運(yùn)營(yíng)鐵路隧道滲漏水病害及整治分析

王華

摘要：隨著高速鐵路的快速發(fā)展，隧道工程的數(shù)量越來(lái)越多，而由于隧道工程自身的特點(diǎn)，很多隧道在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，在隧道檢查中發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各式各樣的病害，其中隧道滲漏水是最常見的一種病害。隧道滲漏水會(huì)嚴(yán)重威脅到鐵路運(yùn)營(yíng)的安全。鐵路運(yùn)營(yíng)部門必須做好隧道的維修養(yǎng)護(hù)工作，才能保證隧道結(jié)構(gòu)的耐久性及行車的安全。本文通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)及調(diào)研，總結(jié)了運(yùn)營(yíng)隧道滲漏水病害的原因及整治措施，評(píng)價(jià)了這些措施在隧道養(yǎng)護(hù)維修中的應(yīng)用效果。

Abstract： With the rapid development of high-speed railways， the number of tunnel projects is increasing. Due to the characteristics of tunnels， many diseases have been found in tunnel inspections for a period of time after operation. Among them， tunnel leakage is the most common type of disease. Leakage from tunnels can seriously threaten the safety of railway operations. The railway operation department must do a good job of repairing and maintaining the tunnel to ensure the durability of the tunnel structure and the safety of the traffic. Through reviewing a large number of literatures and surveys， this paper summarizes the causes and treatment measures of leakage water in operating tunnels， and evaluates the application effects of these measures in tunnel maintenance.

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；滲漏水病害；整治措施；鉆孔注漿

Key words： railway tunnel；water leakage disease；remediation measures；bore grouting

中圖分類號(hào)：U457+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）30-0113-02

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)在交通工程領(lǐng)域開始了一大批重點(diǎn)基礎(chǔ)工程建設(shè)[1]。我國(guó)山地丘陵占國(guó)土面積的75%左右，是一個(gè)多山的國(guó)家，當(dāng)線路遇到山地丘陵地區(qū)時(shí)，常常需要以隧道通過(guò)，既縮短了線路、提高了運(yùn)營(yíng)速度，降低了線路標(biāo)高，同時(shí)也使運(yùn)營(yíng)的安全性和舒適性得到了提高，隧道的建設(shè)迎來(lái)了新的發(fā)展。截止2015年年底，中國(guó)已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)或建成的高速鐵路線路66條，總長(zhǎng)20987km，其中共有高速鐵路隧道2202座，總長(zhǎng)3151km，隧道占比15.01%。截止2015年底，正在建設(shè)的含有隧道工程的高速鐵路線路有28條，總長(zhǎng)8452km，共有隧道工程1331座，累計(jì)長(zhǎng)度約為2868km，隧道占比33.93%[2]。

隨著高速鐵路的快速發(fā)展，隧道工程所占的比例越來(lái)越高。然而，已建成投入運(yùn)營(yíng)的隧道均存在著或多或少的問(wèn)題，以及不同程度和不同類型的隧道病害[3]。尤其是隧道滲漏水的病害較為常見，滲漏水的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重減少隧道的使用壽命，如果不進(jìn)行及時(shí)處理，將會(huì)嚴(yán)重威脅到隧道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)的安全[4]。比如某鐵路線上大多數(shù)隧道在運(yùn)營(yíng)4年后，每逢降雨出現(xiàn)施工縫和變形縫的滲漏水，甚至個(gè)別隧道出現(xiàn)拱部漏水，漏水地點(diǎn)距離接觸網(wǎng)的位置僅10 cm，一旦水落到接觸網(wǎng)，必然會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，鐵路運(yùn)營(yíng)部門就必須立即采取措施，將水引離，然后再采取泄水及堵水的措施。又如某客運(yùn)專線剛運(yùn)營(yíng)不久，就出現(xiàn)了隧道的滲漏水，導(dǎo)致列車限速運(yùn)營(yíng)。針對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的滲漏水情況，本文查閱了大量文獻(xiàn)，對(duì)隧道滲漏水的原因及目前鐵路隧道養(yǎng)護(hù)中采用的措施進(jìn)行了總結(jié)。

1 隧道滲漏水的特點(diǎn)及成因分析

1.1 隧道滲漏水的特點(diǎn)

為了分析隧道滲漏水的特點(diǎn)，本文以華南某鐵路線路隧道養(yǎng)護(hù)工作為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，該線路上的隧道一般是在雨季發(fā)生滲漏水的病害，而且各個(gè)隧道滲漏水的部位都不一樣，有的在邊墻部位，有的在拱頂部位。總的來(lái)說(shuō)滲漏水的部位一般發(fā)生在隧道的施工縫、變形縫的位置處。發(fā)生滲漏水的隧道圍巖大多裂隙發(fā)育，在雨季，降雨之后地表水下滲以及地下水位升高，導(dǎo)致隧道襯砌背后積水外滲，有的表現(xiàn)為滲水、有的表現(xiàn)為滴水。最嚴(yán)重的是拱部發(fā)生的滴水影響最大，嚴(yán)重威脅到行車的安全。

該隧道拱部漏水位置距離接觸網(wǎng)較近，一旦漏水滴到接觸網(wǎng)上，造成的后果將十分嚴(yán)重，鐵路運(yùn)營(yíng)部門立即采用了措施進(jìn)行了處理。

1.2 隧道滲漏水的原因

1.2.1 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)因素

該隧道所處巖層裂隙節(jié)理發(fā)育，圍巖透水性強(qiáng)，隧道滲漏區(qū)段地下水（主要有孔隙水、裂隙水、巖溶水等）豐富，存在一定的水壓或較高水壓，再加上季節(jié)性降雨，導(dǎo)致地表水下滲補(bǔ)充，使地下水壓升高，沿著圍巖中的裂隙滲流到隧道的周邊。

1.2.2 工程結(jié)構(gòu)及施工因素

隧道結(jié)構(gòu)雖然在設(shè)計(jì)和施工中進(jìn)行了防水設(shè)計(jì)以及防水層的施工，但是由于施工中的各種原因，導(dǎo)致隧道防水達(dá)不到要求，或者達(dá)到了要求但是在地質(zhì)及水文原因的影響下，隧道防水失效。在隧道的施工中，防水的薄弱地點(diǎn)就是隧道各種接縫，由于隧道施工是縱向分段進(jìn)行的，所以在縱向留有施工縫以及按照結(jié)構(gòu)要求所留的變形縫。這些縫的防水處理起來(lái)難度極大，很容易成為運(yùn)營(yíng)后的滲漏水部位，在隧道的養(yǎng)護(hù)中也證實(shí)了這一點(diǎn)。再就是混凝土襯砌結(jié)構(gòu)的自防水，可以由于現(xiàn)場(chǎng)的各種原因?qū)е禄炷凉嘧⒚軐?shí)性達(dá)不到要求，這樣在混凝土密實(shí)性不足的部位也容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的滲水，尤其是在拱部，由于混凝土襯砌施工是從下往上在拱頂合攏，而拱頂處了混凝土灌注和振搗都十分困難。

隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖之間沒(méi)有完全密貼，在隧道的襯砌背后存在空洞，形成積水的溶腔。這樣在溶腔中積水后，長(zhǎng)期浸泡隧道的襯砌結(jié)構(gòu)，也會(huì)導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)的滲漏。

隧道的排水系統(tǒng)出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致隧道襯砌背后的水不能及時(shí)排走，積在隧道襯砌的背后，形成一定的水壓力，達(dá)到一定程度之后也會(huì)導(dǎo)致隧道的滲漏。

2 隧道陳漏水的常用整治方法

目前運(yùn)營(yíng)鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水常用的整治措施主要有三種：鑿槽引排法、錨固灌注法鉆孔降壓法。

2.1 鑿槽引排法

鑿槽引排法是根據(jù)邊墻裂縫的滲漏水程度、襯砌背后存在的空洞積水情況以及圍巖中水的儲(chǔ)存情況，依次在滲漏水部位的拱腳、邊墻中部、邊墻下部等區(qū)域分別以不同的角度鉆設(shè)1～3排集水孔。盲管外裹無(wú)紡布，外纏細(xì)鐵絲固定，管兩頭以麻筋、破布塞緊，沿滲水裂縫處自上而下開鑿倒梯形引水槽，內(nèi)置入半圓形排水管并固定，防水砂漿填充管外槽體。用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料封槽，將水流通過(guò)引排管統(tǒng)一引入到隧道內(nèi)的側(cè)溝中，然后通過(guò)側(cè)溝排出洞外。這種方法主要用于運(yùn)營(yíng)隧道邊墻部豎向施工縫、變形縫及其他豎向裂縫出現(xiàn)“滴水”等嚴(yán)重滲漏水病害的部位[2]。

2.2 錨固灌注法

錨固灌注法是在裂縫兩側(cè)傾斜鉆孔至結(jié)構(gòu)體厚度的1/2深，孔距以20～30cm為宜，鉆至最高處后埋設(shè)止水針頭，止水針頭埋設(shè)完成后，用高壓灌注機(jī)注入單組分油溶性聚氨酯灌漿材料直到發(fā)現(xiàn)發(fā)泡劑從結(jié)構(gòu)的表面滲出，待灌注完成后，去除止水針頭。如果滲水的情況依然沒(méi)有消除時(shí)，應(yīng)當(dāng)再用單組分水溶性聚氨酯灌漿材料進(jìn)行補(bǔ)修即可。灌注完成后，去除止水針頭。這種方法主要用于處理隧道拱頂、拱腰及邊墻滲漏水裂縫。

2.3 鉆孔降壓法

鉆孔降壓法是通過(guò)降壓孔把隧道底板下水的壓力釋放出來(lái)達(dá)到降壓的效果，從而防止水壓過(guò)大造成隧道底板滲水或濕積。該法主要適用于隧道內(nèi)道床板滲水，尤其對(duì)高壓富水區(qū)隧道道床板滲水整治效果十分明顯。同時(shí)，通過(guò)鉆降壓孔也能緩解隧道整體結(jié)構(gòu)承受的水壓力，對(duì)隧道上部滲水的整治也能起到一定效果。

在鐵路運(yùn)營(yíng)隧道滲漏水整治時(shí)，往往要根據(jù)具體的滲漏水情況采取相應(yīng)的措施，一般采用鉆孔降壓的方法較多，針對(duì)一些滲漏水嚴(yán)重威脅到行車安全的部位，比如接觸網(wǎng)上方一定范圍內(nèi)，在這種情況下就需要先將水引走，一般需先安設(shè)引水板將水引走，然后找到水的來(lái)源及聚集區(qū)，在邊墻上鉆設(shè)降壓孔，待滲漏部位不再發(fā)生滲漏后，在滲漏部位打設(shè)注漿孔，根據(jù)圍巖條件及施工條件后壓注漿液。這種方法在處置隧道接縫滲漏水時(shí)達(dá)到了較好的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

隧道結(jié)構(gòu)滲漏水的病害嚴(yán)重影響隧道結(jié)構(gòu)的壽命及運(yùn)營(yíng)的安全，在結(jié)構(gòu)全壽命周期設(shè)計(jì)中，除了做好隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及防排水設(shè)計(jì)外，尚需在施工中嚴(yán)格控制施工工序及施工質(zhì)量，做到結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)的狀態(tài)，加強(qiáng)日常的養(yǎng)護(hù)維修工作。一旦出現(xiàn)滲漏水，應(yīng)當(dāng)結(jié)合滲漏發(fā)生的部位及危害程度，采取相應(yīng)的措施。對(duì)于危害性比較大的部位，應(yīng)當(dāng)限速運(yùn)行或中斷行車，截流引排，找出水害的原因，臨時(shí)降壓，結(jié)構(gòu)注漿封堵[5]。對(duì)于危害性比較小的部位，應(yīng)當(dāng)找出水害的原因，臨時(shí)降壓，結(jié)構(gòu)注漿封堵。針對(duì)隧道滲漏水提出幾點(diǎn)建議：

①運(yùn)營(yíng)隧道發(fā)生滲漏水病害后，必須立即采取措施，分析隧道發(fā)生滲漏水的原因，采取針對(duì)性的措施。

②運(yùn)營(yíng)隧道發(fā)生滲漏水病害后，應(yīng)當(dāng)采取“防、排、截、堵”的綜合治理措施，既要保證治理病害的效果，也要注意對(duì)地下水環(huán)境的影響。

參考文獻(xiàn)：

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