摘要：我国作为世界高速铁路开通运营里程最长的国家，在铁路建设领域取得了傲人的成就，近年来，随着我国“交通强国”战略的实施，在地形条件复杂地区路网建设规模不断增长的形势下，铁路隧道建设规模越来越大。随着国家对中西部地区基础设施建设投资的不断增大，铁路选线、隧道选址更加科学合理，高海拔、高地震烈度区段、高埋深超长铁路隧道也越来越多，铁路隧道施工过程中存在的质量问题愈发凸显，在铁路隧道施工过程中，结合实际情况，制定合理、科学的施工方案和施工计划，严格按照设计及规范要求施工，以强有力的技术支撑为保障，才能有效的提高施工效率，保障工期，提高质量，让铁路施工更加安全高效，本文将对当前铁路隧道施工常见缺陷进行分析，并在此基础上对有效的预防改进措施进行研究，希望对类似隧道缺陷整治起到借鉴作用。
关键词：铁路隧道；缺陷；原因；改进措施
前言：在新时期的背景下，伴随着科学技术的高速发展，隧道施工方式也在发生变化，大型机械化配套施工作为当前铁路隧道施工新的方向和组织模式,在工程建设和施工中发挥着非常关键的作业和价值。伴随着新技术的出现及不断完善，也导致施工过程中的一些问题和质量缺陷被暴露出来，因此，对隧道缺陷形成原因的进行分析是非常必要的，制定具有针性对整治方案进行实施，以减少质量缺陷的发生。
一、铁路隧道施工概述及特点
我国的隧道技术正处在持续发展和成熟的阶段[1]。伴随着技术的发展，施工的质量和速度也在持续的提高。经过对近年新开工建设铁路隧道项目的统计发现，新开工建设的铁路隧道多以长大隧道、特长大隧道为主，并且对铁路隧道施工安全及质量方面提出了更高层次的要求。
铁路隧道是指穿越山岭地区时专供火车运输行驶的通道，铁路主要的目的就是供车辆通行[2]。在铁路隧道施工过程中，每座隧道所处的地区位置具备着较强
的特殊性[3]。隧道的建设约束条件越来越多，建设难度越来越大。除了地质条件越来越复杂外，还受生态红线和环境保护区等因素的限制，给勘察、设计和施工带来了较大困难。隧道的建造品质亟待提升。目前仍存在施工机械化程度较低、施工质量波动较大、施工进度较慢等问题，需逐步实现隧道信息化和数字化智能建造，隧道的运营安全任重道远。尤其是超长隧道的运营安全，不仅仅与技术有关，而且与管理有较大关系，有必要开展运营安全控制与管理成套技术研究，制定隧道运维管理指南、人才培养模式和管养技术等，所以，为了更好的提高隧道施工水平，保障隧道施工质量，一定要持续做好相应的优化和方案改进工作，从而更好地解决隧道工程中面临的突出问题，避免因隧道缺陷整治引起的损失，降低企业施工成本[4]。
二、铁路隧道施工技术常见缺陷 （一）衬砌渗水
造成衬砌渗漏水主要有以下原因：
（1）衬砌施工质量差，蜂窝、孔隙、裂缝多，自身防水能力差。
（2）衬砌施工缝、沉降缝等未做好防水处理，防水层有破损、接缝处理不好导致漏水。
（3）衬砌变形后，产生的裂缝渗漏水。
（4）既有排水设施，如衬砌背后的盲沟或泄水孔堵塞。
隧道渗漏水不但使混凝土衬砌的耐久性能下降，同时也导致隧道内部各种设备设施功能下降，加重了隧道内部使用环境的恶化，给结构稳定带来威胁。渗漏水的存在将造成电气化铁路高压电接触网触电事故的发生，势必影响行车安全。
（二）脱空问题
脱空分为二次衬砌与初期支护间脱空和初期支护与基岩间脱空。
二次衬砌和初期支护的脱空是因为浇筑混凝土时往往受人为因素，技术因素，混凝土干缩和徐变的影响而使衬砌拱顶和围岩产生间隙，通常属于工艺脱空。该空隙改变了衬砌受力结构并削弱了衬砌支护强度，如果存在脱空，二次衬砌就不能在围岩变形与初期支护变形的第一时间对变形起积极的限制作用，仅能在变形到一定程度时被动支撑，这将对隧道的安全带来隐患。
初支与基岩间脱空主要原因有：光面爆破效果较差，超挖过大，喷砼时钢架背后喷砼不密实形成空腔；拱架支立不牢固产生偏移，使初支与围岩分离形成空腔；喷射混凝土的回弹与收缩变形；不良地质段初支背后较破碎或较软质岩体在裂隙水的侵蚀下极易发生破碎体的冲刷流失，以此产生的空洞，最终导致初支与岩体的脱空。初支脱空对支护结构的受力平衡影响较大，使得脱空区初支产生局部较大应力，弱化了初支的作用，极易导致初支的破坏，从而使二次衬砌受力不均匀，诱发渗漏和衬砌开裂，在线路开通后会对行车安全造成严重威胁。
（三）衬砌欠厚
引起衬砌欠厚的原因主要有两方面，一是隧道开挖及对初期支护控制不严格，局部欠挖未及时处理，致使衬砌厚度不满足设计要求而影响结构的安全；其次是防水板的铺筑质量不合格，在铺筑过程中没有对松铺率进行把控，使得防水板在浇注混凝土之后过于紧实，呈现扯拉状，使防水板背后产生空洞，从而引起衬砌厚度不够。衬砌欠厚将严重弱化衬砌结构应具备的承载能力，给运营带来巨大安全隐患。
（四）混凝土蜂窝麻面不密实
蜂窝指混凝土结构中的局部松散现象，骨料集中，没有砂浆，骨料之间发育蜂窝状孔穴。由于这种空隙较多，强度低，容易产生空鼓裂缝。麻面指混凝土表面部分缺浆粗糙或者存在细小凹坑，麻点和气泡而形成的粗糙面。蜂窝与麻面都会使混凝土产生裂缝，降低强度和耐久性。混凝土的不密实表现为混凝土施工时由于漏振的影响、漏浆或者由于石子架空到钢筋骨架，它可使混凝土内产生蜂窝状的不致密或空洞的隐蔽缺陷。
产生的主要原因：
（1）采用不合适的混凝土的配合比，混凝土拌合时流动性能较差，造成粗骨料的堆积；
（2）混凝土拌和不均匀、粗骨料和砂浆脱离；
（3）模板破损或者模板间存在缝隙未及时封堵导致漏浆；
（4）混凝土没有分层下料或者下料高度偏差较大、振捣不足、或者漏振、或者振捣的时间过长导致混凝土离析等；
（5）模板脱模剂刷涂不匀、部分漏刷或者失效、混凝土表面粘结模板导致麻面等；
（6）模板表面粗糙或粘附硬水泥浆垢等杂物未清理于净，拆模时混凝土表面被粘坏。
蜂窝麻面虽然不影响结构物的内在质量和使用，但经常性的出现，严重破坏了衬砌的外表美观，影响了衬砌的整体质量。混凝土不密则出现细微孔洞、裂隙等，外界水分、气体极易向内入侵、侵蚀钢筋、造成结构过早地破坏，给隧道结构带来安全隐患。
（五）衬砌施工缝剥落掉块、止水带外露
主要是台车挤压、止水带固定不牢固、施工缝处混凝土浇筑时布料及振捣不到位所致。台车定位时工人为防止错台形成，使模板尽量与上循环衬砌端头密贴，不可避免的对衬砌混凝土产生挤压，当受力力过大时就会造成施工缝处混凝土开裂、剥落掉块（因衬砌2～3天施工一个循环，此时端头混凝土强度较低），严重时会导致止水带外露。运营后高速铁路行车速度较快，列车在行驶过程中产生振动及高压风作用下，均可导致崩块脱落状况发生，对行车安全产生隐患。
（六）施工缝错台
施工缝错台形成的主要原因有：台车在使用时发生了严重的变形，导致台车前方、后端断面尺寸不一致，易使衬砌前，后断面产生错台；台车支撑刚度不足，受混凝土压力的影响使台车模板收敛变形，容易导致衬砌在环向接缝处产生错台；
曲线段由于台车中线和隧道中线不在同一轴线，产生曲线段错台现象；台车模板和接头位置的混凝土表面有杂物，导致该部位突出使模板无法与混凝土面紧密贴合；搭接过长时，接缝处不严密，漏浆超标，也会产生错台。高速列车运行产生的振动及列车高速通过隧道后产生的“真空效应”高压风拉力下，会造成错台崩块脱落，对行车安全产生隐患。
三、预防改进措施 （一）衬砌渗水
（1）采用以排为主，排、堵、截相结合的综合治水原则； （2）防水板每条焊缝均做充气压力检查；
（3）喷射混凝土基面不平整时，在铺防水层之前一定要进行处理，采取凿除或复喷等措施，保证满足防水板铺设要求；增强防水板保护力度，尤其在二衬钢筋的施工过程中，要避免钢筋接头扎到防水板上，在混凝土浇筑振捣过程中，尽可能地避免损坏防水板；
（4）中埋式橡胶止水带必须严格按规范要求，保持直顺，无损坏； （5）正确施作排水盲管，做好防排水施工；
（6）合理确定混凝土坑渗设计要求，不应片面地强调混凝土的抗压等级，一味地增加单位体积混凝土中水泥的掺量，会导致混凝土水化热及收缩量的增大，造成混凝土裂缝，损害了混凝土结构的自防水能力。
（二）脱空问题
（1）加强光面爆破，对围岩破碎段同时加强超前支护，减少超挖。对出现超挖的位置及时进行回填。
（2）加强初支面喷射平整度控制，杜绝拱架之间凹凸不平现象。
（3）对防水板挂点进行加密，同时加强焊接质量，避免浇筑过程中防水板脱落。
（4）根据断面大小适时调整防水板铺设松紧度，确保防水板紧贴初支面，避免过松防水板打折形成脱空，或由于防水板挂设太紧造成防水板背后脱空。
（5）拱顶浇筑孔必须全部采用，避免因浇筑距离过长以及纵坡影响，压力不足造成局部脱空。
（6）拱顶上坡端安装溢浆管，适时观察浇筑情况，溢浆孔未出浆时不得停止混凝土浇筑。
（7）浇筑完成后及时进行逐板注浆，减少脱空。 （三）衬砌欠厚
（1）加强光面爆破，杜绝大面积欠挖现象。
（2）加强监控量测，根据不同围岩情况及时调整预留沉降量。
（3）加强初支断面检查，对初支侵线位置必须处理合格后再进入下道工序。 （4）混凝土浇筑过程中，加强对模板台车的加固，防止由于混凝土浇筑产生压力造成模板上浮、模板端头纵向移动、部分丝杠松动、移位造成衬砌厚度不足。
（四）混凝土蜂窝麻面不密实
（1）模板表面应及时清理，均匀涂刷脱剂，不能漏刷，保证模板表面平整光滑；
（2）混凝土拌制时严格按照配合比用量，准确添加各种骨料及拌合用水量，充分拌合，确保塌落度适合。
（3）混凝土浇筑逐窗布料，分层浇筑，混凝土下料高度控制在2m以内； （4）混凝土应分层振捣，防止漏振、过振，模板空隙及模板缝应及时堵漏，防止漏浆情况的发生，造成局部不密实；
（五）衬砌施工缝剥落掉块、止水带外露
（1）止水带应固定牢固、平直，不得有扭曲现象；
（2）中埋式止水带埋设位置应按衬砌厚度的一半确定，应施工缝或变形缝的中心线重合。
（3）止水带应采用焊接，接缝平整、牢固不得有裂口。 结论：
铁路隧道施工过程中形成质量缺陷的原因是多方面的，有复杂地质条件引起的客观因素，也有设计方案缺陷、工艺工法缺陷、工人操作缺陷等方面的客观因素，我们应对隧道质量缺陷有客观的认识，隧道质量缺陷是一种常见的工程病害，隧道缺陷的表现形式也存在多样性，我们应该深入分析形成隧道质量缺陷的根本原因，制定具有针对性的改进措施和切实可行的实施方案以解决隧道施工过程中遇到的质量缺陷问题。
参考文献：
[1]高云龙. 高原铁路隧道软岩大变形施工技术研究[J]. 价值工程,2023,42(05):75-77.
[2]张丽娜. 铁路隧道施工关键技术研究[J]. 工程建设与设计,2023,(04):163-165.
[3]索博学. 复杂地质条件下铁路隧道工程施工技术探讨[J]. 产业科技创新,2023,5(01):52-54.
[4]吴江滨, 张顶立, 王梦恕.铁路运营隧道病害现状及检测评估[J]. 中国安全科学学报,2003,13(6)：49-52.
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