哈罗铁路地下水路堑成因分析及加固措施

谢德江（新疆铁道勘察设计院有限公司，新疆乌鲁木齐830011）

1 工程概况

新建铁路哈（哈密）罗（罗布泊）线为国铁Ⅱ级干线，是南疆环线的重要组成部分，该铁路的建设，对于新疆煤炭和钾盐资源开发利用具有重要意义。其中DIK34+090～DIK34+730段共640m为路堑挖方，挖深0～4.0m，工程地层从上到下主要为风积细砂厚度0.5～1.5m、中粗砂厚度0.5～1.5m、泥岩夹砂岩。不良地质为风沙，特殊岩土为膨胀性泥岩。最高气温43.9℃，最低气温-32.0℃。年平均蒸发量2974.7mm，年平均降雨量35.7mm。最大季节冻土深度为130cm。

2 地下水的发现及其成因分析

2.1 现场施工地下水的发现

施工单位开挖至设计标高，一般挖方深度0～4m，根据现场路堑开挖情况地层与原勘察资料一致，两侧有水渗出，出漏于砂层与泥岩界面。随着施工的进行，水的流量逐渐增大，已浸泡挖方路基，路堑开挖至路基面时渗水流量达到200m3/天，水质较差，具有硫酸盐及氯盐侵蚀性，环境作用等级H2、L2。

图1 现场开挖照片

2.2 地下水类型及流向判断

从纵向开挖的DIK34+090～DIK34+560段路堑两侧可见，地下水出漏于砂层与泥岩界面，赋存于中粗砂层，该层厚度0.5～1.5m；DIK34+560～DIK34+730段为泥岩，无赋水层。再从地形地貌上看，左侧有一级阶地，右侧有两级阶地，地势右高左低，左侧阶地和右侧一级阶地上有芦苇生长，说明地下水丰富，二级阶地上为沙丘，说明地下水较少。综合分析，该地下水为地下潜水，流向是由右到向左，路径通过砂层与泥岩界面流过。

2.3 地下水变化原因分析

路堑定测钻探在2009年12月至2010年1月完成，属于枯水期，地下水位和水量与2010年5、6月施工期间相比略低，水量较少。加之当年哈密地区气候异常降水相对偏多，雨雪量明显高于往年，入夏以来融雪性洪水和雨水较大，导致地下水补给增强，水位升高。

3 地下水对本路基工程的危害

3.1 胀缩变形

由于该段地层底部大多为泥岩夹砂岩,具有膨胀性，地下水位升降变化能引起岩土产生不均匀的胀缩变形，严重者形成地裂。当地下水位变化频繁或者变化幅度大时，不仅岩土的膨胀性收缩变形反复，而且胀缩幅度也大。

3.2 沉降变形

地下水在路基范围内活动，逐渐浸湿路基本体，使路基基底风化层土质软化、土体颗粒变细，强度降低，压缩性增大，产生较大的沉降变形。

3.3 冻胀及盐渍化

由于该地区冬季寒冷，毛细水冻结时能吸引集聚大量水分形成冻结层，使路基发生冻胀变形，冻层融化时又会产生翻浆冒泥；由于本段地下水含盐量大，毛细水的活动会使路基本体盐渍化，并引起路基膨胀等病害，都将严重影响路基稳定性和运营安全。

4 加固措施

4.1 设计理念

为了防止地下水在路堑内滞留而危害工程，针对本段路堑地下水的特征，位于路堑侧沟下或侧沟旁的浅埋渗水暗沟，可以降低路堑范围内的地下水和疏干其附近的土体，并使循最短通路排出，视需要在路基一侧或两侧布置。

4.2 渗水暗沟的设置

在路基两侧侧沟平台用C15混凝土预制块板铺砌，平台中心1.5m处以下设矩形渗水暗沟汇集地下水，沿线路方向每隔50m设一个检查井，出口处设置M7.5水泥砂浆砌片石端墙。

渗水暗沟底宽1.6m，深2.6m。底部铺C25混凝土基础，厚0.2m，基础顶面做成5%的斜坡；渗沟沟壁四周做渗水反滤层，中间部位填筛选洗净的卵石、砾石；顶部填0.2m厚的洗净砾石；渗沟沟底设置直径为50厘米的PVC带孔双壁波纹渗水管。

图3 渗水暗沟横断面详图

4.3 效果评价

目前路基施工成型，钢轨铺架已完成。路堑内无渗水现象，没有出现冻胀及盐渍化等病害，经现场观测，路基沉降和路基变形均满足规范要求，说明该段地下水路堑的设计措施是有效的。

图3 渗水暗沟照片

5 结 语

岩土工程问题中，地下水问题占有相当重要的位置。为提高工程勘察设计质量，要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，以消除或减少地下水对岩土工程的危害；随着工程勘察设计的发展，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察设计水平的提高起着极大的推动作用。

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