運營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展，隧道工程的數量越來越多，而由于隧道工程自身的特點，很多隧道在運營一段時間后，在隧道檢查中發現隧道結構出現了各式各樣的病害，其中隧道滲漏水是最常見的一種病害。隧道滲漏水會嚴重威脅到鐵路運營的安全。鐵路運營部門必須做好隧道的維修養護工作，才能保證隧道結構的耐久性及行車的安全。本文通過查閱大量文獻及調研，總結了運營隧道滲漏水病害的原因及整治措施，評價了這些措施在隧道養護維修中的應用效果。

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：U457+.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）30-0113-02

0 引言

隨著國民經濟的快速發展，我國已成為世界第二大經濟體，為滿足國民經濟的快速發展，我國在交通工程領域開始了一大批重點基礎工程建設[1]。我國山地丘陵占國土面積的75%左右，是一個多山的國家，當線路遇到山地丘陵地區時，常常需要以隧道通過，既縮短了線路、提高了運營速度，降低了線路標高，同時也使運營的安全性和舒適性得到了提高，隧道的建設迎來了新的發展。截止2015年年底，中國已經投入運營或建成的高速鐵路線路66條，總長20987km，其中共有高速鐵路隧道2202座，總長3151km，隧道占比15.01%。截止2015年底，正在建設的含有隧道工程的高速鐵路線路有28條，總長8452km，共有隧道工程1331座，累計長度約為2868km，隧道占比33.93%[2]。

隨著高速鐵路的快速發展，隧道工程所占的比例越來越高。然而，已建成投入運營的隧道均存在著或多或少的問題，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，滲漏水的出現會嚴重減少隧道的使用壽命，如果不進行及時處理，將會嚴重威脅到隧道結構和運營的安全[4]。比如某鐵路線上大多數隧道在運營4年后，每逢降雨出現施工縫和變形縫的滲漏水，甚至個別隧道出現拱部漏水，漏水地點距離接觸網的位置僅10 cm，一旦水落到接觸網，必然會帶來嚴重的后果，鐵路運營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。又如某客運專線剛運營不久，就出現了隧道的滲漏水，導致列車限速運營。針對隧道運營中出現的滲漏水情況，本文查閱了大量文獻，對隧道滲漏水的原因及目前鐵路隧道養護中采用的措施進行了總結。

1 隧道滲漏水的特點及成因分析

1.1 隧道滲漏水的特點

為了分析隧道滲漏水的特點，本文以華南某鐵路線路隧道養護工作為例，據統計，該線路上的隧道一般是在雨季發生滲漏水的病害，而且各個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。總的來說滲漏水的部位一般發生在隧道的施工縫、變形縫的位置處。發生滲漏水的隧道圍巖大多裂隙發育，在雨季，降雨之后地表水下滲以及地下水位升高，導致隧道襯砌背后積水外滲，有的表現為滲水、有的表現為滴水。最嚴重的是拱部發生的滴水影響最大，嚴重威脅到行車的安全。

該隧道拱部漏水位置距離接觸網較近，一旦漏水滴到接觸網上，造成的后果將十分嚴重，鐵路運營部門立即采用了措施進行了處理。

1.2 隧道滲漏水的原因

1.2.1 工程地質與水文地質因素

該隧道所處巖層裂隙節理發育，圍巖透水性強，隧道滲漏區段地下水（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，再加上季節性降雨，導致地表水下滲補充，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 工程結構及施工因素

隧道結構雖然在設計和施工中進行了防水設計以及防水層的施工，但是由于施工中的各種原因，導致隧道防水達不到要求，或者達到了要求但是在地質及水文原因的影響下，隧道防水失效。在隧道的施工中，防水的薄弱地點就是隧道各種接縫，由于隧道施工是縱向分段進行的，所以在縱向留有施工縫以及按照結構要求所留的變形縫。這些縫的防水處理起來難度極大，很容易成為運營后的滲漏水部位，在隧道的養護中也證實了這一點。再就是混凝土襯砌結構的自防水，可以由于現場的各種原因導致混凝土灌注密實性達不到要求，這樣在混凝土密實性不足的部位也容易發生結構的滲水，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。

隧道支護結構與圍巖之間沒有完全密貼，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，長期浸泡隧道的襯砌結構，也會導致隧道襯砌結構的滲漏。

隧道的排水系統出現損壞，導致隧道襯砌背后的水不能及時排走，積在隧道襯砌的背后，形成一定的水壓力，達到一定程度之后也會導致隧道的滲漏。

2 隧道陳漏水的常用整治方法

目前運營鐵路隧道襯砌結構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存情況，依次在滲漏水部位的拱腳、邊墻中部、邊墻下部等區域分別以不同的角度鉆設1～3排集水孔。盲管外裹無紡布，外纏細鐵絲固定，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。用水泥基滲透結晶型防水涂料封槽，將水流通過引排管統一引入到隧道內的側溝中，然后通過側溝排出洞外。這種方法主要用于運營隧道邊墻部豎向施工縫、變形縫及其他豎向裂縫出現“滴水”等嚴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傾斜鉆孔至結構體厚度的1/2深，孔距以20～30cm為宜，鉆至最高處后埋設止水針頭，止水針頭埋設完成后，用高壓灌注機注入單組分油溶性聚氨酯灌漿材料直到發現發泡劑從結構的表面滲出，待灌注完成后，去除止水針頭。如果滲水的情況依然沒有消除時，應當再用單組分水溶性聚氨酯灌漿材料進行補修即可。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

鉆孔降壓法是通過降壓孔把隧道底板下水的壓力釋放出來達到降壓的效果，從而防止水壓過大造成隧道底板滲水或濕積。該法主要適用于隧道內道床板滲水，尤其對高壓富水區隧道道床板滲水整治效果十分明顯。同時，通過鉆降壓孔也能緩解隧道整體結構承受的水壓力，對隧道上部滲水的整治也能起到一定效果。

在鐵路運營隧道滲漏水整治時，往往要根據具體的滲漏水情況采取相應的措施，一般采用鉆孔降壓的方法較多，針對一些滲漏水嚴重威脅到行車安全的部位，比如接觸網上方一定范圍內，在這種情況下就需要先將水引走，一般需先安設引水板將水引走，然后找到水的來源及聚集區，在邊墻上鉆設降壓孔，待滲漏部位不再發生滲漏后，在滲漏部位打設注漿孔，根據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達到了較好的效果。

3 結束語

隧道結構滲漏水的病害嚴重影響隧道結構的壽命及運營的安全，在結構全壽命周期設計中，除了做好隧道結構的設計及防排水設計外，尚需在施工中嚴格控制施工工序及施工質量，做到結構達到設計的狀態，加強日常的養護維修工作。一旦出現滲漏水，應當結合滲漏發生的部位及危害程度，采取相應的措施。對于危害性比較大的部位，應當限速運行或中斷行車，截流引排，找出水害的原因，臨時降壓，結構注漿封堵[5]。對于危害性比較小的部位，應當找出水害的原因，臨時降壓，結構注漿封堵。針對隧道滲漏水提出幾點建議：

①運營隧道發生滲漏水病害后，必須立即采取措施，分析隧道發生滲漏水的原因，采取針對性的措施。

②運營隧道發生滲漏水病害后，應當采取“防、排、截、堵”的綜合治理措施，既要保證治理病害的效果，也要注意對地下水環境的影響。

參考文獻：

[1]林春金.運營隧道襯砌滲漏水機理及注漿治理研究[D].山東大學，2017.

[2]趙勇，肖明清，肖廣智.中國高速鐵路隧道[M].中國鐵道出版社，2016，10.

[3]馮冀蒙，仇文革，王玉鎖，等.既有隧道病害分布規律及圍巖環境等級劃分研究[J].現代隧道技術，2013（4）：35-41.

[4]李沿宗，鄒翀.我國鐵路隧道襯砌滲漏水規律與成因分析[J].施工技術，2016（6）：476-479.

[5]代鴻明.運營鐵路隧道水害引發的仰拱起鼓及襯砌開裂防治技術研究[J].現代隧道技術，2016（3）：202-206.