烏鞘嶺特長隧道整體道床下沉病害整治分析

韓　云

(蘭州鐵路局武威工務段，甘肅 武威　730000)

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烏鞘嶺特長隧道整體道床下沉病害整治分析

韓云

(蘭州鐵路局武威工務段，甘肅 武威730000)

摘要：結(jié)合烏鞘嶺特長隧道的工程概況，分析了隧道整體道床下沉病害的產(chǎn)生原因，提出了對整體道床支撐塊下加墊鋼板、搗墊砂漿及注漿等治理措施，經(jīng)整治后提高了線路設備質(zhì)量，保證了行車安全。

關(guān)鍵詞：隧道，道床，病害整治，鋼板

1工程概況

烏鞘嶺特長隧道位于既有蘭新線蘭武段打柴溝車站和龍溝車站之間，設計為兩座單線隧道，隧道長20.05 km，線間距為40 m；線路縱坡主要為11‰ 的單面下坡，設計時速160 km/h。隧道洞身最大埋深 1 100 m左右。于2003年3月30日開工建設，2006年3月30日上行隧道開通運營，2006年8月12日下行隧道開通運營。

隧道工程區(qū)地層的分布受區(qū)域斷裂構(gòu)造控制，圍巖受構(gòu)造影響嚴重、巖性復雜，洞身穿越的六套地層主要為軟硬交互的沉積巖和變質(zhì)巖，它們是第四系松散沖積層、第三系泥巖、砂巖夾礫巖、白堊系砂巖、礫巖夾泥巖、三疊系砂巖、頁巖夾薄層煤、志留系板巖、千枚巖局部分布變質(zhì)砂巖和奧陶系安山巖夾火山玻璃。隧道穿越由F4～F7四條區(qū)域壓性斷層為主構(gòu)成的嶺脊寬大擠壓構(gòu)造帶(寬約8 km)，地震動峰值加速度為0.3g(g=9.8 m/s2)，地震基本烈度相當于8度。地質(zhì)條件十分復雜。

烏鞘嶺隧道內(nèi)道床類型為套靴式彈性支承塊、整體道床。整體道床為C40鋼筋混凝土，寬度2 600 mm，軌下厚度358 mm，每隔6.25 m設1道伸縮縫，采用20 mm厚預制瀝青板隔離，上部60 mm灌注瀝青膠砂。整體道床與側(cè)溝間設置施工縱縫，用乳化瀝青涂刷隔離。

隧道采用雙側(cè)排水溝排水(其中進出洞口2 km為保溫排水溝)，排水溝按照線路坡度通長設置，排水溝有效斷面為30 cm×

3)鋼筋混凝土襯砌開裂。a.裂縫寬度小于0.2 mm(直接涂抹法)。首先用鋼絲刷或風砂槍將待施工的裂縫周圍混凝土表面清洗干凈；對裂縫處噴涂或涂刷2遍～3遍，先涂刷一層樹脂基液，后用樹脂砂漿涂抹，涂抹總厚度不應小于2 mm。b.裂縫寬度0.2 mm～2 mm(可采用鑿槽嵌補法)。首先用鋼絲刷或風砂槍將待施工的裂縫周圍混凝土表面清洗干凈；沿裂縫方向開一6 cm寬、5 cm深的矩形槽；在槽底充填10 mm厚的環(huán)氧樹脂，再在環(huán)氧樹脂上填充上40 mm厚的環(huán)氧砂漿。c.裂縫寬度2.0 mm～5.0 mm(可采用鑿槽注漿法)。針對延伸方向基本與襯砌表面垂直的裂縫，采用騎縫注漿；針對延伸方向與襯砌表面有一定角度的裂縫，采用斜縫注漿。

4)滲漏水(刻槽+防水堵漏劑)。如果滲水部位僅為出水點，將待施工的出水點周圍混凝土表面清洗干凈，在出水點鑿一個寬50 mm，長50 mm，深40 mm的U形或正方形槽；將瞬間堵漏劑壓住出水點。對于較嚴重的滲漏水，應刻槽埋管，引排地下水至邊溝。

5)空洞(襯砌背后注漿)。對于襯砌背后存在的一般空洞或脫空，在空洞或脫空處鉆兩排注漿邊孔，注漿從兩個注漿邊孔開始，壓注水泥漿，工作壓力0.2 MPa～0.3 MPa。對于襯砌拱頂后存在的較大空洞現(xiàn)象，必要時在拱部開60 cm×60 cm的天窗，對空洞內(nèi)回填采用噴C25混凝土或1∶1水泥砂漿，直至將拱頂空洞回填密實，再將天窗口用微膨脹水泥封住。

5注意事項

1)目前確定的二襯處理范圍根據(jù)現(xiàn)有裂縫觀測資料確定，若治理期間裂縫仍有發(fā)展趨勢，應及時調(diào)整處理措施；2)建議對二次襯砌內(nèi)表面凈空進行測量，掌握隧道施工后的內(nèi)輪廓大小，以便更好的確定補強厚度；3)嚴格按處理方案組織施工，對于處理段落必須加強左右洞的監(jiān)控量測工作，用量測信息指導施工，及時反饋信息以修正設計和采取應急措施。

參考文獻：

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[4]代高飛.隧道典型病害及連拱隧道裂縫和滲漏水調(diào)查研究.上海：同濟大學，2004.

30 cm。為調(diào)節(jié)兩側(cè)排水溝流量，部分地段橫向埋設φ80 mm PVC管。

2病害狀況

烏鞘嶺隧道自開通運營以來，多次出現(xiàn)整體道床下沉，線路幾何尺寸不良。較嚴重的為上行線K165+830,K168+400，下行線為K165+610～K165+650,K174+510～K174+525,K174+550～K174+560。其中上行線K168+400～K168+405整體道床累計下沉33 mm，整修后部分扣件扣壓力接近失效，列車通過時整體道床上下浮動約10 mm，整體道床翻漿冒泥，且在道床表面橫向存在4條貫通裂縫，寬度1 mm～2 mm，裂縫處粘貼的觀測標連續(xù)折斷。病害發(fā)展到晃車現(xiàn)象，事態(tài)嚴重，危及行車安全，限速45 km/h慢行(病害如圖1，圖2所示)。

3病害原因分析

整體道床下沉病害主要表現(xiàn)在四個方面：1)整體道床翻漿冒泥；2)整體道床下沉、線路幾何尺寸超限；3)由于整體道床不均勻下沉產(chǎn)生的橫向裂縫；4)整體道床兩側(cè)的排水側(cè)溝內(nèi)水流互通。

整體道床翻漿冒泥是因有基巖裂隙水滲入到道床與仰拱之間的混凝土填充層，經(jīng)列車“拍打”，致使道床填充層破損，同時破損的混凝土細骨料和滲入的水從薄弱的施工縫或道床裂縫中冒出，長時間產(chǎn)生空洞，造成整體道床不均勻下沉，導致整體道床產(chǎn)生裂縫，由此可看出，整體道床翻漿冒泥是不容忽視的問題。

烏鞘嶺特長隧道整體道床兩側(cè)排水溝常年流水，水流侵蝕側(cè)溝邊墻，由于側(cè)溝邊墻施工質(zhì)量不達標，導致部分側(cè)溝邊墻倒塌，則水流直接沖刷填充層；由于既有填充層施工質(zhì)量亦不達標，水流長時間沖刷填充層導致填充層中空，從而導致整體道床下沉。由此得出結(jié)論，側(cè)溝邊墻倒塌也是不容忽視的問題。

4病害整治方案選取

1)全面整治：全面整治是對整體道床全部鑿出后重新澆筑基底做新的整體道床，或者是將整體道床全部更換為有碴道床。如果采用整體道床全部重做或者全部更換為有碴道床的方法那就能較好的徹底解決目前的基床病害，但是施工周期就特別長，一次性投入的成本相當大，在提倡節(jié)支降耗的今天會對本來就很緊張的生產(chǎn)成本帶來很大的壓力，也會對本來就很繁忙的蘭新線帶來很大的挑戰(zhàn)和壓力。

2)局部整治：局部整治是對整體道床支撐塊下加墊鋼板、搗墊砂漿及注漿等方式進行整治處理。這種病害整治方案能減少工程的一次性投入，也能解決好目前的病害。這種施工方案可以充分利用天窗修的時間進行維修，減少對正常行車的影響。

綜合目前的病害程度、施工環(huán)境和施工條件、經(jīng)濟情況和行車要求等條件，采用第二種整治方案(即：局部整治方案)。

5病害整治

1)對側(cè)溝邊墻用鋼筋混凝土進行重新灌注，確保側(cè)溝內(nèi)的水流不侵蝕整體道床及填充層。施工步驟為鑿出既有破損側(cè)溝邊墻→架設模板→用φ10 mm及16 mm鋼筋綁扎成鋼筋網(wǎng)→澆灌C30混凝土。

2)道床壓漿：壓漿施工步驟為鑿孔眼(φ6 cm)→泵送壓注TGRM水泥基特種壓漿料→封閉孔眼→清理現(xiàn)場。在下沉的整體道床兩側(cè)靠近基本軌內(nèi)側(cè)及道床中心處，每隔0.6 m在道床上錯開設置，垂直下鉆孔徑為6 cm的壓漿孔眼。孔眼鑿好后，準備好壓漿機及加水調(diào)配好壓漿料，從φ6 cm的壓漿孔眼壓入TGRM水泥基特種壓漿料。待TGRM水泥基特種壓漿料注滿后，對壓漿孔采用棉紗及木楔和水泥砂漿進行封閉孔眼。

3)整體道床支撐塊下加墊鋼板。施工步驟為天窗點內(nèi)卸掉聯(lián)接扣件→用齒條壓機起道→用短枕固定鋼軌→取出支撐塊及橡膠套靴→靴坑內(nèi)放入鋼板→鋼板四周砂漿填滿壓實抹平→放入橡膠套靴→放入支撐塊→落軌→上聯(lián)接扣件→軌道車壓道→調(diào)整線路幾何尺寸(加墊鋼板如圖3所示)。

加墊鋼板需注意以下幾項：加墊鋼板時，卸掉待加墊支撐塊兩側(cè)支撐塊的聯(lián)結(jié)扣件，同時保留待加墊支撐塊的聯(lián)結(jié)扣件。加墊支撐塊兩側(cè)所卸長度不應小于25 m。加墊支撐塊數(shù)量較多時，所卸長度再向兩邊適當延長；起道時，至少啟用兩臺齒條壓機同時穩(wěn)步起道，將待加墊支撐塊從套靴中提出，為防止齒條壓機在作業(yè)中滑扣，須在齒條壓機外端分別放置木短枕以固定鋼軌；取出套靴及支撐塊后，防止雜物進入靴坑；鋼板數(shù)量及規(guī)格應提前做好調(diào)查，并做以標注；落軌時，應統(tǒng)一松齒條壓機，落軌后，應及時檢查靴坑、橡膠套靴、支撐塊合縫情況；軌道車壓道至少4趟。

4)對支撐塊四周進行錨固鋼筋，并以環(huán)氧樹脂進行加固。

6病害整治的目的和意義

在鐵路速度快速化、行車密度加大化、運行列車重載化、旅客行車舒適化的今天，研究隧道的病害原因、分析隧道的病害機理，再找出對隧道病害的處理方法，徹底解決隧道的病害顯得越來越重要。只有徹底解決了病害才能確保我們的行車安全，才能減少每年維修費用的支出，提高行業(yè)的經(jīng)濟效益和競爭力，達到行車的快速性、安全性、舒適性的要求。

7建議

1)烏鞘嶺特長隧道內(nèi)側(cè)溝邊墻為混凝土，建議改為鋼筋混凝土。2)對側(cè)溝做防水處理，防止水流沖刷側(cè)溝邊墻進而對填充層進行沖刷。3)排水溝與電纜溝的平面位置對調(diào)。烏鞘嶺特長隧道內(nèi)依次為電纜溝、排水側(cè)溝、整體道床、排水側(cè)溝、電纜溝，建議今后將順序改為排水側(cè)溝、電纜溝、整體道床、電纜溝、排水側(cè)溝，這樣可防止排水側(cè)溝內(nèi)的水流沖刷側(cè)溝邊墻及填充層。

通過烏鞘嶺特長隧道整體道床下沉病害的整治，對既有線鐵路施工有了進一步更深入的了解與學習，為今后的整體道床施工奠定了堅實的基礎，積累了寶貴的經(jīng)驗。

[1]鐵運[2010]38號，鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則.

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[4]TB 10204—2002，鐵路隧道施工規(guī)范.

Reinforcement technology of disease treatment in newly-built tunnel

Yang ShaozhanZhang Yun

(CCCCFirstHighwayConsultantsCo.,Ltd,Xi’an710075,China)

Key words:tunnel, lining, crack, treatment of diseases

Abstract:Taking the newly-built Sunjiaya Tunnel as the example, the paper analyzes the reasons for the diseases including the support deformation of primary period of tunnels, and cracks in the secondary lining, points out the treatment principle for the tunnel diseases, and adopts respective consolidation scheme according to the crack width, concrete lining, and various forms of reinforced concrete lining, so as to ensure the tunnel’s construction quality.

文章編號：1009-6825(2016)14-0172-03

收稿日期：2016-03-01

作者簡介：韓云(1988- )，男，助理工程師

中圖分類號：U457.2

文獻標識碼：A