，为数最多的是上述旧隧道衬砌材料(砖、石料、混凝土块、现场灌筑混凝土)的老化。另外与结构性因素(衬砌厚度、有无仰拱等)有关，归因于地压作用的变形亦为数不少。

一是，由于地压作用产生的变形。作用于隧道的地压有:①塑性土压，②偏压·斜坡滑动，③滑坡;④围岩松动产生的垂直压力，⑤水压;⑥冻胀力;⑦地基沉陷，⑧地基承载力不足等。此外，还有⑨地震，⑩邻近工程等特殊情况。变形现象因变形原因而出现不同形态，受篇幅所限，本文仅介绍由①、②、⑥引起的变形。塑性土压：当隧道围岩强度明显小于覆盖土压力时，隧道周围产生的破坏区域扩大，有巨大的荷载(塑性土压)作用于隧道衬砌。在地形(覆盖土厚)、地质(含有大量蒙脱土的新第三纪泥质岩、凝灰岩)条件之外，若隧道衬砌存在某种结构性缺陷(衬砌厚度不够，衬砌背后存在空洞等)，便容易产生塑性土压力引起的变形。变形现象带有明显的侧向压力作用的特征。偏压：作用于隧道的土压力，左右两侧明显呈不对称状态叫做偏压状态，通常多见于覆盖土薄的斜坡地形。由于变形主要来自靠山一侧的偏压所致，所以在靠山一侧拱腰产生水平拉伸裂缝和错位。当变形明显增大时，便会在衬砌拱顶或稍偏向山谷的一侧发生“压坏”(压缩破坏产生的裂缝，伴有衬砌的剥离、掉落)。冻胀力：存在于衬砌背面围岩内地下水的冻结压力使岩体产生变形，其主要原因可列举如下:外部低气温和未固结、低固结的地质(砂土、软岩)等。外部气温其标准是累计寒度(以日为单位的日平均气温低于0℃的温度的累加值)在300℃·日以上。未固结的地质可以用粒径累积曲线来判定，低固结的地质，可以用无侧限抗压强度和细颗粒含有率来判定。变形形态与塑性压力相同，但其发展具有季节性变化的特征。

二是，衬砌材料的劣化

衬砌材料的劣化，一般认为是年久老化，但多数与漏水相关，与酸性水、冻害、烟害、盐害等外部因素综合作用有关。下面概述隧道特有的因素：①时效，所谓“时效”，是指隧道衬砌长期使用所受的风化作用，即非特定原因的总称。所以，年久老化可以说是由其他各种劣化因素多年综合作用的结果。②漏水。漏水，是一种多数铁路隧道常见的现象。长时期漏水，砂浆和混凝土会被水溶解而流出，此外，其他因素也会成为直接或间接加速衬砌材料劣化的原因。③有害水。岩体中的漏水来源于:由植物的碳酸同化作用以及生物体的细菌分解作用所产生的二氧化碳气体的溶解而成地下水，含有动物遗骸等不完全分解而产生的腐蚀酸的地下水，通过火山地带的强酸性温泉水和矿床涌出的地下水等有害水。这些有害水使pH值下降，衬砌老化。④烟害。烟害指蒸汽机车和内燃机车等排烟和煤炭粘附导致的衬砌老化。在蒸汽机车和内燃机车的废气中含有氮氧化物和二氧化硫成分，这些成分能溶解于水，而后生成硝酸和硫酸，变成强酸性水，使混凝土和接缝砂浆产生劣化。⑤材质不良。假如能根据《土木工程标准规范》选择材料，并进行严格的施工管理，衬砌质量是不会发生问题的，但由于未按规范进行施工，或在规范制订前修建的隧道，其材质不良的情况是屡见不鲜的。

三、铁路桥隧病害整治措施分析研究

1、理顺大修管理体制，确保大修费用

铁路是一部大的联动机，它的零件损坏不及时修理，也会使铁路运输瘫痪。因此，铁路桥隧病害整治费用，应集中在铁道部统一管理，根据桥隧状态及运输发展的需要，有计划的对全路桥隧病害进行整治。可下放少部分大修费用给铁路局，负责对小量病害工程的整治。由工务处负责审查大修件名及整治方案，由计划处统一下达并报部核备。铁道部集中的费用由工务局切块管理，负责审查各局提出的大修建议计划及初步设计，根据病害程度和运输需要综合平衡.后，由计划局统一下达。为了从根本上扭转桥隧技术状态逐年下降的趋势，必须保证病害整治速度超过新生速度，终止继续吃老本的局面。

2、重视新线桥隧设计审查及施工验交工作

桥隧设备属永久建筑物，一般使用寿命为50年至100年。其设计标准，方案比选，设计编制，施工质量都将对建成后能否正常使用产生重要的影响。为此，各铁路局作为建设和接收单位，必须十分重视新线桥隧的设计审查和施工验交工作，应注意做好:①认真审查新线设计中的桥隧位置、地质条件是否合适;(2)要审查桥隧设计是否符合设计规范和满足养护维修的要求，不能修建时不考虑维修人员如何进洞维修;(`3)施工检查和验交时，工务部门应向施工单位派驻工程质量检查员，负责工程质量的检查验收，确保新线桥隧工程质量良好，消灭先天性缺陷，不给运营管理留下后患。

3、抓住桥隧重点病害，加快整治步伐

为确保行车安全和运输发展的需要，应抓住以下重点病害加快整治步伐:①密切监视陈旧钢梁与焊接钢梁出现的裂纹，掌握其发展变化规律，及时做好钢梁的更换与加固工作;②大量更换小跨度旧钢梁，消灭临时桥，取消长期慢行桥;③逐步更换承载能力不足的桥梁，消灭孔径不足的桥涵;④加固、更换病害污工墩台及基础，⑤大力整治桥梁导流设备，稳定河流;⑥做好桥枕、钢梁涂装周期性大修工作;⑦做好病害隧道的整治，重点是加固隧道衬砌破损和整治漏水，使病害隧道数量逐年减少。

4、变形隧道衬砌的修补与加固

一是，对付地压的措施。对于地压增大或预期地震及邻接工程可能导致隧道的变形，其加固工程的规模通常是很大的。因此，在选择措施时，应充分考虑以下因素:①变形现象(变形程度、发展性)，②变形原因，③隧道的环境条件;④作业条件等，制定高效而经济的加固计划。表2为考虑变形原因(外界因素)的对策措施。

二是，防劣化措施。修补劣化衬砌时，根据劣化的程度和原因选择适当措施，进而与劣化部位、衬砌块(包括已修补过的构件)的坠落可能性、劣化程度(大小、范围)、限界富余量等因素一并考虑作出决定。其方法有：①表面清扫(修补作业的的前处理); ②凿除(其他修补法的前处理)，③勾缝(混凝土砌块衬砌的砌缝) ④支护挡板(防坠落的工程)，⑤铁丝网(防坠落工程)，⑥内衬砌(喷射混凝土、现浇混凝土)，⑦拱架(兼具加固功能的防坠落工程)，⑧局部改建(劣化程度明显时)。