周委

摘要：通过对长大隧道无砟轨道富水段局部底板混凝土出现渗水现象进行现场踏勘和调研，分析隧道底板渗水表现特征及成因，采用物探和钻孔方法，对隧道基底渗水分布情况进行检测，本文从材料和施工方面提出了无砟轨道底板渗水补强处理的具体措施，对其他隧道底板渗水处理具有借鉴意义。

关键词：无砟轨道 富水段 底板 补强措施

中图分类号： U213 文献标识码： A

一工程概况

高盖山隧道是东南沿海铁路重点控制性工程之一，隧道位于福建省福州市永泰县境内，该隧道设计为时速为200km/h客货共线的双洞单线隧道，全隧采用双块式无砟轨道，其中左线全长17594m，右线全长17612m，隧道最大埋深723m，最浅埋深82.1m。

隧道地下水较为丰富，隧道共穿越39个断层，其中进口段9882m（DK462+758～DK472+460）有30个，均为强富水断层，影响长度达2350m，其中F29断层，涌水量均达1376m3/d以上。隧址区岩性大多为硬质脆性岩石，如晶屑凝灰岩、碎斑熔岩施工易产生岩爆，进口段岩爆、岩射影响长度达4797m。

施工时进口段隧道内共发生31次涌水，主要出现在拱顶及拱墙部位，其中左线17次，单次最大涌水量772m3/h；右线14次，单次最大涌水量600m3/h。

二病害表现特征

通过现场踏勘和调研，隧道底板病害主要表现特征为：底板横向施工缝位置渗水、底板与水沟接缝位置渗水、无砟轨道道床板横向施工缝及底板与无砟轨道道床板接缝位置渗水，无砟轨道道床局部抬升。

无砟轨道施工完成后，无砟轨道底板共发现三段施工缝渗水，工程列车运行一段时间后，左线发现15处渗水，长度为187延米；右线发现25处渗水，长度为269延米。经过钻孔探水共发现承压水地段124处，总长1426m，其中左线59处，总长673m，最大喷水高度0.09m，持续时间32min，喷水量最大6.1m3/h；右线59处，总长753m，最大喷水高度0.10m，持续时间25min，喷水量最大5.5m3/h。

三原因分析

东南沿海铁路高盖山隧道开挖，左线2012年5月22日完成（右线2012年5月24日完成）；无砟轨道道床板施工，左线2012年11月17日完成（右线2013年1月1日完成）。自2013年3月起，陆续发现已施工的无砟轨道局部地段出现底板渗水的现象。通过对隧道底板混凝土出现渗水现象进行现场踏勘和调研，根据隧道底板渗水表现特征，分析主要原因有以下几点：

(1)地下较水发育。隧道穿越富水断层多，结构松散，节理发育，隧道围岩处于富水段，水压较大。

(2)施工过程控制不到位。仰拱混凝土浇筑时，基底存在渗水未及时处理到位；两侧水沟与仰拱填充成之间的施工缝连接不密实，有承压水渗入；仰拱填充施作后，施工车辆长时间碾压，使混凝土表面出现裂纹或者破损，施工车辆带入的泥沙压入裂缝，使得缺损难以被发现。尽管施作无砟轨道垫层时，对仰拱填充层进行凿毛处理，但裂缝处未彻底处理，造成无砟轨道垫层混凝土与仰拱填充成之间连接不紧密，承压水渗入，形成水囊。

(3)荷载及外力作用。无砟轨道底板在工程列车动载及水压力的双重作用下，接触面间隙扩大，作用于无砟轨道底板总水压力荷载随之加大，导致无砟轨道道床渗水、局部抬升。

(4)设计因素。隧道内防排水设计没有封闭成环；隧道排水侧沟标高高于底板顶面，隧道仰拱底至侧沟底渗水孔高程之内的水无法排走，只能通过施工缝渗入道床板。

四处理方案

根据现场实际情况，本文对单线长大隧道无砟轨道底板补强，提出了具体的处理办法（见图1），双线隧道可比照执行。

图1单线隧道排水降压处理图（左侧为有仰拱地段，右侧为无仰拱地段）

4.1 基底检测

检测采用物探和钻孔相结合方式探明接触面裂隙及积水情况，本隧道设置两条测线，分别距无砟轨道板20cm,全隧道贯通检测，确定处理段落及措施。

4.2 处理范围

无砟轨道底板底板接触面裂隙区及其前后各3m范围内。

4.3 泄水降压措施

对地下水侵入无砟轨道垫层与仰拱填充面隆起地段，首先采取降压措施，单线轨道地段在两侧水沟设置泄水降压管，每侧水沟1排，间距1m/孔，钻孔采用Φ50直径，深度至水沟底以下2 m，预留1 m孔口管，采用Φ40pvc管，孔口管高于水沟现状流水面10cm以上，防止水沟内流水倒灌。孔口管与水沟底结合处采用无纺布包裹，防止堵塞，孔下部应填充粒径10～15mm碎石填充至孔口管底部。

4.4 底板锚固措施

待降压完毕后，在无砟轨道板两侧各设置一排锚固锚杆，锚杆采用Φ22钢筋，长度5m，纵向间距1m，靠近轨道板侧20cm设置，钻孔前应凿除底板或仰拱填充层顶面以下5cm，安装垫板锚头，完成后再采用C35混凝土恢复至原顶面。单杆锚杆抗拔力不应小于120KN，锚杆布置应与注浆孔间隔布置。

4.5 基底注浆

对水沟泄水降压管出水量较大的地段，通过现场确认后，根据水沟泄水管流量情况，确定是否需要施作。具体措施如下：

钻孔孔径为50mm，每侧1排，间距1m/孔，对有仰拱地段，只在施工缝及前后1m各设置1排，共3排注浆孔；对无仰拱地段，注浆孔间距1m/孔，与锚固孔间隔布置。深度一般为进入仰拱以下3m（有仰拱地段）或底板下3m（无仰拱地段），具体深度可根据每个钻孔首次出水部位确定钻孔深度，孔深应深入出水面以下10cm，然后安设马牙扣形注浆管，直径为42mm。

注浆前先压注清水冲洗干净，注浆完毕后对注浆效果进行检测，检验合格后将混凝土表面清理干净。注浆压力1.0MPa～2.0Mpa，施工过程中应逐步增加注浆压力，根据现场情况确定最终压力参数，防止注浆引起无砟轨道上抬。注浆浆液采用超细水泥浆，水灰比1:1，注浆时应密切关注注浆压力，做好底板垫层位移观测。

4.6 填充层注浆措施

对地下水侵入无砟轨道垫层与仰拱填充面隆起地段，最后在无砟轨道板两侧设置注浆孔注浆，注浆压力0.1 MPa～0.2MPa，浆液为有仰拱地段采用环氧树脂；无仰拱地段采用超细水泥浆，水灰比1:1。

4.7 道床板起拱处理措施

根据道床板起拱程度分别处理：

(1)对压力水进行泄压后，起拱地段道床板标高符合设计要求的，且道床板与隧道仰拱回填层之间未出现剥离现象的，暂不处理。

(2)对压力水进行泄压后，起拱地段道床板标高符合设计要求的，但道床板与隧道仰拱回填层之间出现剥离现象，则应彻底清理剥离部位所存泥渣及积水，烘干后在剥离部位注浆，注浆过程中注意观测，注浆压力不宜过大，浆液采用超细水泥浆。

(3)通过各项处理措施后道床板标高仍然不能满足设计要求的，该段无砟道床按照《高速铁路无砟轨道道线路维修规则（试行）》中所述道床板损坏进行处理。

4.8 其他注意事项

(1)水沟及无砟轨道板两侧杂物应清理干净。

(2)环纵向排水盲沟及泄水孔应疏通。

(3)两侧沟槽施工缝采用环氧树脂针孔注浆止水。

(4)排水沟整治应与其他整治同步进行，避免重复作业。

(5)整治过程不得扰动无砟轨道整体道床，确保无砟轨道使用功能不受影响。

(6)病害整治施工应快捷，不得影响工程车辆通行，同时要改善施工作业环境，加强安全防护。

五整治效果分析

5.1 锚杆拉拔试验

锚杆加固4379延米，根据设计要求，按规定频次和方法对锚杆进行拉拔试验，试验结果均满足大于120KN的拉拔力要求。

5.2 注浆效果检查

底板注浆4379延米，隧道处治地段按照每20m一处进行钻孔检查注浆效果，经检查，注浆后底板下岩层桨液密实饱满、无松散、固结完整。

5.3 底板两侧水量变化

水沟处理19512延米，未施作C25素混凝土板前底板沟宽0.8m，施作C25素混凝土板后底板沟宽0.3m，水量明显减少。左线：处理前水沟内水深11mm，过水面积0.0088m2；处理后水沟内水深10mm，过水面积0.003m2。右线：处理前水沟内水深10mm，过水面积0.008m2；处理后水沟内水深10mm，过水面积0.003m2。

5.4 道床板沉降情况

底板渗水打孔减压2061延米，底板渗水注浆机泄水孔降压时均在道床板上设置了沉降观测点，左右线共布设42个监测点，施工完毕后,通过数据分析,道床板无抬升现象,高程也未发生变化。

六结束语

目前，高速铁路一般采用无砟轨道，轨道板结构病害相继出现。高盖山隧道的渗水整治技术为其他线路无砟轨道病害整治提供了借鉴。针对无砟轨道结构病害不同形式，结合现场实际情况及病害产生机理，选用可靠成熟的新材料、新工艺进行修复，并对病害展开进一步的研究，建立全面的监控和监管系统，从而为其他线路无砟轨道施工养护维修积累经验技术。

参考文献

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