運(yùn)營(yíng)鐵路隧道水害整治

1、萬(wàn)德友(鐵道部工務(wù)局)【概要】在我國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)地道中有不一樣程度水害的地道約占70%。地道水害的整頓第一應(yīng)從根本抓起,重視和提升地道防水的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。在地道維修實(shí)質(zhì)工作中形成的卓有成效的治理原則是,截、堵、排相聯(lián)合,就地取材,綜合整頓?！局攸c(diǎn)詞】地道水害綜合整頓注漿防水層水是地道萬(wàn)害之源。在施工時(shí)期,因?yàn)橛克率故┕C(jī)具以致坑道被淹,給施工帶來(lái)極大的困難。營(yíng)運(yùn)中的隧道,因?yàn)槁┧?、涌水致使襯砌裂損,隧底吊空,鋪底或仰拱破裂,道床翻漿冒泥;寒冷地域的地道,因漏水凍融致使襯砌破壞,結(jié)冰侵限,危及行車安全;巖溶發(fā)育地域的地道,因大批涌水涌泥淹埋線路,中止運(yùn)輸。并且,長(zhǎng)大越嶺隧道,一般水量較大,危害也

2、甚。如京廣線大瑤山地道、南嶺地道,襄渝線大巴山地道,貴昆線梅花山地道,渾白線楓葉嶺地道,京原線驛馬嶺地道等,在施工時(shí)期及交托營(yíng)運(yùn)后,都曾發(fā)生過(guò)嚴(yán)重水害。所以,重視地道水害,防備其發(fā)生和進(jìn)行整頓是一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)。本文試圖經(jīng)過(guò)對(duì)營(yíng)運(yùn)鐵路地道水害整頓的評(píng)論,總結(jié)剖析過(guò)去在整頓這些病害實(shí)踐中成功與失敗的經(jīng)驗(yàn),商討存在的問(wèn)題與解決這些問(wèn)題的門路。營(yíng)運(yùn)地道水害概略與成因剖析據(jù)統(tǒng)計(jì),截止1998年末我國(guó)營(yíng)運(yùn)鐵路有地道5000余座,總延長(zhǎng)2500余km,此中有水害的地道約占70%,水害嚴(yán)重致使?fàn)顟B(tài)失格的有1362座,占營(yíng)運(yùn)隧道總數(shù)的30%以上。我國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)地道水害所以這樣嚴(yán)重,主要原由是設(shè)計(jì)問(wèn)題。地道是

3、永遠(yuǎn)建筑物,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為80100年,質(zhì)量?jī)?yōu)秀的地道營(yíng)運(yùn)早期是不該有水害的。隧道勘察中地質(zhì)鉆孔較少,工程及水文地質(zhì)資料不足,對(duì)地道經(jīng)過(guò)的斷層帶、破裂帶的地點(diǎn)判斷禁止,設(shè)計(jì)中大都套用定型圖,缺乏針對(duì)性的增強(qiáng)設(shè)計(jì)。所以只管隧道富水地層不過(guò)部分地段,但辦理不妥也會(huì)對(duì)整座隧道帶來(lái)危害。在地道富水地段,在襯砌背后沒(méi)有設(shè)置環(huán)向及縱向疏水盲溝,寒冷地域的地道,缺乏完美的保溫設(shè)備,如成昆線沙木拉達(dá)地道、貴昆線梅花山地道,施工時(shí)都有水平導(dǎo)洞,均沒(méi)考慮利用作為營(yíng)運(yùn)排水,相反地道交托營(yíng)運(yùn)后水平導(dǎo)洞因未襯砌而坍塌積水倒灌正洞,致使地道水害嚴(yán)重,長(zhǎng)久限速運(yùn)轉(zhuǎn)。施工質(zhì)量不良是造成營(yíng)運(yùn)地道水害的另一個(gè)重要原由。施工質(zhì)量問(wèn)題

4、表此刻,地道襯砌蜂窩空洞許多;鋪底或施作仰拱前未仔細(xì)清理底部,留有浮碴、泥沙及施工用雜物;施工縫、伸縮縫、沉降縫“三縫”未按要求設(shè)置柔性嵌縫膏、彈性資料或橡膠止水帶等,甚至不仔細(xì)用沙漿填塞,致使“十縫九漏”。還因?yàn)槭褂媚昃玫牡氐?防排水設(shè)備無(wú)效,未實(shí)時(shí)修復(fù),造成水害加劇。整頓營(yíng)運(yùn)地道漏水的基本方法多年以來(lái),廣大的工務(wù)員工在地道水害整頓中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)建了好多卓有成效的方法。概括起來(lái)就是:截、堵、排相聯(lián)合,就地取材,綜合整頓。其常用的基本方法是:11增強(qiáng)地表及地下水的疏排(1)對(duì)地表水豐富的淺埋地道,當(dāng)?shù)乇頊瞎瓤油莘e水、滲水對(duì)地道有影響時(shí),用勸導(dǎo)積水、填平溝谷、砌溝排水等舉措,使洞頂?shù)乇硇?/p>

5、成優(yōu)秀的排水系統(tǒng),不使洞頂?shù)牡乇硭魅牖蚪傅氐?。洞口仰坡設(shè)截水渠和排水渠,并保持優(yōu)秀狀態(tài)。(2)對(duì)地下水豐富,地道內(nèi)無(wú)排水渠或排水渠深度不足而致使隧底積水的,應(yīng)增設(shè)水渠,將單側(cè)溝改為兩側(cè)溝,加深側(cè)溝或采納設(shè)置密井暗管加深水渠等措施。既有地道側(cè)溝溝底位于基床底面以上,排水渠只能清除基底以上襯砌的滲漏水,地道底部的地下水排不出去,聚集在基底以下。在列車動(dòng)荷載作用下基底融化,溝墻開(kāi)裂或傾倒,鋪底或仰拱破裂,道床翻漿。實(shí)踐證明,除去這一病害有效的方法是將側(cè)溝加深至軌面以下115m左右,清除基底以下的積水,以保持隧底干燥和穩(wěn)固。(3)增設(shè)或疏導(dǎo)平行導(dǎo)洞。當(dāng)長(zhǎng)大地道,僅靠隧道內(nèi)排水渠不可以將流入地道的地

6、表水及地下水排出13鐵道建筑2000年第12期時(shí),常常惹起水漫道床,中止行車。如貴昆線梅花山地道、果納地道,京原線平行關(guān)地道這類狀況都曾多次發(fā)生,這時(shí)一般都采納增設(shè)或疏導(dǎo)平行導(dǎo)洞的方法。增布御寒泄水洞是整頓寒冷地域地道水害的有效方法。寒冷地域的地道,襯砌后的地下水滲漏到地道中,凍結(jié)成冰,懸掛在拱部成冰溜,貼附在邊墻成冰柱,聚集在道床上成冰丘,都可能侵限危及行車安全,并且因?yàn)榻Y(jié)冰凍脹,致使襯砌裂損、零落。嫩林線的嶺頂?shù)氐馈⑻m新線烏鞘嶺地道、京原線平行關(guān)地道,都曾因上述原由中止行車。為除去其病害增設(shè)了泄水洞,泄水洞設(shè)在最大凍結(jié)線以下,以豎向排水渠與襯砌背后相連,并在泄水洞邊墻及洞頂向圍巖打潛水孔,

7、以利疏排圍巖中的裂隙水。212注漿堵水凝1618min,擁有充分的操作時(shí)間,可灌性好(15min之內(nèi)凈漿流動(dòng)度260mm),從初凝到終凝基本上是突變的,擁有微膨脹性能。灌漿結(jié)束后30min結(jié)硬強(qiáng)度達(dá)到8MPa以上,28d抗壓強(qiáng)度大于50MPa,這是向基底注漿的首選資料。213增設(shè)內(nèi)防水層新建地道襯砌防水一般采納防水混凝土或外貼式防水層。因?yàn)橐詾楣噍敺浪炷敛灰走_(dá)到要求而較少采納,所以絕大多數(shù)地道防水采納外貼式防水層。但是營(yíng)運(yùn)地道發(fā)生水害,增設(shè)外貼式防水層幾乎不行能,所以往常增設(shè)內(nèi)防水層。內(nèi)防水層固然不可以阻擋水流進(jìn)入襯砌內(nèi),但可阻擋水流進(jìn)入地道內(nèi)。當(dāng)水停止在襯砌內(nèi)流動(dòng),襯砌內(nèi)的孔洞可能因碳酸

8、鈣堆積而有必定程度的愈合。對(duì)注漿資料總的要求是:可灌性好;凝固時(shí)間設(shè)內(nèi)防水層是比較經(jīng)濟(jì)的。增設(shè)內(nèi)防水層的方式可控制,固化最好是突變的;固化體強(qiáng)度高、抗?jié)B性有三種:一是刷涂,二是刮壓,三是噴涂。好、粘結(jié)力強(qiáng)、微膨脹、持久性好;資料根源廣,價(jià)錢(1)刷涂?jī)?nèi)防水層。用于刷涂?jī)?nèi)防水層的資料主廉價(jià);施工工藝簡(jiǎn)易;無(wú)毒,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。要有橡膠瀝青或橡膠水泥、焦油聚氨酯、優(yōu)止水(優(yōu)防(1)向襯砌背后圍巖或回填層注漿。一般使用普水)、賽柏斯等。橡膠瀝青或橡膠水泥是由橡膠(三元通水泥凈漿或沙漿。一般水泥凈漿或沙漿原料豐富,價(jià)錢便宜,且結(jié)硬強(qiáng)度高,持久性好,可是一般水泥漿丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等)與

9、瀝青(水初凝時(shí)間長(zhǎng),且難以正確控制,易造成漿液流失,早期泥)共煉所得瀝青(水泥)改性膠料。該資料聯(lián)合性較強(qiáng)度低,強(qiáng)度增添慢,易積淀析水。所以使用時(shí)一定加好,擁有彈塑性,不透水,料源廣,價(jià)錢廉價(jià),但易老化,入速凝劑、膨脹劑、減水劑等使一般水泥漿擁有快凝、持久性差,不可以在濕潤(rùn)面施工,涂層外尚需做沙漿保護(hù)早強(qiáng)、微膨脹的性能。層。焦油聚氨酯為聚氨酯與煤焦油的交聯(lián)體,為雙組(2)向襯砌內(nèi)部注漿。襯砌內(nèi)部空洞、裂紋與圍份室溫固化型,價(jià)錢較廉價(jià)。膠膜固化后密封好,擁有巖裂隙及回填層對(duì)比要小得多,一般采納超細(xì)水泥。彈塑性。但與橡膠瀝青(水泥)相同不可以在濕潤(rùn)界面施超細(xì)水泥的比表面積為80009000cm2/

10、g,最大粒徑工,有毒性、有污染,防水層外需做沙漿保護(hù)層。優(yōu)止為20m,可浸透浸透系數(shù)10-310-4cm/s的細(xì)砂或水(優(yōu)防水)為加拿大入口優(yōu)良防水劑,是一種浸透型裂隙寬度大于0105mm的縫隙中。而一般水泥的比表的高強(qiáng)度防水資料,以硅酸鹽、硅砂為載體的無(wú)機(jī)材面積為30003200cm2/g,最大粒徑為90m,只好滲料,直接涂刷在襯砌表面,經(jīng)過(guò)資料的晶體膨脹浸透,入浸透系數(shù)大于510-4cm/s的粗砂或裂隙寬度大于充填到襯砌微孔中,成為襯砌的一部分,在襯砌表面形016mm的縫隙中。超細(xì)水泥的可灌性與化學(xué)漿液相成極強(qiáng)的涂層,與既有襯砌粘接強(qiáng)度可達(dá)到2MPa,施近,無(wú)毒、無(wú)污染、結(jié)硬強(qiáng)度高、持久性

11、好,是襯砌內(nèi)部工簡(jiǎn)易,無(wú)毒無(wú)味,能在濕潤(rùn)界面施工,不需要保養(yǎng),不注漿的理想資料。用做保護(hù)層,屬剛性資料。賽柏斯為加拿大入口防水(3)向基底注漿。一般內(nèi)行車間隔內(nèi)進(jìn)行,要求資料,性能與優(yōu)止水鄰近,價(jià)錢較高。注漿資料一定擁有快凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹的性能,而(2)刮壓內(nèi)防水層。用刮壓法做內(nèi)防水層主要材且持久性好。注漿資料曾使用過(guò)水泥水玻璃混淆液,料為R料(改性保證時(shí)),R料是以耐候性好的丙烯酸可灌性好、早期成效也好,可是水玻璃的持久性差,不高分子乳液為基料,配以體料劑及填料劑構(gòu)成的新式久病害從頭出現(xiàn)。1996年廣鐵(企業(yè))企業(yè)在南嶺地道防水資料。其特色是可在濕潤(rùn)界面施工,無(wú)毒無(wú)味,具整頓隧底病害時(shí)

12、,成功地使用了雙快水泥注漿。雙快有耐候、耐堿性,價(jià)錢比較廉價(jià),但一定做好保養(yǎng)工作,水泥注漿一定跟著氣溫的高低摻加緩凝劑,工藝比較刮完后1h開(kāi)始養(yǎng)生,每日4次,起碼養(yǎng)生3d。不然,復(fù)雜。1998年在大瑤山地道基床病害整頓時(shí),又成功表面易粉化,嚴(yán)重影響防水成效。地應(yīng)用了GRM水泥注漿,該水泥初凝1315min,終(3)噴涂?jī)?nèi)防水層。噴涂?jī)?nèi)防水層的常用資料為普14通水泥沙漿(一定摻速凝劑、減水劑)、特種水泥沙漿、陽(yáng)離鐵道建筑2000年第12期子乳化瀝青等。水泥沙漿或特種水泥沙漿為最一般最常般都比較濕潤(rùn),增設(shè)內(nèi)防水層使用的資料應(yīng)擁有可在用的資料,施工方便,價(jià)錢廉價(jià),持久性好,無(wú)毒、無(wú)污染,濕潤(rùn)界面上施

13、工的特征,不然不是工藝麻煩就是影響但抗裂、抗?jié)B性較差。陽(yáng)離子乳化瀝青為80年月后期科成效;地道內(nèi)一般通風(fēng)較差,使用的資料應(yīng)當(dāng)是無(wú)毒、研成就,在乳化瀝青內(nèi)加入10%20%陽(yáng)離子氯丁膠乳攪無(wú)味、無(wú)污染的;地道是永遠(yuǎn)建筑物,使用的資料應(yīng)是拌而成。其長(zhǎng)處是可在濕潤(rùn)界面上施工,資料延長(zhǎng)率大,持久性好、長(zhǎng)壽命的。關(guān)于有侵害介質(zhì)的地道,在弄清抗裂性強(qiáng),彈性好。其弊端是寄存時(shí)間短,低溫易裂,施作侵害介質(zhì)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,選擇耐腐化的資料;在有流水條件較差,防水層外需做保護(hù)層。的部位,注漿應(yīng)采納水溶性聚氨酯,因?yàn)樗苄跃郯滨ビ鏊焖倥蛎浐凸袒?堵水成效明顯,但聚氨酯強(qiáng)度低,持久性差,價(jià)錢高。流水一旦被堵住,襯砌后仍

14、應(yīng)3保證整頓成效的技術(shù)重點(diǎn)壓注一般水泥凈漿或沙漿擁塞縫隙。對(duì)襯砌局部少許311摸準(zhǔn)病根,對(duì)癥整頓漏水宜采納立止水、R料、賽柏斯等堵水資料。313嚴(yán)格施工工藝水是致使地道發(fā)生水害的基本要素,但不是說(shuō)有不論采納哪一種資料,不論增設(shè)內(nèi)防水層仍是注漿水就必有水害。問(wèn)題是要抓住水的規(guī)律,依據(jù)實(shí)質(zhì)情堵水都應(yīng)嚴(yán)格按施工工藝進(jìn)行,不然將嚴(yán)重影響整頓況,采納針對(duì)性的舉措。病根抓禁止,方案不仇家,效成效。所謂“三分資料,七分工藝”就是講的這個(gè)道理。果就不會(huì)好。蘭新線烏鞘嶺地道水害整頓就是一例。這說(shuō)了然按施工工藝操作的重要性。烏鞘嶺地道位于蘭新線K83+778處,穿越祁連山支第一,地道增設(shè)內(nèi)防水層時(shí)襯砌表面一定平坦

15、,要脈(金強(qiáng)河與古浪河的分水嶺),埡口高程2988m,冬用鑿毛、噴砂及高壓水進(jìn)行仔細(xì)清理,使襯砌表面不得季最低氣溫為-3016,最大凍結(jié)深度2m,地道內(nèi)滲有塵埃、油污、泛堿、油漆、泛漿、剝落在即的混凝土等。漏水凍害嚴(yán)重,道床結(jié)冰侵限,為保證行車安全冬天安不然,不論用什么方法施做的內(nèi)防水層都不行能與襯排多人刨冰。在蘭新線蘭武段電化改造時(shí)曾對(duì)此進(jìn)行砌堅(jiān)固地粘結(jié)在一同。整頓,因?yàn)槲醋プ『溥@個(gè)重點(diǎn)要害,采納了往常增強(qiáng)其次,增設(shè)內(nèi)防水層一定在經(jīng)過(guò)注漿堵漏的基礎(chǔ)地下水勸導(dǎo)的方法,見(jiàn)效甚微。此后總結(jié)失敗的教訓(xùn),長(zhǎng)進(jìn)行,在襯砌有顯然水流的狀況下,不論用何種資料采納寒冷地域地道治水經(jīng)驗(yàn),在道床中心右邊軌面下施

16、作內(nèi)防水層,都不行能與基底粘結(jié)堅(jiān)固。也就是說(shuō),4m處增設(shè)了御寒泄水洞,收到較好的成效。相同,大增設(shè)內(nèi)防水層只好在沒(méi)有明水的基面長(zhǎng)進(jìn)行(有的材瑤山地道基床病害整頓因?yàn)樽プ〔「?獲得較好的效料要求基面一定干燥)。襯砌有較大射流或滲流時(shí),必果。大瑤山地道1988年交托營(yíng)運(yùn),因?yàn)榈来不资┕ろ毾冗M(jìn)行堵漏辦理,而后增設(shè)內(nèi)防水層。質(zhì)量差和中心溝水大流急等原由,三年后發(fā)生線路突第三,堵漏一定與引排相聯(lián)合,一般是在拱部采納然下沉,不得不扣軌限速運(yùn)轉(zhuǎn),直至1997年8月地道堵的方法,在墻部采納排的方法。在漏水嚴(yán)重的地段,內(nèi)6處扣軌,限速運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)6年之久。病害整頓的難點(diǎn)應(yīng)先鑿槽埋管引排,防止因強(qiáng)堵而增添襯砌背后的積

17、為:中心溝水大流急,線路忙碌行車間隔時(shí)間短,扣軌水壓力,致使襯砌其余單薄部位出現(xiàn)新的滲漏。工件影響水渠溝墻關(guān)閉,此外,一般防水速凝資料不可以第四,注漿堵水應(yīng)按施工工藝進(jìn)行,一定依據(jù)漏水知足施工要求。針對(duì)大瑤山地道病害的特色,研究采狀況合理布孔,依據(jù)堵水種類保證鉆孔深度,嚴(yán)格控制用了聚合物錨樁灌漿法,即用聚合物錨樁代替扣軌,然水灰比和注漿壓力,注漿前先壓水檢查注漿孔貫穿情后對(duì)溝墻裂痕進(jìn)行關(guān)閉,再用快凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)水泥況及估量注漿量,注漿完了應(yīng)仔細(xì)復(fù)查注漿成效,未達(dá)(GRM水泥)對(duì)基底注漿,填補(bǔ)基底吊空,恢復(fù)基底強(qiáng)到設(shè)計(jì)要求的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿?；鬃{還應(yīng)保證注漿量度,獲得滿意的成效。及基底沖洗的干凈度,如基底沖洗不干凈,留有泥沙,312合理選擇防水資料注漿就不可以達(dá)到預(yù)期成效。跟著科學(xué)的進(jìn)步,地道水害整頓資料有了很大的最后,重視內(nèi)防水層或保護(hù)層的養(yǎng)生,用R料施作的發(fā)展。5060年月主要采