运营高铁隧道渗漏水整治实例分析

四川建筑第39卷6期2019.12
运营高铁隧道渗漏水整治实例分析
秦
涛
(中国铁路武汉局集团有限公司麻城工务段，湖北麻城438300)
【摘
要】高铁隧道受地质条件和建设周期影响，运营期间部分隧道不可避免的出现渗漏水情况，文章
以某高铁隧道存在的渗漏水整治工程为例，分析了渗漏水产生的原因，提出了试验段开展清理疏通既有排水系统，边墙和底板先后打设泄水孔泄压排水，拱顶采用注浆封堵的综合整治措施，并对整治效果进行了验证分析，效果良好。

同时总结了类似隧道渗漏水的原因和整治措施，供类似工程参考。

【关键词】高铁隧道;
渗漏水病害;
排水系统失效;
泄水孔;
效果分析
【中图分类号】U457+．2【文献标志码】B
［定稿日期］2019－09－04［作者简介］秦涛(1971 )，男，本科，高级工程师，从事既有线工务维修工作。

1概述
目前我国高铁建设速度迅猛，隧道工程建设比例越来越
大，修建隧道过程中破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。

当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道渗漏水。

隧道渗漏水不仅会导致隧道衬砌损坏，降低隧道的使用年限，恶化隧道环境，而且还会降低隧道设备使用寿命，甚至影响行车安全。

因此，合理快速的整治高铁隧道渗漏水问题至关重要。

2整治方法
对于排水型隧道，渗漏水整治采用以排为主、防排结合、综合整治的原则。

对于排水盲管失效、中心管沟疏干排水功能缺失等病害，疏通盲管或增设边墙、底板泄水孔，重新打通排水通道，将水沿给定通道引入侧沟、中心沟进行排泄;对于拱顶渗水，为避免直接泄水引起接触网故障，在拱顶部位采用封堵措施，在拱脚处增设泄水孔引水;对于岩体破碎的断层破碎带、浅埋地段，采用径向注浆方式进一步降低渗透系数。

3
工程实例
3．1
工程概况
某高铁隧道位处剥蚀中低山区，隧道全长13256m ，隧
道最大埋深约530m 。

隧道洞身地段沟谷地表水发育，整个隧道以二长花岗岩为主，岩性完整，全隧道初期支护与二次衬砌间拱墙铺设EVA 防水卷材加土工布防水;全隧道防水卷材背后环向设置塑料盲管。

隧道内排水采用双侧沟和中心管沟的方式。

侧沟主要用于汇集地下水，并将地下水引入中心管沟(防排水设计见图1)。

中心管沟主要用于排水，同时中心管沟设置花管及外侧反滤层，用于汇集道床顶部积水，疏干底板下积水。

2016年以来，隧道出现二衬及底板渗水现象。

二衬表面有白色析出物，将严重影响二衬结构的耐久性，个别地段拱顶渗水，易造成接触网短路;底板渗水使道床板与底板间产生离缝，在列车动载作用下，板间细颗粒不断析出，加速离缝
发展，使道床板与底板脱空，影响线路稳定性。

本次选取400
m 作为试验段进行渗水病害整治，试验段兼具边墙、底板渗水两种病害，并含有1条断层破碎带，围岩也分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等多种等级，试验段代表性较强。

图1
隧道侧沟排水设计
3．2渗水原因分析
通过对试验段渗水位置、侧沟、中心沟、盲管、施工缝等关键部位的调查，分析得出渗漏水的原因如下。

(1)400m 试验段范围内，盲管上钙化凝结严重，上下行边墙环向排水盲管全部失效，在较高水压作用下，水只能沿排水板接缝、施工缝等薄弱环节渗漏。

(2)试验段范围内存在Fd3桃李冲－张广河断层，带宽10 30m ，带内构造裂隙水发育，地表发育为冲沟，雨季有溪流穿行，该段最小埋深仅为25m ，使得地层水力连通，为渗漏提供补给源。

(3)Ⅱ级围岩中心管沟花眼及两侧反滤层施工不到位。

经调查，中心管沟两侧超挖部分均采用混凝土回填，而非砂卵石反滤层，暗埋中心管沟未设置花眼，致使找平层或底板下地下水引排不畅，中心管沟无法起到疏干底板下积水的作用。

(4)侧沟被垃圾、钙化堵塞严重，水位较高，水沿侧沟裂
1
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纹向轨道板方向渗漏。

3．3试验段底板及二衬渗漏水整治措施
考虑到花岗岩整体完整、岩质坚硬的特性及渗漏水整治原则，试验段以泄压孔的方式泄水减压。

(1)泄水减压。

工作内容包括清理疏通既有排水系统、施做减压孔。

考虑到开始阶段水头较高，为避免底板钻孔泄水直接喷射至接触网，先采用边墙泄水孔降低水头，再采用底板或中心管沟泄水孔，进一步降低水位至无砟轨道板以下，泄水减压示意见图2。

图2泄水孔顺序示意
①清理疏通既有排水系统。

隧道无砟轨道底板渗水整
治施工开始前，对隧道既有排水系统进行清理疏通，确保排水通畅。

主要清理内容有:侧沟清理、环纵向盲沟清理、横向排水管清理、中心管沟清理等，并同时对隧道侧沟转角处凿毛和M10水泥砂浆勾缝。

②边墙泄水孔。

在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩、有仰拱的渗水区段，结合侧墙上渗水点，斜向上布引水孔，泄水孔分上下行两排布置，纵向间距8 10m ;Ⅱ级围岩地段边墙存在渗水地段，也布置边墙泄水孔。

所有钻孔均采用取芯钻探，泄水孔兼做勘探孔。

为尽力降低围岩外水头高度，引水孔布置在侧沟上侧50 100cm ，钻孔直径50mm ，长度为进入围岩不小于50cm 。

成孔后孔内插入 32mmPVC 花管(外包无纺布)，将水引至排水槽，通过排水管引入水沟。

排水槽内埋设 50mm 圆形PVC 管，再用钢卡固定后，用速凝型无机防水堵漏剂封堵填充，外刮涂两层渗透结晶型防水涂料。

③底板泄压孔。

由于Ⅱ级围岩地段岩体完整，且不存在仰拱，因此该地段采用在底板处直接泄水方案。

底板泄水孔结合底板裂缝布置，裂缝不明显地段间距2m ，分中心沟左右侧交错布置，Ⅱ级围岩底板泄水孔见图3。

图3底板泄水孔施工
④集水井泄水孔。

在集水井内施工泄水孔，进一步降低
围岩内水头。

通常情况下，虚渣分布于仰拱外侧，在水头较高的情况下，钻穿仰拱易产生突涌，虚渣涌出，造成仰拱外侧空虚，甚至产生沉降。

因此，集水井泄水孔应在边墙泄水孔充分泄压的情况下，并预备钢花管(外侧缠绕土工布)应急，
成孔后，将钢花管插入孔内，用铁锤将其夯实。

(2)拱顶渗水注浆封堵。

为避免拱顶直接泄水引流引起接触网故障，在拱顶采用封堵措施。

采用水泥基灌浆料或AB 胶，注浆压力应根据现场注浆试验确定。

3．4
整治效果分析
(1)边墙泄水孔效果分析。

边墙泄水孔实施后，二衬渗
水明显好转。

边墙泄水孔初见水量约150 600ml /s ，呈喷
射状，水质清澈，无泥沙，稳定流量为10 90ml /s 不等，以破碎带Ⅴ级围岩地段稳定流量最大。

底板泄水孔实施前，边墙泄水孔稳定水位为93 255cm (以底板标高为ʃ0)，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段水头仍较高。

试验段范围内盲管全部失效，水无法通过正常途径渗透，特别是Ⅳ、Ⅴ级围岩地段为断层破碎带，岩体破碎，富水量大，且接受地表沟渠径流补给，因此初见水量、水压均较大。

Ⅲ级及部分Ⅳ级围岩地段，边墙泄水孔稳定水位在93 107cm ，即该水位为泄水孔距离道床板顶面的高度，表明围
岩中临近隧道水位已降至泄水孔高度。

K666+082 K666+
114段测量时水位较高的，原因为在堵塞出水口的情况下，个别Ⅳ、Ⅴ级围岩地段稳定水位仍较高，相邻泄水孔水头差异大，表明围岩中纵向水力联系差，或相邻两个泄水孔水源为不同的裂隙。

因此在该区域应增加底板、集水井泄水孔，进一步降低水头高度，水位、流速与围岩关系见图4。

图4下行线稳定测速、水位与围岩级别关系
(2)集水井及中心管沟泄水孔效果分析。

集水井及中心管沟泄水孔进一步降低围岩水位，同时该钻孔兼做勘探孔，进一步查明仰拱外围岩情况。

其实施后，稳定水位为－60 －130cm ，稳定水量33 59ml /s ，同时边墙孔流量进一步减小，出水清澈，无杂质。

岩芯及出水情况表明仰拱底部岩体风化轻微，无粉屑状虚渣。

(3)Ⅱ级围岩底板泄水孔效果分析。

底板泄水孔布设在裂缝及有水渗出的位置，并连通中心管沟。

水流通过底板与找平层之间的缝隙渗流至泄水孔，有效地将Ⅱ级围岩水位降至底板底面以下。

(4)拱顶渗水点封堵。

部分拱顶渗水点在边墙及底板泄压孔实施后，立即干涸;个别仍有少量渗水的，采用采用注胶方法对渗水点、施工缝封堵后，效果良好。

三种泄水孔及拱顶封堵实施后，二衬渗水点全部消失，
两线间浸水面积由整治前450m 2缩小至20m 2，个别Ⅱ级围
岩地段底板有少量浸渍。

4结束语
(1)隧道原有排水系统失效是造成隧道二衬及底板渗漏
水的主因。

环向及纵向盲管在整个隧道排水系统中作用关
2
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键，但其相对脆弱，易在高矿物质水体中产生堵塞，且疏通困难。

因此在施工阶段，应结合水体硬度及泥沙含量，选择眼孔较大的弹簧软管作为盲管，降低堵塞概率。

(2)对于非可溶盐隧道因原排水系统失效引起的渗漏水病害，整治以排为主，在拱脚、底板、中心沟等位置重新开辟排水通道。

泄水孔优先选择在可以直接向洞外排泄的边沟及中心沟内实施，但为避免因水压过大，直接向上喷射泄水引起接触网故障，应先在边墙施工部分泄水孔进行减压。

(3)泄水孔应设置反滤系统，且底板及中心管沟内反滤系统宜采用活接可更换方式，便于日后维护。

(4)Ⅳ、Ⅴ级围岩地段岩体相对破碎，泄水孔渗透半径大，泄水作用明显;但Ⅱ级围岩地段，岩体完整，仅有裂隙为渗水通道，对于泄水孔的精准度要求高，只有泄水孔正中裂隙位置才能起到泄水效果。

因此，Ⅱ级围岩地段泄水孔施工应结合建设期渗水记录，
有的放矢。

(5)本试验段针对隧道渗漏水采用泄水减压为主的整治方法，取得了较好的效果，但对失效盲管的排水功能修复等顽疾仍束手无策。

在今后隧道的设计、施工过程中，应重视防排水系统的耐久性和可修复性，以期便于日常维养，确保运营安全。

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88－89．(上接第120页
)
图17
BJCK7合成方向累计相对位移
形规律进行研究，得到以下结论:
(1)通过深部位移监测、地表位移监测和地表巡视可以掌握边坡变形的特征信息。

地表位移最大在第一排抗滑桩顶部，约为5 7cm ，其它监测点位移均在0 5cm 之间。

(2)深部位移BJCK1、BJCK3、BJCK7号孔存在位移突变。

BJCK6号孔在距孔口0 21m 范围土体不稳定，蠕动量较大(最大为98mm );BJCK7号孔在距孔口0 6m 范围位移量较大，孔口处为168mm ，因为边坡表层松散岩土体滑动所致。

(3)从裂缝发展情况来看，监测期间横向裂缝未见继续
发展，纵向裂缝有增大迹象。

综上，支护施工后监测期间未见该边坡整体滑移迹象，但由于坡面排水系统不完善、排水沟破裂等导致边坡表层松散岩土体在雨水冲刷下导致格构脱空、表层溜滑、支挡结构变形破坏等现象。

建议及时修补完善坡面的截排水系统，治
理一、二级坡面溜滑土体、BJCK7号孔处松散堆积体，封闭坡面裂缝，加强巡查。

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