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铁路隧道衬砌病害整治若干问题的研究

2019-11-28魏哓波

商品与质量 2019年33期
关键词:基岩灰岩岩溶

魏哓波

中铁十七局集团第五工程有限公司 云南瑞丽 678600

1 工程概况

畹町隧道位于戛中-畹町车站区间,隧道进口里程为DK322+645,出口里程为DK328+640,全长5995m。隧道分进、出口工区同时施工,进口工区承担正洞DK322+645-DK326+300段3655m及平导998m施工任务,隧道出口承担正洞DK326+300-DK328+640段2340m施工任务。其中出口工区隧道洞身DK326+700-DK326+850段穿越法帕-畹町断裂。为尽量减小该段地下水涌出,避免对环境产生较大影响;同时避免断裂段发生突泥涌水等地质灾害,加固围岩,减小涌水量,确保施工安全,本段采取超前帷幕注浆的方式进行施工。

2 工程地质与水文地质

2.1 工程地质条件

法帕-畹町断裂带主要穿越岩层为:<24-3>断层角砾(Fbr):灰黄、褐黄浅紫红色、及棕红色,以断层角砾为主夹少量糜棱岩、压碎岩,局部已变质绿泥石化,原岩以灰岩、泥岩、页岩等为主,较破碎,灰岩大部分呈角砾及粗砂状,分布于断层破碎带、影响带,受断层影响,沙子坡组(P1s)灰岩、白云质灰岩岩体破碎,节理裂隙发育。

区内基岩受区域断层影响,沙子坡组(P1s)白云岩、灰岩、白云质灰岩岩体较破碎,节理、裂隙发育,具有一定渗透性,与地表水联系密切。基岩浅部尚有较多风化,卸荷裂隙发育;岩层层理面亦为重要结构面,其中二叠系灰岩所夹白云岩面结合程度较差,灰岩、白云质灰岩层面则常为宽张状,其层面及节理多有溶蚀现象;侏罗系、上第三系层面结合程度差。

2.2 水文地质条件

2.2.1 地下水类型

根据地下水水文特征、岩石类型及赋存条件,该区地下水可分为松散岩孔隙水、碎屑岩孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水四类。地下水补给充足,其主要来源是大气降水,同时也接受地表水和岩溶水的补给,地下水动态变化受降水影响显著。地下水的运移和聚集受地质构造、地貌等因素的控制,以岩性为基础,裂缝发育的地方地下水相对丰富。

2.2.2 地下水的补给、径流、排泄

该地区的地下水主要由大气降水提供,具有强烈的地形切割、高山深谷、较短的地下水径流路径、快速的循环和交替。岩溶水多以大泉或地下河的形式暴露在局部侵蚀基准面附近,多以管道流的形式。基岩裂隙中的水多于沟底的水,在裂隙附近以片状或小股的形式排泄,没有明显的排泄基准。松散岩石孔隙水不仅来自大气降水,还来自地表水、裂隙基岩水和岩溶水。降水对地下水动态变化有明显的制约作用。

3 病害原因分析

纵向裂缝多发生在拱腰、拱穹窿部位。问题类型多为围岩压力过大或松散荷载作用下产生的拉裂缝。一旦出现此类问题,大多会导致隧道衬砌厚度不能满足要求。环形裂缝主要表现为结构裂缝,是由外力引起的。但这种类型的裂缝很容易造成渗漏现象,经过大量现场研究数据表明,大部分渗漏隧道会出现在环形裂缝施工缝的位置。大部分弯月形的裂缝出现在隧道的位置。摘要弯月形裂缝是由于接缝处施工质量差、衬砌后空腔、围岩塌陷以及衬砌集中冲击载荷力对接缝处的影响等原因造成的。斜裂缝主要分布在拱腰处,主要是由于岩石过软、软弱。铺装层厚度过大、衬砌不足等问题也使斜裂缝更容易发生[1]。

3 隧道衬砌裂损整治措施

K20+324下降拱及K45+450拱的下降裂缝这种裂缝问题可以用聚合物改性水泥砂浆进行修补,并采用挂网修补的方法进行处理。具体的实现步骤是[2]。

(1)应彻底清除衬里内所有松动、锈蚀的部件,清洗衬里表面的油漆、油脂等杂质和污垢;

(2)将本节混凝土剪去10cm,挂一层20cm×20cm间距的准8mm钢网,用准16mm的钎焊钉固定;

(3)采用聚合物改性水泥基修补砂浆修补漏角、砌块位置;

(4)用磨具在结构表面刮刮一层p-32混凝土防护涂层;

K26+431-436上行拱腰混凝土裂缝、K30+785-791下行拱脚至拱顶斜裂缝为以下几点:

(1)沿裂缝纵向间距约0.75m,采用准32mm自行式注浆锚杆,需在裂缝两侧错开锚杆,锚杆长度需大于1m才能穿透坚硬围岩;

(2)沿裂缝延伸方向,每150cm采用注浆方式回填裂缝。注浆材料采用TGRM水泥基注浆材料,水灰比为0.4,注浆压力为0.3-0.5mpa。

4 结语

对于中国的经济发展来说,铁路的作用是非常重要的,特别是对于山区的经济发展来说,铁路的存在是不可替代的。由于铁路隧道天窗的时间不同,在具体施工前应做好相应的协调和充分的准备工作,以便在这段时间内有效提高整体施工效率。通过对铁路隧道衬砌裂缝的修补,可以消除衬砌的损伤,保证整个衬砌结构的安全。在改造施工中,其可行性很高,对今后隧道其他类型的裂缝改造也有一定的参考和借鉴作用[3]。

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