贵广客专隧道排水系统病害整治方法

王仕富

（中国铁路南宁局集团有限公司 桂林高铁工务段，工程师，广西 桂林，541000）

0 引言

南宁局集团公司桂林高铁工务段（下称桂林高铁工务段）管辖贵广客专正线410.627 km，其中隧道101座，隧道累计长度208.5 km，占正线总长51%。沿线穿越高山深壑，喀斯特地貌遍布，山体岩溶裂隙发育，地下水丰富。贵广客专自开通以来，因隧道排水系统病害导致隧道漏水10次、轨道板上拱6次，对行车秩序造成较大干扰。因此，探索有效预防性整治措施，减少隧道内渗漏水、轨道板上拱和衬砌开裂掉块等次生病害发生，既是重要任务也是重要攻关课题。

1 贵广客专隧道排水系统概述

1.1 基本情况高速铁路双线隧道洞内一般设置双侧排水沟加中心水沟，衬砌背后设置环向、纵向盲沟。环向盲沟直径50 mm每8～10 m一条；纵向盲沟直径100 mm根据衬砌长度确定，每板上下行各一条，设置于仰拱和拱墙结合部。环向、纵向盲沟均直接接入侧沟，将衬砌外地下水引入洞内侧沟，经侧沟的汇集后再由侧沟和中心沟排出洞外。

1.2 存在主要问题

1.2.1 堵塞和失效排水系统存在的主要问题有侧沟、中心沟淤积堵塞，排水盲沟堵塞、失效或未按设计布设等问题，其中排水盲沟堵塞主要分为三种情况：一是衬砌背后排水盲沟因施工过程防水板位移，混凝土灌注进入盲沟，造成盲沟堵塞。二是侧沟旁盲沟出口施工过程临时封堵未凿除清理，造成盲沟堵塞。三是山体地下水钙化物、矿物质等结晶沉淀，造成盲沟堵塞。

1.2.2 可预见的次生病害侧沟、中心沟淤积堵塞可能造成排水不畅或是水冲道床。盲沟堵塞，将导致衬砌背后地下水水位抬升，水压升高，可能造成以下三个方面次生病害：一是拱部衬砌防水质量不良时，将出现渗漏水病害；二是仰拱、仰拱填充层质量不良时，可能出现轨道板上拱；三是衬砌存在施工冷缝、防水板切割二衬等结构病害时，将出现应力集中，导致衬砌开裂，甚至于衬砌掉块等严重病害。

1.2.3 养护维修难度大设计隧道洞周排水采取环向、纵向线性盲沟进行排水。工务部门仅能对排水盲管口进行疏通，且疏通的难度大。对于整根排水盲管，如内部出现了施工期间混凝土堵塞，将无法疏通和清理。

2 整治工程实例分析

2.1 主要整治措施针对排水系统存在的问题，中心水沟或侧沟出现淤积堵塞时，安排清理疏通即可。环向、纵向排水盲沟出现淤积堵塞或失效时，针对孔口部位可采用钢钎、下水管疏通器等进行疏通。衬砌背后盲沟出现堵塞，无法进行疏通和清理，为防止洞周水压升高造成次生病害，需要及时打设减压孔，减压孔设置于衬砌边墙、侧沟底、中心沟底，见图1。针对地质条件特别不良，且富水地段，可采取增设泄水洞、集水廊道等措施进行整治。

图1 减压孔示意图

本文以胡山隧道衬砌漏水、中心水沟涌水和其岭隧道轨道板上拱病害整治为例，对桂林高铁工务段常见隧道排水系统病害的整治方法进行具体分析。

2.2 胡山隧道漏水涌水病害整治

2.2.1 工程概况贵广客专定江线路所至阳朔站间胡山隧道（起止里程：K436+291至K440+403），全长4 112 m，为双线隧道，轨道结构采用双块式无砟轨道。隧道最大埋深约390 m，浅埋段埋深仅60 m，山体主要为灰岩，岩溶很发育，节理裂隙发育，洞顶地表有一四面环山盆地，雨水下渗。属贵广铁路初步设计批复的八座I级风险隧道之一。

2.2.2 病害情况及原因分析2015年5月15日，胡山隧道K439+728两线间中心沟向上涌水，水沟盖板被冲开，水柱高约3 m，顺线路方向弧形喷射长度8 m。K439+698至K439+970隧道衬砌渗漏水严重，其中K439+768下行左侧边墙衬砌处喷出水柱2 m长，距隧道出口100 m范围内侧沟及电缆沟水漫至盖板顶。见图2。

图2 （a）中心水沟涌水

图2 （b）衬砌漏水

经现场勘察分析可知，病害原因主要是隧道渗漏水地段山体岩溶发育，落水洞、溶隙多，设计未对落水洞、溶隙等排水未做有效处理，且部分衬砌背后排水盲沟堵塞、失效加剧隧道漏水、涌水病害发生。

2.2.3 病害整治及效果针对胡山隧道K439+728两线间中心沟向上涌水、K439+698～+970衬砌渗漏水问题，采取隧道底部增设泄水洞（泄水洞长831 m，截面为4.7 m：×3.3 m）、隧道内衬砌边墙脚增设减压孔（直径80 mm）、边墙开槽埋管引排和拱部封堵等措施进行综合整治。现场施工整治完成后，未再发生涌水、漏水问题。见图3。

图3 （b）整治后现场照片

图3 （a）泄水洞

2.3 其岭隧道轨道板上拱

2.3.1 工程概况贵广客专三江南至五通站间其岭隧道（起止里程：K361+654～K368+701），隧道全长7 047 m。轨道结构采用双块式无砟轨道。轨道板上拱病害处于圆曲线内，曲线半径5 500 m。地表为剥蚀中低山地貌，绝对高程390～1 000 m，相对高差最大达700 m，自然坡度一般10～45°，局部形成陡崖，植被发育；上覆0～3 m粉质粘土，局部稍厚，洞身岩层为震旦系长安组（Z1c）泥质砂岩、板岩互层，中厚层夹薄层状，岩质较坚硬，节理较发育。

2.3.2 病害情况及原因分析2016年9月5日13时16分，D2817次列车司机报,贵广客专三江南至五通站间下行线K364+500至K364+800地段晃车，局行车调度随后封锁区间下行线，要求安排检查线路情况。经现场检查，发现以下问题：一是轨道板上拱，通过轨道相对测量，下行线K364+770左高低10 m弦4.1 5mm、右高低10 m弦4.6 mm。二是填充层裂缝，其中下行线右侧K364+767～+793填充层存在长达26 m纵向裂缝，裂缝最大宽度达10 mm，上下错层最大5 mm。三是轨道板裂纹，K364+768横向裂纹贯通上、下行轨道板，裂纹最大宽度1.5 mm；K364+773横向裂纹贯通上、下行，宽0.6 mm。四是隧道排水盲沟未按设计施做，检查该段300 m范围共计25版衬砌，设计排水盲沟口150个，实际仅有盲沟口48个。见图4。

图4 （c）盲沟口堵塞

图4 （b）填充层开裂

图4 （a）轨道测量数据图

经现场调查分析可知，主要原因是隧道二衬背部的排水体系堵塞失效，受强降雨影响，大量雨水下渗后通过断层溶隙汇集到隧道周围，导致水头压力急剧上升，水从隧道仰拱薄弱处所渗透至填充层，导致下行线K364+500至K364+800填充层底部水压较大，挤压填充层，造成填充层及轨道板开裂，并抬高轨道板，动车在高速运行的情况通过该地段出现晃车。

2.3.3 病害整治及效果其岭隧道K364+500～+800轨道板上拱病害，主要采取以下几个措施进行整治：一是对轨道进行测量和精调。二是在该地段衬砌边墙、侧沟、中心沟内打减压孔，降低洞周水压力。三是轨道板上植入钎钉固定，并对轨道板与回填层之间注浆，同时采用注浆机表面封堵法进行修复轨道板裂纹。四是加强仰拱填充与仰拱的连接，对K364+500～K364+800段轨道变形较大及现场裂缝、裂纹发育段范围内无砟道床板两侧仰拱填充顶面打设锚杆，锚杆钻孔采用Φ 80（或Φ 60），锚杆采用Φ 25中空注浆锚杆，锚杆长5m，锚杆纵向间距5m，每排设置4根。现场施工整治完成后，18、19年测量未再发生轨道板上拱和线路不良问题。见图5。

图5 整治前后轨道波形图

3 结束语

高速铁路隧道排水系统病害，特别是隧道衬砌背后盲沟堵塞、失效问题，可能造成隧道内衬砌渗漏水、轨道板上拱、衬砌开裂掉块等严重次生病害发生。本文通过对贵广客专胡山隧道漏水涌水、其岭隧道轨道板上拱的两处典型病害进行调查分析，提出科学、合理地病害整治方案，为常见隧道结构安全隐患整治提供指导性意见。

同时，既有高速铁路隧道衬砌背后排水盲沟易堵塞、失效，且不具备维护性，需要设计部门针对岩溶、富水区段隧道排水系统进行专项设计，保障排水系统有效、畅通，且具备可维护性，才能确保高铁运营安全。