貴廣客專隧道排水系統病害整治方法

王仕富

（中國鐵路南寧局集團有限公司 桂林高鐵工務段，工程師，廣西 桂林，541000）

0 引言

南寧局集團公司桂林高鐵工務段（下稱桂林高鐵工務段）管轄貴廣客專正線410.627 km，其中隧道101座，隧道累計長度208.5 km，占正線總長51%。沿線穿越高山深壑，喀斯特地貌遍布，山體巖溶裂隙發育，地下水豐富。貴廣客專自開通以來，因隧道排水系統病害導致隧道漏水10次、軌道板上拱6次，對行車秩序造成較大干擾。因此，探索有效預防性整治措施，減少隧道內滲漏水、軌道板上拱和襯砌開裂掉塊等次生病害發生，既是重要任務也是重要攻關課題。

1 貴廣客專隧道排水系統概述

1.1 基本情況高速鐵路雙線隧道洞內一般設置雙側排水溝加中心水溝，襯砌背后設置環向、縱向盲溝。環向盲溝直徑50 mm每8～10 m一條；縱向盲溝直徑100 mm根據襯砌長度確定，每板上下行各一條，設置于仰拱和拱墻結合部。環向、縱向盲溝均直接接入側溝，將襯砌外地下水引入洞內側溝，經側溝的匯集后再由側溝和中心溝排出洞外。

1.2 存在主要問題

1.2.1 堵塞和失效排水系統存在的主要問題有側溝、中心溝淤積堵塞，排水盲溝堵塞、失效或未按設計布設等問題，其中排水盲溝堵塞主要分為三種情況：一是襯砌背后排水盲溝因施工過程防水板位移，混凝土灌注進入盲溝，造成盲溝堵塞。二是側溝旁盲溝出口施工過程臨時封堵未鑿除清理，造成盲溝堵塞。三是山體地下水鈣化物、礦物質等結晶沉淀，造成盲溝堵塞。

1.2.2 可預見的次生病害側溝、中心溝淤積堵塞可能造成排水不暢或是水沖道床。盲溝堵塞，將導致襯砌背后地下水水位抬升，水壓升高，可能造成以下三個方面次生病害：一是拱部襯砌防水質量不良時，將出現滲漏水病害；二是仰拱、仰拱填充層質量不良時，可能出現軌道板上拱；三是襯砌存在施工冷縫、防水板切割二襯等結構病害時，將出現應力集中，導致襯砌開裂，甚至于襯砌掉塊等嚴重病害。

1.2.3 養護維修難度大設計隧道洞周排水采取環向、縱向線性盲溝進行排水。工務部門僅能對排水盲管口進行疏通，且疏通的難度大。對于整根排水盲管，如內部出現了施工期間混凝土堵塞，將無法疏通和清理。

2 整治工程實例分析

2.1 主要整治措施針對排水系統存在的問題，中心水溝或側溝出現淤積堵塞時，安排清理疏通即可。環向、縱向排水盲溝出現淤積堵塞或失效時，針對孔口部位可采用鋼釬、下水管疏通器等進行疏通。襯砌背后盲溝出現堵塞，無法進行疏通和清理，為防止洞周水壓升高造成次生病害，需要及時打設減壓孔，減壓孔設置于襯砌邊墻、側溝底、中心溝底，見圖1。針對地質條件特別不良，且富水地段，可采取增設泄水洞、集水廊道等措施進行整治。

圖1 減壓孔示意圖

本文以胡山隧道襯砌漏水、中心水溝涌水和其嶺隧道軌道板上拱病害整治為例，對桂林高鐵工務段常見隧道排水系統病害的整治方法進行具體分析。

2.2 胡山隧道漏水涌水病害整治

2.2.1 工程概況貴廣客專定江線路所至陽朔站間胡山隧道（起止里程：K436+291至K440+403），全長4 112 m，為雙線隧道，軌道結構采用雙塊式無砟軌道。隧道最大埋深約390 m，淺埋段埋深僅60 m，山體主要為灰巖，巖溶很發育，節理裂隙發育，洞頂地表有一四面環山盆地，雨水下滲。屬貴廣鐵路初步設計批復的八座I級風險隧道之一。

2.2.2 病害情況及原因分析2015年5月15日，胡山隧道K439+728兩線間中心溝向上涌水，水溝蓋板被沖開，水柱高約3 m，順線路方向弧形噴射長度8 m。K439+698至K439+970隧道襯砌滲漏水嚴重，其中K439+768下行左側邊墻襯砌處噴出水柱2 m長，距隧道出口100 m范圍內側溝及電纜溝水漫至蓋板頂。見圖2。

圖2 （a）中心水溝涌水

圖2 （b）襯砌漏水

經現場勘察分析可知，病害原因主要是隧道滲漏水地段山體巖溶發育，落水洞、溶隙多，設計未對落水洞、溶隙等排水未做有效處理，且部分襯砌背后排水盲溝堵塞、失效加劇隧道漏水、涌水病害發生。

2.2.3 病害整治及效果針對胡山隧道K439+728兩線間中心溝向上涌水、K439+698～+970襯砌滲漏水問題，采取隧道底部增設泄水洞（泄水洞長831 m，截面為4.7 m：×3.3 m）、隧道內襯砌邊墻腳增設減壓孔（直徑80 mm）、邊墻開槽埋管引排和拱部封堵等措施進行綜合整治。現場施工整治完成后，未再發生涌水、漏水問題。見圖3。

圖3 （b）整治后現場照片

圖3 （a）泄水洞

2.3 其嶺隧道軌道板上拱

2.3.1 工程概況貴廣客專三江南至五通站間其嶺隧道（起止里程：K361+654～K368+701），隧道全長7 047 m。軌道結構采用雙塊式無砟軌道。軌道板上拱病害處于圓曲線內，曲線半徑5 500 m。地表為剝蝕中低山地貌，絕對高程390～1 000 m，相對高差最大達700 m，自然坡度一般10～45°，局部形成陡崖，植被發育；上覆0～3 m粉質粘土，局部稍厚，洞身巖層為震旦系長安組（Z1c）泥質砂巖、板巖互層，中厚層夾薄層狀，巖質較堅硬，節理較發育。

2.3.2 病害情況及原因分析2016年9月5日13時16分，D2817次列車司機報,貴廣客專三江南至五通站間下行線K364+500至K364+800地段晃車，局行車調度隨后封鎖區間下行線，要求安排檢查線路情況。經現場檢查，發現以下問題：一是軌道板上拱，通過軌道相對測量，下行線K364+770左高低10 m弦4.1 5mm、右高低10 m弦4.6 mm。二是填充層裂縫，其中下行線右側K364+767～+793填充層存在長達26 m縱向裂縫，裂縫最大寬度達10 mm，上下錯層最大5 mm。三是軌道板裂紋，K364+768橫向裂紋貫通上、下行軌道板，裂紋最大寬度1.5 mm；K364+773橫向裂紋貫通上、下行，寬0.6 mm。四是隧道排水盲溝未按設計施做，檢查該段300 m范圍共計25版襯砌，設計排水盲溝口150個，實際僅有盲溝口48個。見圖4。

圖4 （c）盲溝口堵塞

圖4 （b）填充層開裂

圖4 （a）軌道測量數據圖

經現場調查分析可知，主要原因是隧道二襯背部的排水體系堵塞失效，受強降雨影響，大量雨水下滲后通過斷層溶隙匯集到隧道周圍，導致水頭壓力急劇上升，水從隧道仰拱薄弱處所滲透至填充層，導致下行線K364+500至K364+800填充層底部水壓較大，擠壓填充層，造成填充層及軌道板開裂，并抬高軌道板，動車在高速運行的情況通過該地段出現晃車。

2.3.3 病害整治及效果其嶺隧道K364+500～+800軌道板上拱病害，主要采取以下幾個措施進行整治：一是對軌道進行測量和精調。二是在該地段襯砌邊墻、側溝、中心溝內打減壓孔，降低洞周水壓力。三是軌道板上植入釬釘固定，并對軌道板與回填層之間注漿，同時采用注漿機表面封堵法進行修復軌道板裂紋。四是加強仰拱填充與仰拱的連接，對K364+500～K364+800段軌道變形較大及現場裂縫、裂紋發育段范圍內無砟道床板兩側仰拱填充頂面打設錨桿，錨桿鉆孔采用Φ 80（或Φ 60），錨桿采用Φ 25中空注漿錨桿，錨桿長5m，錨桿縱向間距5m，每排設置4根。現場施工整治完成后，18、19年測量未再發生軌道板上拱和線路不良問題。見圖5。

圖5 整治前后軌道波形圖

3 結束語

高速鐵路隧道排水系統病害，特別是隧道襯砌背后盲溝堵塞、失效問題，可能造成隧道內襯砌滲漏水、軌道板上拱、襯砌開裂掉塊等嚴重次生病害發生。本文通過對貴廣客專胡山隧道漏水涌水、其嶺隧道軌道板上拱的兩處典型病害進行調查分析，提出科學、合理地病害整治方案，為常見隧道結構安全隱患整治提供指導性意見。

同時，既有高速鐵路隧道襯砌背后排水盲溝易堵塞、失效，且不具備維護性，需要設計部門針對巖溶、富水區段隧道排水系統進行專項設計，保障排水系統有效、暢通，且具備可維護性，才能確保高鐵運營安全。