韩　云

(兰州铁路局武威工务段，甘肃 武威　730000)



乌鞘岭特长隧道整体道床下沉病害整治分析

韩云

(兰州铁路局武威工务段，甘肃 武威730000)

摘要：结合乌鞘岭特长隧道的工程概况，分析了隧道整体道床下沉病害的产生原因，提出了对整体道床支撑块下加垫钢板、捣垫砂浆及注浆等治理措施，经整治后提高了线路设备质量，保证了行车安全。

关键词：隧道，道床，病害整治，钢板

1工程概况

乌鞘岭特长隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间，设计为两座单线隧道，隧道长20.05 km，线间距为40 m；线路纵坡主要为11‰ 的单面下坡，设计时速160 km/h。隧道洞身最大埋深 1 100 m左右。于2003年3月30日开工建设，2006年3月30日上行隧道开通运营，2006年8月12日下行隧道开通运营。

隧道工程区地层的分布受区域断裂构造控制，围岩受构造影响严重、岩性复杂，洞身穿越的六套地层主要为软硬交互的沉积岩和变质岩，它们是第四系松散冲积层、第三系泥岩、砂岩夹砾岩、白垩系砂岩、砾岩夹泥岩、三叠系砂岩、页岩夹薄层煤、志留系板岩、千枚岩局部分布变质砂岩和奥陶系安山岩夹火山玻璃。隧道穿越由F4～F7四条区域压性断层为主构成的岭脊宽大挤压构造带(宽约8 km)，地震动峰值加速度为0.3g(g=9.8 m/s2)，地震基本烈度相当于8度。地质条件十分复杂。

乌鞘岭隧道内道床类型为套靴式弹性支承块、整体道床。整体道床为C40钢筋混凝土，宽度2 600 mm，轨下厚度358 mm，每隔6.25 m设1道伸缩缝，采用20 mm厚预制沥青板隔离，上部60 mm灌注沥青胶砂。整体道床与侧沟间设置施工纵缝，用乳化沥青涂刷隔离。

隧道采用双侧排水沟排水(其中进出洞口2 km为保温排水沟)，排水沟按照线路坡度通长设置，排水沟有效断面为30 cm×

3)钢筋混凝土衬砌开裂。a.裂缝宽度小于0.2 mm(直接涂抹法)。首先用钢丝刷或风砂枪将待施工的裂缝周围混凝土表面清洗干净；对裂缝处喷涂或涂刷2遍～3遍，先涂刷一层树脂基液，后用树脂砂浆涂抹，涂抹总厚度不应小于2 mm。b.裂缝宽度0.2 mm～2 mm(可采用凿槽嵌补法)。首先用钢丝刷或风砂枪将待施工的裂缝周围混凝土表面清洗干净；沿裂缝方向开一6 cm宽、5 cm深的矩形槽；在槽底充填10 mm厚的环氧树脂，再在环氧树脂上填充上40 mm厚的环氧砂浆。c.裂缝宽度2.0 mm～5.0 mm(可采用凿槽注浆法)。针对延伸方向基本与衬砌表面垂直的裂缝，采用骑缝注浆；针对延伸方向与衬砌表面有一定角度的裂缝，采用斜缝注浆。

4)渗漏水(刻槽+防水堵漏剂)。如果渗水部位仅为出水点，将待施工的出水点周围混凝土表面清洗干净，在出水点凿一个宽50 mm，长50 mm，深40 mm的U形或正方形槽；将瞬间堵漏剂压住出水点。对于较严重的渗漏水，应刻槽埋管，引排地下水至边沟。

5)空洞(衬砌背后注浆)。对于衬砌背后存在的一般空洞或脱空，在空洞或脱空处钻两排注浆边孔，注浆从两个注浆边孔开始，压注水泥浆，工作压力0.2 MPa～0.3 MPa。对于衬砌拱顶后存在的较大空洞现象，必要时在拱部开60 cm×60 cm的天窗，对空洞内回填采用喷C25混凝土或1∶1水泥砂浆，直至将拱顶空洞回填密实，再将天窗口用微膨胀水泥封住。

5注意事项

1)目前确定的二衬处理范围根据现有裂缝观测资料确定，若治理期间裂缝仍有发展趋势，应及时调整处理措施；2)建议对二次衬砌内表面净空进行测量，掌握隧道施工后的内轮廓大小，以便更好的确定补强厚度；3)严格按处理方案组织施工，对于处理段落必须加强左右洞的监控量测工作，用量测信息指导施工，及时反馈信息以修正设计和采取应急措施。

参考文献：

[1]丁锐.大垭口隧道病害整治施工技术.现代隧道技术，2001，38(5)：53-57.

[2]陈大华，李万林.桃坪1号隧道衬砌裂缝的整治.铁道建筑技术，1997(4)：31-34.

[3]袁永新.西兰公路(国道312线)六盘山隧道衬砌裂缝的产生与处治.隧道与地下工程，1996(4)：45-58.

[4]代高飞.隧道典型病害及连拱隧道裂缝和渗漏水调查研究.上海：同济大学，2004.

30 cm。为调节两侧排水沟流量，部分地段横向埋设φ80 mm PVC管。

2病害状况

乌鞘岭隧道自开通运营以来，多次出现整体道床下沉，线路几何尺寸不良。较严重的为上行线K165+830,K168+400，下行线为K165+610～K165+650,K174+510～K174+525,K174+550～K174+560。其中上行线K168+400～K168+405整体道床累计下沉33 mm，整修后部分扣件扣压力接近失效，列车通过时整体道床上下浮动约10 mm，整体道床翻浆冒泥，且在道床表面横向存在4条贯通裂缝，宽度1 mm～2 mm，裂缝处粘贴的观测标连续折断。病害发展到晃车现象，事态严重，危及行车安全，限速45 km/h慢行(病害如图1，图2所示)。

3病害原因分析

整体道床下沉病害主要表现在四个方面：1)整体道床翻浆冒泥；2)整体道床下沉、线路几何尺寸超限；3)由于整体道床不均匀下沉产生的横向裂缝；4)整体道床两侧的排水侧沟内水流互通。

整体道床翻浆冒泥是因有基岩裂隙水渗入到道床与仰拱之间的混凝土填充层，经列车“拍打”，致使道床填充层破损，同时破损的混凝土细骨料和渗入的水从薄弱的施工缝或道床裂缝中冒出，长时间产生空洞，造成整体道床不均匀下沉，导致整体道床产生裂缝，由此可看出，整体道床翻浆冒泥是不容忽视的问题。

乌鞘岭特长隧道整体道床两侧排水沟常年流水，水流侵蚀侧沟边墙，由于侧沟边墙施工质量不达标，导致部分侧沟边墙倒塌，则水流直接冲刷填充层；由于既有填充层施工质量亦不达标，水流长时间冲刷填充层导致填充层中空，从而导致整体道床下沉。由此得出结论，侧沟边墙倒塌也是不容忽视的问题。

4病害整治方案选取

1)全面整治：全面整治是对整体道床全部凿出后重新浇筑基底做新的整体道床，或者是将整体道床全部更换为有碴道床。如果采用整体道床全部重做或者全部更换为有碴道床的方法那就能较好的彻底解决目前的基床病害，但是施工周期就特别长，一次性投入的成本相当大，在提倡节支降耗的今天会对本来就很紧张的生产成本带来很大的压力，也会对本来就很繁忙的兰新线带来很大的挑战和压力。

2)局部整治：局部整治是对整体道床支撑块下加垫钢板、捣垫砂浆及注浆等方式进行整治处理。这种病害整治方案能减少工程的一次性投入，也能解决好目前的病害。这种施工方案可以充分利用天窗修的时间进行维修，减少对正常行车的影响。

综合目前的病害程度、施工环境和施工条件、经济情况和行车要求等条件，采用第二种整治方案(即：局部整治方案)。

5病害整治

1)对侧沟边墙用钢筋混凝土进行重新灌注，确保侧沟内的水流不侵蚀整体道床及填充层。施工步骤为凿出既有破损侧沟边墙→架设模板→用φ10 mm及16 mm钢筋绑扎成钢筋网→浇灌C30混凝土。

2)道床压浆：压浆施工步骤为凿孔眼(φ6 cm)→泵送压注TGRM水泥基特种压浆料→封闭孔眼→清理现场。在下沉的整体道床两侧靠近基本轨内侧及道床中心处，每隔0.6 m在道床上错开设置，垂直下钻孔径为6 cm的压浆孔眼。孔眼凿好后，准备好压浆机及加水调配好压浆料，从φ6 cm的压浆孔眼压入TGRM水泥基特种压浆料。待TGRM水泥基特种压浆料注满后，对压浆孔采用棉纱及木楔和水泥砂浆进行封闭孔眼。

3)整体道床支撑块下加垫钢板。施工步骤为天窗点内卸掉联接扣件→用齿条压机起道→用短枕固定钢轨→取出支撑块及橡胶套靴→靴坑内放入钢板→钢板四周砂浆填满压实抹平→放入橡胶套靴→放入支撑块→落轨→上联接扣件→轨道车压道→调整线路几何尺寸(加垫钢板如图3所示)。

加垫钢板需注意以下几项：加垫钢板时，卸掉待加垫支撑块两侧支撑块的联结扣件，同时保留待加垫支撑块的联结扣件。加垫支撑块两侧所卸长度不应小于25 m。加垫支撑块数量较多时，所卸长度再向两边适当延长；起道时，至少启用两台齿条压机同时稳步起道，将待加垫支撑块从套靴中提出，为防止齿条压机在作业中滑扣，须在齿条压机外端分别放置木短枕以固定钢轨；取出套靴及支撑块后，防止杂物进入靴坑；钢板数量及规格应提前做好调查，并做以标注；落轨时，应统一松齿条压机，落轨后，应及时检查靴坑、橡胶套靴、支撑块合缝情况；轨道车压道至少4趟。

4)对支撑块四周进行锚固钢筋，并以环氧树脂进行加固。

6病害整治的目的和意义

在铁路速度快速化、行车密度加大化、运行列车重载化、旅客行车舒适化的今天，研究隧道的病害原因、分析隧道的病害机理，再找出对隧道病害的处理方法，彻底解决隧道的病害显得越来越重要。只有彻底解决了病害才能确保我们的行车安全，才能减少每年维修费用的支出，提高行业的经济效益和竞争力，达到行车的快速性、安全性、舒适性的要求。

7建议

1)乌鞘岭特长隧道内侧沟边墙为混凝土，建议改为钢筋混凝土。2)对侧沟做防水处理，防止水流冲刷侧沟边墙进而对填充层进行冲刷。3)排水沟与电缆沟的平面位置对调。乌鞘岭特长隧道内依次为电缆沟、排水侧沟、整体道床、排水侧沟、电缆沟，建议今后将顺序改为排水侧沟、电缆沟、整体道床、电缆沟、排水侧沟，这样可防止排水侧沟内的水流冲刷侧沟边墙及填充层。

通过乌鞘岭特长隧道整体道床下沉病害的整治，对既有线铁路施工有了进一步更深入的了解与学习，为今后的整体道床施工奠定了坚实的基础，积累了宝贵的经验。

[1]铁运[2010]38号，铁路桥隧建筑物修理规则.

[2]铁总运[2014]272号，普速铁路工务安全规则.

[3]铁道部工务局组织，铁路工务技术手册.北京：中国铁道出版社，1998.

[4]TB 10204—2002，铁路隧道施工规范.

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.

文章编号：1009-6825(2016)14-0172-03

收稿日期：2016-03-01

作者简介：韩云(1988- )，男，助理工程师

中图分类号：U457.2

文献标识码：A