隧道病害形成的原因及整治措施

第一篇：隧道病害形成的原因及整治措施

隧道病害形成的原因及整治措施

指导老师：金虎

学名生姓：侯伟

学号：CD20140879

日期：2013，12，25

正文

随着铁路建设的发展，相应修建的隧道也越来越多，铁路隧道成为运营维护的关键部分。实现对铁路隧道常见病害的高效管理显得越加重要。

通过对铁路隧道常见病害进行分析。按照病害产生可分为：隧道水害、衬砌腐蚀、衬砌裂损、隧道 冻害、洞门损坏、整体道床损坏、附属建筑物损坏等

7类，并按照病害对隧道结构功能和运营安全的影响将病害程度分为一般、轻度、中度、重度、严重五个等级

隧道水害：

隧道水害是指在隧道修建和运营过程遇到的水的干扰和危害，是最常见的隧道病害。

漏水的原因 ：

除地下水丰富外，主要是隧道设计与施工不当造成的。

隧道穿过含水的地层。

隧道衬砌综合治水设施不完善或年久失效。

隧道漏水的种类：隧道漏水，按其发生的部位和流量分为：

拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流。

边墙有渗水、淌水两种。

少数隧道有涌水病害。按水源补给情况分为：地下水补给；地表水补给。

隧道漏水防治的原则及要求：

防水原则 ：隧道防排水应采取“防、截、排、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。

防治要求：对地表水和地下水做妥善处理，洞内外应有完整的防排水设施，以保证设备的正常使用和行车安全。要做到：

拱部不滴水，边墙不淌水，安装设备之孔眼不渗水。隧底不涌水，道床不积水。

在有冻害地段的隧道，拱部和边墙基本上不渗水，衬砌背后不积水。

碎石道床无翻浆冒泥，整体道床基床稳定。消除侵蚀性水对衬砌的腐蚀。

整治方法：

截水 :截住水源减少流向隧道的水量。主要是在洞外和衬砌外靠水源侧周围，开挖截水沟，修建截水洞，或做好地面天然沟溪防渗漏的铺砌工程。

排水 ：为疏导隧道周围的水和排出隧道内的水所采取的措施。“以排为主”，就是首先考虑水的出路。主要是利用沟、管、槽及钻孔等排水。为排出较大的水量可设泄水洞，或利用施工时的平行导坑排水。衬砌的排水措施，是通过衬砌背后的纵向、横向和竖向排水暗槽、盲沟，集水、钻孔，将地下水导入隧道内两侧或中心设置的排水沟把水引出洞外.堵水： 为封堵漏水，堵塞衬砌背后水路或衬砌渗漏部位水路所采取的治水措施.防水 ：为防止隧道渗水和漏水可采取下述措施，防止大面积渗漏.采用防水混凝土，来提高自身密实度和抗渗性.设置内、外贴式防水层.改建或更换隧道衬砌时，亦可采用复合衬砌.防止局部缝隙渗漏：构筑中的衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝，一般用下面几种：

橡胶、塑料止水带.沥青木板油膏、沥青麻筋、油毡防水层.氯丁胶片防水层等作主要隔水层.隧道的渗漏缝隙，可用速凝止水材料，如超早强水泥等堵塞.隧道冻害

隧道冻害的原因：中国冻土地带分布在高纬度的地区.修建于冻土地区的隧道，由于气候严寒，易造成隧道冻害.隧道冻害是寒冷地区和严寒地区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰锥、线路冻起等，影响安全运营和建筑物的正常使用.防冻措施 ：要点是将水排除在冻结圈之外，以防发生冻害.完善隧道防排水设施.在严寒地区应设置深埋渗水沟、防寒泄水洞，在寒冷地区应设置浅埋保温侧沟.加强衬砌结构.改良土壤，压浆固结岩石土.保温防冻解冻，如在衬砌与围岩间加设保温层，洞口设防寒帘幕，排水沟采暖防冻，泄水洞夏季通热风解冻.其他防冰措施可作为临时紧急处理.隧道衬砌腐蚀

病害原因 ：衬砌腐蚀与地下水流经地层的岩性及所含侵蚀性物质有关.隧道衬砌背后或仰拱、铺底下的环境水，容易沿衬砌混凝上的毛细孔、工作缝、变形缝及其他孔洞渗流到衬砌内侧，形成隧道渗漏水.在某些环境地质条件下，溶解于环境水中的一些侵蚀性介质，对衬砌混凝土和砌石、灰缝产生物理性或化学性的侵蚀作用而形成腐蚀病害.病害种类: 衬砌遭受物理性侵蚀：冻融交替部位的冻胀性裂损；干湿交替部位的盐类结晶性胀裂损坏.衬砌遭受化学性腐蚀：硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、软水溶出性侵蚀、碳酸性侵蚀、一般酸性侵蚀.危害 ：衬砌冻胀性裂损和内部化学变化结晶产生物理性的胀裂破坏，以及化学性腐蚀使衬砌疏松剥落，以致结构强度及承载能力降低。

病害防治: 首先要查明环境水含侵蚀介质的来源和成分，在正确判定其对衬砌侵蚀程度的基础上，因地制宜采取防治措施。

要改善隧道防排水系统及设备增、改建洞内排水沟、槽，钻孔降排衬砌背后地下水.提高衬砌的防水防侵蚀能力，综合考虑衬砌加固.提高衬砌的密实度和整体性是最主要的预防腐蚀措施，如采用防腐蚀混凝土，或以防水砂浆砌筑不受侵蚀的石料作衬砌.针对环境水侵蚀性介质不同，合理选用相应的抗侵蚀性较好的水泥。

隧道衬砌裂损

隧道衬砌裂损的类型主要有

:

衬砌变形：衬砌变形有横向变形和纵向变形两种，其中横向变形是主要变形。横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱轴形状的改变。

衬砌移动：衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动、平移和下沉等变化，也有纵向和横向之分。衬砌开裂：衬砌开裂是指衬砌表面出现裂纹、裂缝或贯通衬砌全部厚度的裂纹的总称，是衬砌变形的结果。衬砌开裂包括：

张裂：张裂是弯曲受拉和偏心受拉引起的裂损。

压溃:压溃是弯曲或偏心受压引起的衬砌裂损。

错台:错台是由剪切力引起的裂缝。

衬砌裂损的防治措施

: 衬砌裂损的防治原则

:

防治衬砌裂损病害首先要消灭已有的衬砌裂损带来的对结构及运营的一切危害，并防止裂损再加大。其次是采用以稳固围岩为主，稳固围岩与加固衬砌相结合的综合治理措施。

稳固岩体的工程措施

：

治水稳固岩体：地下水的浸泡与活动对各种围岩的稳定性削弱最大。通过疏干围岩含水，并采取相应治水措施是稳固岩体的根本措施之一。

锚杆加固岩体：对较好的岩体，自衬砌内侧向围岩内打入一定数量和深度的锚杆，可以把不稳定的岩块固定在稳定的岩体上，提高破损围岩的黏结力。

注浆加固岩体：通过向破损松动的岩体压入水泥浆液和其他化学浆液加固围岩，疏散地下水对围岩的浸泡与渗入衬砌。有利于衬砌结构的受力和防水。

支挡加固岩体：对靠山、沿河偏压隧道或滑坡地带，除治水稳固山体外，尚可采取支挡措施。这种工程措施只能用于洞外防治。

回填与换填：如果衬砌外周围存在着各种大小的空隙时，应采取回填措施，用砂浆或混凝土将围岩空隙回填密实。如果隧底存在厚度不大的软弱不稳定的岩体或有不稳定的充填物，可以采取换填办法处理。

衬砌更换与加固 ：

已裂损的衬砌一般均有相当大的支护潜力，可以充分利用，仅在没有加固条件或经济上不合理的情况下，或者根据长远技术改造规划的要求才采用更换衬砌的办法。

第二篇：隧道内线路病害产生原因及整治措施

隧道内线路病害产生原因及整治措施

南阳工务段

助理工程师 范晓

摘要：随着列车速度和运量的不断提高，车轮对轨道的荷载加大，导致轨道几何尺寸超限。隧道内线路由于其特殊环境和照明条件限制，隧道内线路出现道床煤灰污染严重、翻浆冒泥、扣件严重锈蚀、调高垫片严重超垫、轨枕失效较多、轨道几何尺寸不良和暗坑较多等病害，经过对上述病害原因认真分析、综合整治后，隧道内线路设备质量明显提高。

关键词：隧道

线路病害

整治措施

一、引言

九里山隧道全长2128m，2009年12月至2010年2月，九里山下行隧道内K311+900m~K314+0m共出现病害27次，其中车载3级病害2处，车载2级病害21处，人工病害13处。经过认真检查发现，隧道内道床煤灰污染严重，道床翻浆冒泥，扣件严重锈蚀，调高垫片严重超垫，轨枕失效较多，轨道几何尺寸不良和暗坑较多，且照明设施不良，由以上主要原因导致九里山隧道内病害频发。

二、隧道内线路病害的原因分析 1.道床污染严重

下行线九里山隧道列车运行前方的董庄站、蒲山站、南阳站分别有三个大型火力发电厂，因此九里山下行隧道内通过的煤列非常的多，列车在进洞时产生的巨大风力使煤大量被裹入隧道内，导致隧道内道床脏污严重。煤灰减小了道砟的孔隙比，使道床渗水性和弹性降低，易形成道床板结、翻浆冒泥等道床病害；

2.道床翻浆冒泥

2.1道床厚度不足

道床厚度不足使道床弹性变差，受力不均，在道心积水和暗坑情况下，吸水饱和的泥浆翻上线路，形成翻浆冒泥；

2.2隧道漏水和排水不良

隧道衬砌产生断层，导致漏水直接作用于道床上，再加上道床污染和水沟堵塞造成排水不良，容易形成翻浆冒泥。

3.扣件锈蚀严重

3.1隧道漏水造成洞内空气潮湿，煤灰中的二氧化硫在水汽作用下，容易形成酸性物质附着在扣件上，再加上涂油不及时，导致扣件锈蚀严重，减小了对钢轨的扣压力，造成轨距超限和暗坑，从而降低了轨道框架刚度；

3.2螺帽锈蚀后外径变小，原有的丁字拐无法松卸，必须用管钳等专用的工具才能松开，给工区的养护工作带来极大不便；

3.3由于锈蚀的螺帽达不到规定的扭力距，造成大胶垫和调高垫片在钢轨挤压下窜出，形成空吊板；

4.调高垫片严重超垫

由于隧道内线路轨道几何尺寸不良、暗坑较多，再加上道床污染、板结，捣固质量无法保证，所以，消灭病害通常以垫为主，日积月累，轨下调高垫片严重超垫，轨距挡板前后离缝，扣件压力不足，造成轨距超限，在列车荷载作用下轨枕螺栓易折断；

5.轨枕失效

在养护作业中往往以垫为主，影响轨枕的支撑条件和轨枕受力状态，当轨枕某截面的弯曲应力大于轨枕的抗弯强度，导致轨枕失效，再者，由于捣固不良，轨枕受力不均，中间截面上出现正负弯矩的变化，也是轨枕失效的主要原因。

6.轨道几何尺寸不良

九里山隧道内线路经检查，存在轨道几何尺寸不良，主要有以下几个方面：

6.1 轨距

轨距是钢轨踏面下16mm范围内两股工作边之间的最小距离，轨距变化应缓和平顺，当扣件失效，调高垫片超垫，轨枕断裂时，会造成扣件压力不足，轨距挡板前后离缝，轨距变化率超限，轮对产生横向振动而冲击钢轨工作边，容易造成轨向、水平、三角坑和钢轨侧磨病害。

6.2水平、三角坑

水平是指轨道上左右两股钢轨的顶面高差。

当道床松软，弹性降低，轨枕受力不均，或者由轨向造成钢轨长期受车轮冲击，线路就会出现水平、三角坑，它会引起车辆摇摆和两股钢轨的不均匀受力，久而久之，导致轨向的变化和钢轨侧磨。

6.3 轨向

轨向是指钢轨头部内侧面沿钢轨方向的横向凸凹不平顺。轨向是造成轮对蛇形运动的主要原因，轮对左右撞击钢轨造成轨道局部横向水平力增大，从而又导致水平、三角坑、和钢轨侧磨的变化。

通过以上分析，轨距、水平、三角坑和轨向这四种病害相互联系，又相互制约，所以，对这四种病害要综合整治，效果更佳。

6.4高低

高低是指钢轨顶面沿钢轨方向的竖向凸凹不平顺。主要是捣固不良、暗坑、吊板、轨枕失效、钢轨压溃、擦伤、掉块等因素造成，它引起列车垂直起伏运动，对轨道竖向冲击力加大，使道床变形加速，从而，进一步扩大不平顺。

6.5 轨底坡

轨底坡是指钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度。轨底坡是否合适可以由轨面光带直接反映出来，如果轨面光带偏向内侧，说明轨底坡不足，如果轨面光带偏向外侧，说明轨底坡过大，如果轨面光带居中，说明轨底坡合适。九里山隧道钢轨轨面光带成段不良，经检查发现，由于轨向，三角坑的长期存在，轨下大胶垫压溃，调高垫片窜出，造成钢轨受力不均，长期得不到整治，就会造成轨面光带不良，车轮踏面左右摇摆，上下浮动，造成晃车病害。

7.暗坑和吊板

暗坑是轨枕和道砟间隙超过2mm，吊板是轨底大胶垫和轨枕间隙超过2mm，主要是捣固不实、扣件不紧、大胶垫和调高垫片窜出造成的。这两种病害静态下不容易被发现，往往被忽视，列车通过或动态检查时轨道下沉较大，是动态不平顺的主要原因。

8.照明设施不良

隧道内灯光昏暗、视线不良，是影响施工作业质量的主要原因。

三、隧道内线路病害的整治措施

1.照明设施不良

隧道内照明设施不良是影响施工作业质量的主要原因，也是彻底消灭隧道内线路病害的首要瓶颈，所以，我们车间积极向上级反映，通过与电力部门沟通、协调，为九里山隧道安装了新的照明设施，为下一步彻底整治隧道内线路病害奠定了基础。

2.道床污染和板结

我们对污染和板结道床进行人工清筛，增大道砟间隙和弹性，同时对失效轨枕进行更换，增强轨道框架刚度，保持轨道稳定性。作业后用平板车将煤灰、污砟和失效枕运出。

3.道床翻浆冒泥

3.1 我们按照段制定的翻浆冒泥清挖标准，在“天窗点”内用捣镐或内燃冲击镐对道床翻浆冒泥进行清挖，做好纵向和横向排水顺坡，排水槽底部回填粒径大的道砟，利于排水。

3.2 翻浆冒泥处所多存在轨道几何尺寸不良、暗坑、轨枕陷槽、道床厚度不足等病害，所以清挖后及时回填道砟，进行起道捣固，增强道床厚度和弹性。

3.3翻浆冒泥的主要原因是排水不良，我们对水沟进行清理，保持水沟排水畅通。

3.4 隧道内漏水由南召桥隧工区负责整治。4.扣件锈蚀

4.1 首先对严重锈蚀的螺帽用管钳等专用工具进行更换，保证日常作业螺帽能正常松紧；

4.2更换磨损严重的轨距挡板和失去弹性的弹条，保证扣件的强度和扣压力；

4.3对折断、浮起和严重损坏的轨枕螺栓进行重新锚固； 4.4 对螺杆和扣件全方位用长效油脂涂油，将螺帽更换为防水帽，延长螺旋道钉的使用寿命；

5、轨道几何尺寸不良和调高垫片超垫

由于隧道内病害较多，调高垫片超垫严重，我们采用“机工队提前介入、中机跟进、工区保养”的方法进行整治。

5.1 我们于2010年3月份，由车间机工队对是隧道内超过两块调高垫片处所进行抽除，然后进行起道、捣固、拨道，消灭暗坑、高低和轨向，保持轨道稳定，为下一步中机捣固打下良好基础；

5.2 2010年4月份段中机捣固车进入九里山隧道内进行捣固，首先由车间机工队和工区负责去除调高垫片，更换伤损大胶垫，拧紧扣件，恢复轨道框架刚度，捣固车采用“双捣”，提高捣固质量，第二天捣固车向前捣固时，由九里山工区抽一整修小组对前一天捣固地段进行保养，防止车载病害出现，经过第一遍捣固和列车碾压后，最后用两个“天窗点”对隧道内线路再进行一遍捣固，进一步增强轨道稳定性；

5.3 中机捣固完后，我们于4月底对隧道内线路补充了8个车皮的道砟，增强道床的横向和纵向阻力；

5.4 经过一年的列车碾压，九里山隧道内线路病害有所抬头，我们于2011年6月份对隧道内线路再次进行“双捣”，缩短维修周期，恢复线路完好技术状态；

5.5 轨面光带不良，说明轨底坡不合适，列车通过时轮对左右摇摆和上下浮动，我们采用轨下垫坡型大胶垫来调整轨底坡，在轨面光带恢复正常后，再将坡型大胶垫更换成普通大胶垫。如果轨面光带严重不良或侧磨严重，就要进行钢轨调边，改善轮对的运行状态；

四、结束语

九里山隧道内线路病害经过这次综合整治，车载病害直线下降，设备质量明显提高，后续投入人工也大大降低，工区的动态考核奖稳步提高。此整治方法不但得到段领导的充分肯定，而且在全段推广，九里山隧道也成为工务段及车间领导的放心设备。

参考文献

1.铁路工务技术手册《轨道》 中国铁道出版社 铁道部工务局 1993年印刷

2.《铁路线路修理规则》 中国铁道出版社 铁运［2006］146号部令发布 2006年10月1日起施行

3.《铁路线路工》 中国铁道出版社 2000年5月1日起施行 作者简介：

范晓 男 助理工程师 南阳工务段 电话：0529-4215 手机：***邮编：473000 通信地址：河南省南阳市百里奚路989号 南阳工务段

第三篇：下洋隧道病害整治措施

下洋隧道病害整治措施

下洋隧道位于省道306线福建永春境内下洋镇区，全长825米, 最大埋深约180米。公路等级为山岭重丘区Ⅱ级一般公路。该隧道位于直线上，纵坡为-1.5%，隧道为三心圆断面，净宽10.5米,高5米，于1998年建成通车。几年运营后期，由于地下水作用，逐渐出现拱顶渗漏水、衬砌层出现裂缝等病害。为消除这些病害对行车安全造成的隐患，2002年6月起对隧道进行了病害整治。

主要病害及原因

在K7+223——460段，拱圈及墙身斜裂缝密集，渗漏水严重，几乎有缝必渗（漏），且裂缝有发展趋势，有几处横向裂缝滴水成线，K7+423处有一集中水流。K7+460——K8+048 段，局部有细小裂缝，靠近出口段有斜向裂缝，拱圈与墙体的水平接缝有渗水现象。进口端洞门端墙，两侧均有裂缝产生。

依据地质雷达探测结果显示：全隧道上部多处存在脱空区，最高达13米以上，拱顶纵断面凹凸不平。

该隧道围岩以泥炭质粉砂岩为主，夹浅褐—灰白色砂岩、硅质砂岩、炭质页岩等互层。地层岩性普遍软弱，进出口两翼频繁出现煤层及粉煤层，且隧道所处山头植被较好，地下水非常丰富，原施工过程中坍方地段较多，原施工把复合式衬砌改为整体式衬砌，部分地段采用 “台阶法”、“先拱后墙法”衬砌施工，依施工情况不同，原衬砌共采用8种拱圈及墙体厚度不尽相同的断面类型。在工程完工后，在有发生坍塌的地段曾进行一次注浆加固。造成病害的主要原因是: 隧道本身地质条件差，地下水丰富； 受施工条件限制，施工支护强度偏弱，开挖期间坍方频繁，造成拱顶上方存在较大空洞，大量地下水在拱顶滞留；

排水系统陆续被堵塞而失效导致原衬砌大量裂缝的产生;隧道衬砌温度裂缝。

病害整治措施

针对该隧道存在的严重渗漏水的情况及部分地段结构强度不足等现象，结合前一次治理的情况及效果，从几方面入手，按一次治理成功的原则，采取整治渗漏水与结构补强相结合，堵水与引排水相结合，同时对局部地段特殊处理的设计方案。

依照现场不同程度的病害情况，分别采取了注纯水泥浆和水泥砂浆的措施。对于斜裂缝密集，且存在渗漏水的K7+223—— 460段，采取了压注纯水泥浆进行加固围岩、堵水的治理方案。根据地质雷达的探测结果，在K7+440——K8+030段，拱顶存在较大的脱空区，导致大量的地下水在拱顶滞留，给拱圈带来安全隐患，故该段先在拱顶压注水泥砂浆进行填充加固，后再压注纯水泥浆堵漏；同时两侧拱脚压注水泥砂浆加固边墙。

压注纯水泥浆和拱顶注水泥砂浆均采用φ42钢花管，管长4.0米，在注浆管上开孔，孔径φ8（后为加大出浆量而改成φ12），孔距10——20厘米，交错设孔，端头50厘米不加工注浆孔。开钻注浆孔采用T—27型手持式凿岩机，而注浆采用UB—3型注浆泵。注浆浆液指标见表1拱脚注浆原采用φ32（L=3.50米）WTD25中空注浆锚杆，后因要进行全隧道套衬，考虑到锚杆头将会影响套衬，而变更为φ32钢花管。

压注纯水泥浆时，注浆压力保持在1.0——1.5Mpa，终孔压力稳定2分钟后即可停止注浆，为防止压力过大而损坏原衬砌，在结构最薄弱的K7+223——440段，采用钢拱架和格栅钢架（如图1）进行临时支护，每榀间距1.0米。注浆管环向间距为1.0米，纵向间距1.0——1.2米，梅花型交交错布置。注浆管与原衬砌层的法线角须小于15度，故每个环向断面注浆管为19——20根。

在预注浆地段先用钢拱架或格栅钢架进行支护，用T27手持式凿岩机钻孔，将孔打好后，用凿岩机将注浆管送入孔中，端头预留20--30厘米。注浆采取先低孔位后高孔位、先边墙后拱部、从下坡向上坡方向逼近的顺序，以钻完一孔，硬压注一孔的原则进行施工。注浆完成后用布将注浆管堵死，待水泥浆凝固后将外露的端头统一切割掉，后用砂浆补平。

注浆速度一般为0.06～0.08立方/分钟，注浆时间从1分钟到几小时不等。注浆时间最长的一孔用时达50小时，水泥用量达150吨。压注水泥砂浆的压力控制在0.5Mpa，一般为0.2～0.3Mpa，注浆压力稳定以上或吸浆量很少不吸浆即可停止注浆。因压力较小可不用临时支护，按下坡方向上坡方向推进的顺序注浆。

K7+460——K8+030段，拱与边墙的水平交接缝渗水严重，为加固边墙而在两侧拱脚压注水泥砂浆，原设计采用WTD— 25中空锚杆作为注浆管，上下两排交错布置，纵向间距1×1 米，锚杆须进入围岩1米以上。后因全隧道进行套衬，为方便套衬施工，除先期施工的K7+900——K8+030段，K7+460——560、K7+735 ——810两段变更为 φ32的钢花管，注浆管长为3.5米 ,布置方式不变。压注砂浆用砂均采用河细砂，其含泥量不得大于5%。经过注浆加固后，原来在拱顶的分流变为集中水流，为把拱顶上水引入边沟，故采取开槽引水的方案，为彻底解决引排水问题，在施工进程中全隧道同时采用几种引排水措施，而对 K7+388——440，K7+710——780两段水流最为集中的地段采取特殊处理。

在两侧边墙墙脚距水沟盖板上方20——30厘米处开一排φ50的泄水孔，孔深为4米，孔间距为5米。原则上纵向间距10米设一道嵌入式环向盲沟，先用钻机在两侧边墙顶和拱脚各开一个φ60泄水孔，钻深为4米，以降低水位，过孔的位置沿全断面在原衬砌层开凿一条70×35的环向槽，埋入MF—7型塑料盲沟（如图2），盲沟间距1.5——2.0米，用钢筋固定一处，将泄水孔中水引至墙脚，通过泄水管排入边沟，泄水管为φ50的PVC管，泄水管的出水口在水沟盖板下方。

考虑原衬砌有较多细小裂缝，仍时有水渗出，为能将水全部排入边沟，在全隧道铺挂WRM—100防水布的现时，在防水板末端两侧边墙墙脚处各设一条φ30纵向软式透水软管，引排防水板后的水（如图3），纵向盲沟与环向盲沟相搭接（与环向盲沟同用出水口）或直接断开，出水口与泄水管并排，从水沟盖板下伸出。

下洋隧道漏水最为严重的地段分别在K7+388——440和K7+710——800两段，对这两段进行了局部处理。由于K7+388 ——440段当初施工时发生坍塌，故在拱顶形成较大的脱空区，大量地下水在此汇集，而使该段渗漏水非常严重，经注浆后形成几股集中水流，故对其采取特殊处理，将环向盲沟的间距缩小为5米，加大边墙和拱脚两处的泄水孔，开孔为φ70，钻深6米，孔内预埋φ50透水软管；并根据裂缝走向、渗水状况大量嵌埋短盲沟，在水流较大的断面并行嵌埋两条MF-7 塑料盲沟，为此，在50延米的地段内，共设置MF-7塑料盲沟479米。尽可能增加排水通道的冗余量，确保今后运行过程中，即使有部分盲沟被堵塞，仍可保证排水顺畅。该段新套衬完成后，每个出水口均有较大的水流。K7+388——440段局部处理见图4根据地质钻探结果表明，K7+710——800段存在一个较大的地质断层，在原施工时也发生大坍方，在拱顶形成一个大脱空区。该段在施工时采用了双层衬砌，排水处理较为成功，投入使用后没有漏水现象，但拱顶同样汇集大量地下水，在进行压注水泥浆钻孔时，原套衬钻破后，大量水涌出，其最大流量达180吨/小时(累计)，后水量虽然有所减少，但仍保持在50——60吨/ 小时之间，其水量大大超过K7+388——K7+440段，直到2002 年10月以后，进入枯水期，没有坡面渗蓄水的补充水量才逐渐减小。为较彻底的解决该段的病害，保障衬砌安全，在拱顶和边墙高处大量开泄水孔降低水位，并采取同K7+388——440 段相同的措施，加密环向盲沟；盲沟内的泄水孔也同样采取加大加深泄水孔（φ70，深6米），孔内预埋φ50透水软管的处理。针对雨季水量骤然增加的情况，将盲沟槽加宽加深为10x10厘米，预埋入半圆的φ100的PVC管，将水由PVC管引入边沟，PVC管外覆盖上MF-7盲沟(如图5)，出水管由φ70改为φ100的PVC管。原衬砌层预先所开的泄水孔均与短盲沟相连，确保雨季排水。

套衬

为砌底根治该隧道病害，在2002年8月31日工地会议上决定由原只对K7+223——426段套衬改为全隧道套衬（如图6），在保证隧道净高、净宽符合规范要求的情况下，采用25 厘米厚C25防水钢筋混凝土套衬。防水砼掺入HEA抗裂防水剂，依原衬砌病害程度的不同分别采用了不同的配筋方式。

K7+223——385、K7+433——460、K7+710——K8+048段拱圈裂缝较多，且存在发展的趋势，结构强度较为薄弱，采用双层配筋，主筋为Ф25螺纹钢筋，间距250毫米,纵向主筋 φ10钢筋。K7+460——710段裂缝较少，原结构强度较好，故采用单层配筋，主筋为Ф22,间距不变。纵向主筋仍为φ10钢筋。因套衬厚度较薄，为方便安装，主筋预加工成弧形，安装从上到下进行，先利用简易台车把钢筋中部焊接好，钢筋采用单面焊接时，焊缝不小于10d，为保障保护层厚度，内外层均需绑上垫块。内外层钢筋须分别插入水沟盖板下40厘米、90厘米。钢筋焊接时，为防止将防水板烧坏，用木板将其与防水板隔开。

套衬厚度不足25厘米地段特殊处理，K7+389——413段右侧墙身在原来施工时由于是采用木模而变形，导致造成现在套衬厚度无法达到20厘米厚的最低要求。故其配筋采取不同的方式,即仍采用双层钢筋,外层钢筋由Ф25改为Ф32，纵向拉筋由φ10改为φ12，内层钢筋不变，内外层钢筋交错布置，主钢筋间距不变。

该隧道衬砌模板采用12米全液压台车，采用SANY重工输送泵，砼须达到5Mpa方可拆模，喷水养护时间7天以上。

整治经验

下洋隧道为福建省病害最为严重的公路隧道，其治理的复杂程度远远超出原设计方案，故数次变更设计图纸，由原定 203米新套衬而变更为全隧道套衬，工期也由原定半年延长至一年，现工程施工已接近尾声，套衬基本完工。从现场观察，设置的排水系统排水效果较好，达到预期目的。

采取注浆（纯水泥浆和水泥沙浆）的目的是加固围岩、并堵水，全隧道注浆共用水泥3265吨，但从该隧道实际施工后情况表明，注浆加固取得一定效果，但并不尽人意，无法达到原设想的治理效果，而后来为确保根治病害，不得不全隧道套衬。

在脱空区压注水泥砂浆填充，由于注浆用的是液态浆液，压注到拱顶后是流动的，且脱空区往往有流动的地下水，故大量的浆液与地下水混合到一起，造成浆液稀释，甚至被冲走（尤其是纯水泥浆），而无法成型。物探资料显示，拱圈顶部纵断面是凹凸不平的，混合浆液在压力作用下流动，可能会堆积在凹处，而凹处恰恰是拱圈最薄弱的地方，反而增大该处的压力，对结构造成安全隐患。

在设计方案中，每道MF—7塑料盲沟表面均包裹无纺布后才嵌入槽中，包裹无纺布的目的是防止地下水中的小颗粒堵塞环向盲沟，起过滤杂质的作用。然而，下洋隧道围岩的土质较特殊，故其流出的地下水中夹带更多的是淤泥质的一些非常微小的颗粒，从地下水较为集中的地段流出的水都是呈黄色的，其颗粒粒径甚至小于无纺布纤维丝间的孔隙。由于在枯水期，地下水补充量小，无法形成较大的水压力，水中夹带的这些淤泥质的微小颗粒会逐渐附着在无纺布表面，经过一段时间后无纺布的小孔隙会渐渐堵塞，失去渗漏水的作用，从而导致环向盲沟失效。在地下水丰富的K7+390——410段，由于钢筋配筋方案进行变更设计，故盲沟预埋较长时间后才套衬，据现场观察，仅一个星期的时间，无纺布表面已完全发黑，水流沿着无纺布外表面流下，而不是经盲沟→泄水管流出。故类似下洋隧道的情况，盲沟是否必要包裹无纺布，实有待商榷。

福建省地处南方山岭重丘区，山岭公路隧道较多。随着公路等级的提高，公路隧道的修建将越来越多，但在使用中，福建省的公路存在以渗漏水现象为主的病害，严重影响了交通的安全。本文介绍的永春下洋隧道的病害的整治可供福建省其他山岭公路隧道病害整治参考！

第四篇：浅谈铁路路基病害原因及整治措施

浅谈铁路路基病害原因及整治措施

原平分公司

霍伟珺

摘要：对铁路路基中存在的病害进行了分类，分析了各种铁路路基病害发生的机理，介绍了路基病害的检测方法，指出明确各种路基病害的类型及形成机理，并进行准确的检测是预防铁路路基病害并进行有效治理的基础。

关键词：铁路路基，病害，检测，整治

路基是条带状结构工程，沿线经过的地质条件差别较大，填料也不均匀，而不少地区都存在膨胀土、红黏土、软岩风化残积土等各种工程性质不良的土，并且受到地理和气候环境常年变化影响，加之由于技术水平、经济条件以及施工机械设备方面的原因，我国的铁路路基设计通常采用较低的技术标准，施工质量往往要求不严，从而导致各种铁路基床病害成为一种分布广、治理难、多发性强的病害，加之近年来随着重载及提速列车的大量开行．路基内应力水平、分布状态和作用方式显著改变．由于既有铁路线路基设计承载力偏小，在列车提速后荷载引起的动应力之下，导致各种病害的产生，或使已存在的病害更加严重而严重影响着列车的安全运行。所以了解病害的类型及其发生机理，并对其进行实用的检测，对路基的防护和治理是非常重要。1 铁路路基病害类型

１.１ 铁路路基病害类型及原因分析

铁路路基病害按表现形式可分为翻浆冒泥、路基下沉、挤出变形、边坡坍方、边坡冲刷、陷穴、滑坡、水侵路基、冻害等。1.1.1 翻浆冒泥

路基强度因含水过多而急剧下降，在行车作用下发生裂缝、鼓包、冒泥等现象，称之为翻浆。翻浆冒泥一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床，降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段一定条件的含粘粒、粉粒的基床表层土在和列车反复振动的作用下，发生软化或触变、液化，形成泥浆。列车通过时轨枕上下起伏使泥浆受挤压抽吸而通过道床孔隙向上翻冒，造成道碴脏污、板结进而使道床降低或丧失弹性。轨道几何尺寸变化．危及行车安全。翻浆冒泥分为土质基床翻浆、风化石质基床翻浆和裂隙泉眼翻浆。1.1.2 路基下沉

路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致，表现形式有路基下沉、道碴囊等。填方路基下沉导致断面尺寸改变的病害现象，为路堤沉陷。由于路基土密实度不足或地基松软。在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。一般经过列车运行一段时间后。下沉会趋于缓解。但有时冈荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也会造成陷槽使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉 １.1.3 挤出变形

表现形式有路肩隆起、侧沟被挤，路肩外挤和边缘外膨。主要是由于土体强度不足而产生的剪切破坏或塑性流动，基床内的土经常处于软塑状态，在基床内的影响深度较大，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，发乍外挤变形。外挤是因为基床强度不足引起，外挤分为路肩隆起。１.1.４边坡坍方

坍方的表现形式有剥落、碎落、滑坍和崩坍。剥落、碎落、滑坍主要发生在路堑边坡。剥落是指边坡表层土壤，岩石风化成零碎薄片，从坡面上脱落下来的现象，剥落碎屑的堆积。会堵塞边沟，影响路基稳定。

碎落是岩石碎块的一种剥落现象．落石产生的冲击力可使路基、路面遭到破坏，威胁行人及车辆的安全。崩坍是大量土石脱离坡面翻滚于边坡下部形成倒石堆或岩堆的现象。

崩坍的土石方往往造成交通中断，也是危害最大的路基病害。崩坍的发生主要是路堑的开挖使原有自然坡面失去平衡所致。滑塌是指边坡上的大量土石沿着一定滑动面整体向下滑移的现象。1.1.4边坡冲刷

边坡冲刷指较高大的土质路堑、路堤边坡、岸坡的路堤边坡）或严重风化的软质岩石边坡受到水流的冲蚀、冲刷作边坡冲刷用向形成冲沟或冲坑为边坡冲剧。边坡冲刷分为边坡淘刷和边坡冲沟。1.1.5陷穴

陷穴指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落．轨道悬宅，中断行车，甚事造成列车颠覆。陷穴病害分为黄土陷穴、岩溶洞穴、盐蚀溶洞和墓穴兽洞等。

1.1.6滑坡滑坡指影响路基稳定的土体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡。1.1.7水浸路基

水浸路基指实际浸水超过设计水位的路基．被水浸或淹没，引起一定的沉降或局部坍塌，当路堤缺乏足够的防护和加固设备时，导致路基稳定性受到影响或破坏。1.1.8冻害

冻害发生在寒冷地区，如路基土为透水性较差的细粒土，当含水量较高或基面积水，在冻结过程中，土中水重新分布和聚集形成冰块。又引起不均匀的冻胀现象。2 铁路路基病害产生的机理

路基病害的产生和发展与路基填料的工程性质、地表水与地下水、列车振动荷载、土的动力强度特性和温度及其变化有关。主要是路基填料、水、列车荷载和温度变化等各项因素综合作用的结果，各种因素之问又相互关联，铁路路基病害发生的原因非常复杂，并且每一种病害都有自己特殊的病理。但归纳起来主要有两个方面：

病害的发生取决于特定的地质环境；病害的发生与相应的气候变化和列车振动荷载息息相关。前者是病害发生的内因。后者是病害发生的外因。对某一具体的线路来讲，其地质条件是客观存在，虽然它也在不断地发生变化，但基本上是一种较为稳定的量，因此，在一定程度上路基病害的发生频率和程度将取决于气象水文条件和列车长期重复振动荷载的影响，路基病害的产生和发展是各项因素综合作用的结果。

观测表明，在列车轮轴荷载的重复作用下，路基的渐进破坏主要表现为过大的塑性变形，这种塑性变形累积到一定程度将会使路基填土产生塑性流动，并产生路基病害。研究表明：产生这些病害的原因在很大程度上依赖于路基土在循环荷载作用下的抗剪强度特性，而后者与土的饱和度密切相关。随着饱和度的增大，土的动强度将显著降低。处于轨道下方的路基土因反复受到挤压和固结而产生过大的累积塑性变形，从而形成所谓的道碴坑以及枕木下方的积水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量达到饱和状态，动强度显著减小，从而使道床工作性能急剧下降，甚至会导致线路产生严重的不平顺而影响行车安全。3 病害的预防与整治

路基病害的预防和整治，应贯彻“预防为主、综合治理”的原则，首先弄清发生病害的原因，经过综合分析。因地制宜地采取整治的措施。3.1 病害的预防

病害预防包括以下内容：①资料包括线路的设计、施工资料及线路区域的气候、水文、工程地质等情况，并了解其变化规律，为防治病害提供第一手资料；②根据线路当前的状态及运营情况，应每3—5月进行一次线路普查，评估线路的安全状态，提前发现病害趋势并进行相应的处置。调查的方法除了传统的人工调查、轨检车检测外，铁道部目前正在推广铁路路基快速物探检测系统，检测深度达轨面下路基积水，保持路基面排水坡度。3.2 病害的整治

路基病害的整治应从路基填料防止水侵入、提高路基强度和刚度入手，路基的整治流程： 前期准备→总体方案→检测路基→细化方案→治理施工→效果评价

处理路基病害基本按以下步骤进行。①需要检测路基病害，判断路基病害的类型、发生的部位及规模大小、严重程度；②对产生病害的主要原因进行分析：一般为填料、水分侵入、强度不足等方面的问题；③拟采取的措施：应采用技术上可行、经济上合理的治理方法。3.2.1 基床翻浆冒泥、下沉外挤的防治

基床翻浆冒泥、下沉外挤是路基本体变形而引起的病害。一般发生在基床为黏土类的路基地段，排水不良的路堑和站场比较多见。翻浆冒泥和基床下沉外挤病害，是基床变形不同阶段的表征，翻浆冒泥导致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的发展使基床抗剪强度下降，导致路肩隆起或边坡外挤。基床翻浆冒泥引起的轨道不平顺，恶化了列车运行条件，但变形发展缓慢，对行车安全影响不大。而基床下沉外挤，则可能造成行车中断甚至列车颠覆，严重危及行车安全。

病害成因基床排水不良承载力不足或受水浸承载力进一步下降的土质基床在列车荷载反复作用下，将逐渐形成基床翻浆冒泥下沉外挤的病害。水若源于降雨，翻浆冒泥表现为季节性，即雨季发生，旱季不发生；水若源于地下水，则翻浆冒泥表现为常年性，但雨季比较严重。基床土遇水承载力下降，原因比较复杂，如基床土为膨胀土未更换或改良；排水系统不完善；基床未作砂垫层或厚度不足；填土密实度未按规定控制；轨道状态不良；速度、轴重增加而轨道与之不相匹配等，都将使基床强度与行车条件不相匹配，以致产生基床病害。防治原则“预防为主，治早治小”。应在基床变形的初始阶段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外挤再整治，这样做可事半功倍。

防治措施应视病害性质，产生原因，地段长短及施工条件等情况，合理选择施工工艺，综合整治以求实效。①排水。适用于排水不良而导致的基床病害，如路堑和站场。疏通或修建防渗侧沟、天沟、排水沟等地表排水系统；修建堵截、导引、降低地下水位的盲沟、截水沟、侧沟下渗沟等排除地下水或降低地下水位系统。以消除或减小地表水和地下水对路基基床的侵害，使基床土经常保持疏干状态。②提高基床表层强度。适用于基床表层土承载力不足导致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用换渗料土及换砂。换填深度应以满足承载力要求为原则。③使基面应力降低或均匀分布。④土工膜封闭层或无纺土工纤维渗滤层。这是近年广泛应用的防治基床病害的新工艺，它有隔离地表水、过滤基面水和均布基面应力等多种效用，常与换砂、砂垫层配合使用。作为隔断排水层的材料，它能渗水，又能隔断粘土细粒，具有足够的强度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但这种材料造价较高，使用寿命尚有待测试。

朔黄线K61+410～K61+500、K65+490～K65+850、K67+240～K67+315先后出现不同程度的下沉，采用铺设不透水土工布、修建防渗侧沟、天沟、排水沟等方法，取得了较好的效果，彻底解决了路基基床翻浆冒泥、下沉外挤等病害，消除了运输中的安全隐患。3.2.2 路基陷穴的防治

路基陷穴是路基下面隐伏的洞穴顶部塌陷引起的一种路基病害。塌陷有时能使轨道悬空，给行车安全带来严重后果，这些洞穴有三类，一是石灰岩地区的岩溶洞穴；二是黄土地区的黄土陷穴；三是人工遗留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遗弃的坑道等。有些洞穴，修建铁路时未发现，或发现未作处理，有些黄土陷穴是在铁路建成后，因路基排水不良，水流集中潜蚀而成。

形成原因：造成洞穴顶部塌陷的主要因素是水的作用和列车荷载作用。洞穴在水的侵蚀、潜蚀作用下和列车动荷载的反复作用下，洞顶的岩土结构逐渐遭到破坏，承载力也逐渐丧失，最终突然塌陷。

预防措施：预防洞顶塌陷，必须预先弄清楚影响路基稳定范围内，隐伏洞穴的分布情况、形状大小、埋藏深度、顶部厚度、洞穴处工程地质和水文地质情况，以及洞穴的发展趋势等，而后采取工程措施，预防洞穴塌陷。

整治措施：陷穴发生后，首先应根据陷穴发生的部位、规模、对路基稳定性或行车安全的危害程度，进行评估，确定是否紧急处理。发生在轨道下面的陷穴，对行车安全危害较大，应采取紧急措施，如填实陷坑，整修线路，扣轨慢行，派人看守，情况危急时，应封锁线路。其次应做细致调查，查清塌陷洞穴的成因，形状大小，平面位置，埋藏深度，工程地质和水文地质特征及可能的发展趋势，为彻底整治提供依据。常用措施有：①开挖回填。如暂不危及行车安全，此措施应作为首选，它能确保质量，不留后患。③塌陷洞穴在轨道下方，无法开挖，可钻孔灌砂、灌注泥浆、砂浆或混凝土浆。④规模较大或与暗河相通的溶洞塌陷，可采用网格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他类梁跨越等。无论采用何种措施，都要做好排水，尤其是黄土陷穴，排水设施有效、完善与否是整治成败的的关键。

朔黄线2008年5月K69+320下行路堑塌陷，抢修拆除原浆砌护坡发现为人工洞穴坍塌所致，经现场调查及物探发现K69+305-K69+370段地面以下存在两处人工洞穴，洞穴埋深约11-12米，宽度4米，高度5米，两处洞穴充填不饱满。

针对此类病害，原平分公司与设计院经过反复研究施工方案，在不影响运输安全的情况下采取了以下措施，解决了洞穴塌陷问题，：

1、对以上两处洞穴采用浆砌片石填筑，注射水泥浆封堵洞口

2、对K69+305-K69+370段路基旋喷桩注浆加固后再做基床封闭，在轨枕下40cm处铺设防水土工布。

3、护坡塌陷部分夯实平整后，采用M7.5水泥砂浆砌筑。

4、完善加固K69+305-K69+370处的浆砌水沟、天沟。

3.2.3 路基冻害的防治

路基冻害多发季节性冻土地区，地表土层一般冬季冻结，春季开始融化，夏季全部融化。这类地区的路基，在土、水、温度的共同影响下，路基面将发生不同程度的冻胀，春夏又发生融化下沉，使轨面高低、水平产生不均匀变形，严重地段往往伴生翻浆冒泥，道碴陷槽，基床外挤等病害。

冻害发生在寒冷地区，如路基土为透水性较差的细粒土，当含水量较高或路基面积水，在冻结过程中。土中水重新分布和聚集形成冰块，又引起不均匀的冻胀现象。冻胀是由于路基下部的水向上集聚并冻结成冰所致，过大的冻胀可使柔性路面鼓包，开裂，使刚性路面错缝、折断，冻胀是翻浆过程的一个阶段同时也是一种单独的路基病害。冻胀原因及影响因素由于土中的水在冻结过程中有向冻结锋面迁移的特征，并不断析出冰层，且体积增大这一物理力学现象造成。所以，冻结过程中土中水的迁移机理，是产生路基冻害的基本原因。影响因素：①温度的影响。当土层温度处于负温相转换区，且冻结速率较低时，土水中迁移最活跃，以致形成较大的冻胀。②土质的影响。由粒径大于0.1mm的粗颗粗组成的土质，无冻胀或冻胀较小，如砂、砾石、碎石等；由粒径小于0.1mm细颗粒组成的土质，如砂黏土、黏土等，有较大冻胀性，尤其是黏粒含量大于15，密度较小的粉粒土冻胀最强烈。③水分的影响。土的天然含水量越大，冻胀性也越大，特别是有地下水补给时，会发生强烈的冻胀。

冻害的表现形态：①从轨面前后高低变形看，分为冻峰、冻谷、冻阶。②从轨面水平变形看，分为单股冻起、双股冻起、交错冻起。③从冻胀部位看，分为道床冻胀、基床表层冻胀、基床深层冻胀。④从冻起高度看，冻起高度小于25mm，为一般冻害，冻起高度25～50mm，为较大冻害，冻起高度大于50mm，称为大冻害。

预防措施：①保持道床清洁，防止泥土混入，及时清除土垅，以利排水。②路肩和边坡保持平整，无坑洼、裂缝、防止积水下渗。③侧沟、天沟等地表排水设施及渗沟、暗沟等地下排水设施应保持工况完好，畅通无阻，防止或减少水对路基的补给。

整治措施冻害发生后，首先应认真进行调查，弄清冻胀发生部位、形状、高度、起落及发展过程，弄清冻胀土层的性质被、结构及水文地质条件，以便分析冻胀产生的原因和变化规律，然后提出相应的整治措施。常用的整治措施有∶①修建减少路基基床含水量的排水设施。如修建具有抗冻防渗能力的地表排水设施，以防治因地表水节而引起的冻胀；修建渗沟、暗沟、截水沟等，截断、疏导地下水或降低地下水位，以防治因地下水补给而引起冻胀。②挖除冻害地段的基床土，换填无冻胀或冻胀很小的碎石、河沙、砂类土等。换土深度应主冻结试之下，换土宽度应包括路肩在内的整断面更换。③在基床表层铺设保温层，改善基床温度环境，使表层下的基床土不冻结或减小冻结深度。保温材料一般用炉渣，其导热系数小、，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保温材料。国外经验表明，用泥炭或冷压泥炭砖作保温材料，效果良好，使用时间长。湿度大的泥炭在水分冻结时，会释放大量潜热，能防止泥炭进一步冻结。④人工盐化基床土。用氯盐整治路基冻害，费工较多。效果虽明显，但有效时间短，一般只用于基床表层冻胀地段。选择上述措施时，应注意总体效果，考虑相互配合，以期达到根除冻害的目的。

参考文献：

[1] 王永春.铁路路基病害的整治和预防 [J].民营科技，2010（11）

[2] 杜攀峰，廖立坚，杨新安.铁路路基病害的智能识别[J].铁道学报，2010（3）[3] 黄书华，谢达文.铁路路基病害整治技术 [J].铁道建筑,2008，(9)[4] 李旻.浅谈大准铁路路基病害整治[J];内蒙古科技与经济，2007（7X）

第五篇：钢轨接头病害原因及整治措施（推荐）

钢轨接头病害原因及整治措施

开远工务段 张集中

【摘要】： 文章总结了钢轨接头痛害的形成原因，阐明了接头痛害的类型，从维修养护的角度说明了整治措施，对生产实践具有一定的指导意义。

【关键词】：钢轨接头；病害原因；整治措施

随着列车提速、重载和行车密度的不断加大，对轨下基础设备提出了更加严峻的考验，特别是对无缝线路钢轨接头破坏的能力更大。虽然近几年我国大力铺设无缝线路，但由于受条件限制，在许多情况下普通线路仍然存在，特别是在既有线上较多。普通线路的钢轨存在着大量的接头病害。据调查，对于12.5 m 钢轨线路，几乎1／3的维修工作在接头处。接头病害的产生和发展，时刻困扰着我们的线路维修工作。因此，搞好钢轨接头养护，控制接头病害的发生和发展，根治接头病害，是一项非常重要的课题。钢轨接头是线路的薄弱环节之一，由于钢轨接头的存在是先天不足，当车轮通过钢轨接头时，产生剧烈冲击和振动，造成低接头、钢轨鞍形磨耗、钢轨伤损、夹板弯曲或断裂、混凝土枕损坏或破裂、道床板结、溜坍、翻浆冒泥等钢轨接头病害的发生，其最根本的原因在于钢轨接头存在轨道结构上 的不连续和轨面的不平顺，这就导致轮轨之间产生较大的附加动力的作用。接头对行车的平稳性影响最大，更严重的是接头伤损的破坏 直接危及行车的安全，因而需要投入大量的线路维修工作。因此，及时发现钢轨接头病害，摸清其发生的规律，分析钢轨接头病害产生的原因，并提出整治措施，这对养护维修工作是极为重要的。钢轨接头病害产生的原因

钢轨接头是轨道的薄弱环节，它破坏了线路的整体性，加剧了机车车辆与线路相互的动力作用，造成轨道部件折损、整体结构几何变形及轨道养护维修工作量的增多，是病害集中之处，也是养路工作重点所在。产生钢轨接头病害的原因是多方面的，主要是因为接头本身的结构破坏了钢轨的整体性，列车通过时引起较大的冲击动力从而导致线路病害的发生。

1．1 钢轨接头受力较大。钢轨接头受到较大的破坏力这是由它本身的特点所决定的，因为接头破坏了钢轨的整体性，使列车通过时产生较其他部分更大的挠度。这种情况犹如线路上出现一段很 短的轨道不平顺，引起较大的冲击力。轨道结构的不连续性是钢轨接头的轨缝与钢轨整体相比，夹板的强度、刚度的不足所造成的钢轨接头结构上的薄弱，破坏了轨条在纵向的连续性。钢轨接头结构上的不平顺性主要表现在接头轨缝。车轮压低钢轨的送轮端时，钢轨的迎轮端有抬高趋势，形成台阶。荷载作用下钢轨接头处的挠曲不是连续曲线，而是折线。轨缝、台阶、折角同时将产生轮轨冲击，从而增大接头处的附加动力。钢轨接头结构上的不平顺主要是接头轨缝，轨缝愈大，台阶愈大，折角愈大，轮轨间的冲击愈大。轨面在接头区的不均匀磨耗是轨面不平顺的另一种形式。钢轨接头在结构上的不连续和轨面不平顺是接头病害的主要原因。

1．2 线路维修养护不良。作用于接头上的较大破坏力，导致线路病害的发生，增加养护维修工作的困难。钢轨接头夹板的强度、刚度的不足会造成钢轨接头结构薄弱，而接头养护维修工作中，接头螺栓扭矩不足、接头轨枕扣件不密靠等因素，加大了轨道结构的不连续性。维修养护不当或质量不好，更增加冲击动力对接头的破坏作用。由此造成接头破坏力增加和接头病害扩大的恶性循环。因此，接头维修养护的首要任务是加强接头强度、刚度，减少冲击动力，防止接头破坏而引起接头冲击动力加大。接头冲击动力加大的过程主要有三个因素：轨缝、台阶和折角。由于这种结构不平顺的存在，车轮从一根钢轨转到另一根钢轨时，出现瞬时的悬空，产生碰撞现象，轨缝越大，冲击振动越大，从而增大接头处的附加动力。因此，车轮通过接头时所产生的冲击动力过程，与车轮通过一段很短的轨道不平顺所引起的冲击力过程是一致的。由于接头破坏了钢轨的整体性，我们可以把接头看成是线路上先天性的不平顺。这种不平顺是潜在的，只是在车轮通过时才出现，车轮通过以后便不存在了。即使是良好的接头，这种不平顺也是存在的。钢轨接头病害的类型

2．1 钢轨端部的鞍形磨耗

磨耗深度一般为 2．5～6 mm，长度一般为200～380 mm，在铺设混凝土轨枕的地段比较明显，发展也较快。

2．2 低接头(或打塌)

这种病害一般均发生在捣固不良地段，尤以曲线下股 比较多见。

2．3 钢轨破损 主要是淬火区钢轨顶面剥落、掉块和螺栓孔裂纹。这类病害多数发生在淬火层分界处和轨端，以曲线上多见。

2．4 夹板弯曲或断裂

主要是顶部中央出现细小裂纹，以后逐渐扩大。

2．5 混凝土轨枕破裂 主要发生在轨下断面。

2．6 道床板结、溜坍，翻浆冒泥

前者主要发生在铺设混凝土轨枕并有鞍形磨耗 的地段。

2．7接头处吊板、暗坑

由于捣固不良和维修养护不及时，使接头出现吊板、暗坑，列车通过时，有空吊板、暗坑的地方下沉就大，将引起列车的剧烈振动，久而久之形成低接头，对线路的不平顺起附加作用。

2．8接头处的轨缝过大

接头由于本身存在结构不平顺，即轨缝、台阶、折角等三个方面，由于这种结构不平顺的存在，车轮从一根钢轨转到另一根钢轨时，出现瞬时的悬空，产生碰撞现象，轨缝越大，冲击振动越大，从而增大接头处的附加动力。2．9 接头错牙和接头方向不顺

由于接头本身存在结构不平顺，使接头处往往有冲击力发生，在冲击力的作用下，钢轨端部顶面产生塑性变形。由于淬火区与未淬火区的硬度不同，在接头处的两根钢轨高低错牙，形成附加的不平顺。接头方向不顺，列车通过时，加 剧了接头的破坏，久而久之，形成轨距不顺，致使鱼尾板及螺栓变形或断裂。钢轨接头病害的整治措施

根据接头的构造特点，从提高接头的整体性和平顺性 人手，采取综合整治的措施。钢轨接头的养护及病害整治可以从以下几个方面着手：

3．1加强轨缝及接头零部件的养护

钢轨接头存在轨缝是接头病害产生和发展的根本原 因，在规范要求的前提下，限定并控制轨缝是线路接头维修养护的重要内容，一旦出现大轨缝和连续瞎缝时，要及时进行调整使轨缝经常处于良好状态。定期对螺栓进行检查和复紧，保持接头螺栓扭矩力在规定范围内；夹板和接头螺栓涂油，以缓减列车的冲击破坏作用；作好轨枕、扣件和加强道床的养护。接头轨端顶面应进行倒棱，一旦出现顶端肥边，要及时进行打磨处理，以防顶死引起揭盖掉块。

3．2 合理起道捣固作业。由于钢轨接头在列车反复冲击荷载作用下，接头处道床应力和振动加速度远远高于非接头部位，残余变形积累加剧：为了提高抵抗冲击的能力，接头道床应有良好的捣固质量。

3．2．1加强捣固作业。捣固前要先拧紧接头夹板螺栓和轨枕扣件螺栓，以加强 接头的整体性和防止捣固后有空吊板；打撬塞时，应打在靠接头的两根轨枕的枕头一侧，以防止扭断轨枕和来车时压伤轨枕、钢轨和夹板；轨底捣固必须加强，机械捣固应增加轨底部位的捣固时间；捣固顺序以小腰向接头捣固，促使道碴向接头挤紧，既能防止低接头，又能消除高小腰或小腰空吊板。

3．2．2 起道作业。接头起道应该将轨面抬平，然后进行捣固，切忌抬高接头，形成鼓包，造成人为的轨道不平顺，加大列车冲击力。

3．2．3 夯拍道床作业。列车运行时，使枕底道碴挤压、振动，并向轨枕盒和轨枕头挤出，为了提高接头线路的稳定性和保持轨底捣固的效果，应对接头轨枕盒和轨枕头的道床夯实。

3．3 整治接头部位的道床

混凝土枕线路道床病害主要是道床不清洁引起的板结和翻浆冒泥，钢轨接头部位比非钢轨接头更为严重。钢轨接头道床板结和翻浆冒泥出现以后，不仅承载能力显著降低，而且线路刚度大为提高，不能吸收轨道的振动，减振、隔振性能降低，线路的残余变形及各种病害发展加剧。整治钢轨接头道床病害，恢复道床弹性，主要有以下措施：清筛道床；更换磨圆道碴等。

3．4 整修轨面

轨端不均匀磨耗和掉块、擦伤是钢轨接头在运输中引起机车车辆的巨大附加冲击，使线路变形加剧，轨枕发生裂纹，扣件损坏，道床板结，不仅缩短了轨道各部件的使用寿命，而且对增大接头的维修养护工作量也有直接关系。必须及时对接头轨面进行修理、打磨和焊补。使用钢轨打磨机对鞍形接头进行打磨，是消灭接头不平顺的有效办法。使用碗形砂 轮研磨时，先研磨中部到要求深度，再向两端侧研磨，最后整修圆弧。使用平形砂轮研磨时，可从一侧向另一侧来回进行研磨。研磨后轨面高度相当于小腰部位的钢轨高度。用 1 m直尺检查，要求达到平整、均匀。

3．5 改善轨下垫层弹性

轨下垫层弹性经多年运输，橡胶垫板会逐步硬化，特别是接头部位的垫板在强大冲击力的作用下，弹性逐步减少。应及时更换接头区4根轨枕的垫板，以恢复轨道结构的良好 弹性。

3．6 加强接头捣固，保持道床饱满并加以夯实及时更换接头处的失效轨枕，接头处相邻的两根轨枕应同时更换，以保持支承条件一致。

3．7 及时清筛接头范围内的道床，更换接头处的道碴，以免造成板结，失去弹性，或引起翻浆冒泥，造成显著的不平顺。

3．8 及时消灭轨头高低、左右错牙，可采用液压直轨器矫直接头小硬弯，上紧接头螺栓，达到规定扭力矩力，保持接头坚固。对于接头错牙，在日常维修养护、单根抽换钢轨或成段更换再用轨时要特别引起重视，使其上下、左右均不得超过0.5mm，保持接头处的方向顺直，轨距均匀可采用起、改、弯的方法整治，坚持每月在定期拨道中，首先要拨好接头、小腰，拨不好则用改的方法既改轨距，兼顾方向，属硬弯则拆开接头用弯轨器矫直。

3．9 用上弯夹板整治低接头或枕底下垫胶垫整治低接头。上弯夹板的上弯量以2～4mm为宜。当换上弯夹板后，接头处2～6根轨枕范围内轨面抬高，容易出现空吊板及螺栓松动，因此应加强捣固，拧紧螺栓。利用特制的枕底大胶垫整治低接头，效果显著。翻浆冒泥接头先要进行清筛，枕底稳定后方可垫入。特制大胶垫垫入一年后必须撤出，重新捣固好。

3．10 拧紧轨枕扣件，更换失效轨底大胶垫，整修木枕轨底坡，使之保持 1：40的轨底坡。

3．11 根据支嘴程度，适当增加外股道床宽度，并分层次夯拍道床，增加道床阻力。调换支嘴处里外口夹板，利用夹板的反弯控制接头支嘴，同时拨道作业中，对支嘴接头只能压不能挑。如必须上挑时，要用拨动小腰带动接头的方 法，不要直接拨动接头防止支嘴扩大。

3．12 在接头吊板暗坑严重处所采用起道捣固的方法进行整治。一般起道高度≥3 0 mm。捣周时多串轻捣，防止砸碎石碴。一般要捣6根轨枕，捣八面 20～24镐，小腰也应串镐，捣紧捣实。

3．13 加强轨缝和接头部位零部件的养护，保持合理的轨缝值，定期检查螺栓和扣件扭矩力，进行起道捣固作业，整治道床板结和翻浆冒泥，轨面打磨和焊补整修、改善轨下垫层弹性等综合整治措施，能够有效控制接头病害的产生和发展。

结束语

钢轨接头病害种类很多，造成病害的原因也很复杂，而且相互关联，互相影响，因此，搞好接头维修养护必须坚持 “预防为主、防治结合”的原则，在现有标准结构的基础上，针对接头病害发生与发展的原因，采用综合整治的措施，将接头处轨道的变形及其发展速度控制在最低限度。

参考文献 铁道部工务局《铁路工务技术手册》2000年出版 2铁道部昆明铁路局《米轨铁路线路修理规则》

2007年出版 3铁道部昆明铁路局《工务系统线路工》2008年10月出版