烏鞘嶺特長隧道整體道床下沉病害整治分析

韓云

（蘭州鐵路局 武威工務段，甘肅　武威　733000）

烏鞘嶺特長隧道整體道床下沉病害整治分析

韓云

（蘭州鐵路局 武威工務段，甘肅武威733000）

烏鞘嶺特長隧道自開通運營以來，已多次出現(xiàn)整治道床下沉病害，影響列車運營安全及運輸效率，其下沉主要原因為施工質(zhì)量不達標及排水不暢，側(cè)溝邊墻倒塌，側(cè)溝內(nèi)水流直接沖刷填充層（填充層施工不符合質(zhì)量要求），導致填充層中空，整體道床下沉。通過對整體道床下沉病害原因的分析，制定不同的整治方案以及對方案進行比較，選擇最經(jīng)濟、切合現(xiàn)場實際的方案，利用天窗點內(nèi)，支撐塊下加墊鋼板、搗墊砂漿及注漿的方式，整治整體道床下沉病害。整治后效果明顯，提高了線路設備質(zhì)量，保證了行車的安全，節(jié)約了維修所用的大量人力、物力，為今后解決類似問題提供了技術(shù)參考。

烏鞘嶺；特長隧道；整體道床下沉

1　工程概況

烏鞘嶺特長隧道位于既有蘭新線蘭武段打柴溝車站和龍溝車站之間，設計為兩座單線隧道，隧道長20.05 km，線間距為40 m；線路縱坡主要為11‰的單面下坡，設計時速160 km/h。隧道洞身最大埋深1 100 m左右。該工程于2003年3月30日開工建設，2006年3 月30日上行隧道開通運營，2006年8月12日下行隧道開通運營。

隧道工程區(qū)地層的分布受區(qū)域斷裂構(gòu)造控制，圍巖受構(gòu)造影響嚴重、巖性復雜，洞身穿越的六套地層主要為軟硬交互的沉積巖和變質(zhì)巖，它們是第四系松散沖積層、第三系泥巖、砂巖夾礫巖、白堊系砂巖、礫巖夾泥巖、三疊系砂巖、頁巖夾薄層煤、志留系板巖、千枚巖局部分布變質(zhì)砂巖和奧陶系安山巖夾火山玻璃。隧道穿越由F4～F7四條區(qū)域壓性斷層為主構(gòu)成的嶺脊寬大擠壓構(gòu)造帶（寬約8 km），地震動峰值加速度為0.3 g （g=9.8 m/s2），地震基本烈度相當于8度。地質(zhì)條件十分復雜。

烏鞘嶺隧道內(nèi)道床類型為套靴式彈性支承塊、整體道床。整體道床為C40鋼筋混凝土，寬度2 600 mm，軌下厚度358 mm，每隔6.25 m設1道伸縮縫，采用20 mm厚預制瀝青板隔離，上部60 mm灌注瀝青膠砂。整體道床與側(cè)溝間設置施工縱縫，用乳化瀝青涂刷隔離。

隧道采用雙側(cè)排水溝排水（其中進出洞口2 km為保溫排水溝），排水溝按照線路坡度通長設置，排水溝有效斷面為30×30 cm2。為調(diào)節(jié)兩側(cè)排水溝流量，部分地段橫向埋設Φ80 mm PVC管。

2　病害狀況

烏鞘嶺隧道自開通運營以來，多次出現(xiàn)整體道床下沉，線路幾何尺寸不良。較嚴重的為上行線k165+ 830、k168+400，下行線為k165+610-650、k174+510-525、k174+550-560。其中上行線k168+400-405整體道床累計下沉33 mm，整修后部分扣件扣壓力接近失效，列車通過時整體道床上下浮動約10 mm，整體道床翻漿冒泥，且在道床表面橫向存在4條貫通裂縫，寬度1～2 mm，裂縫處粘貼的觀測標連續(xù)折斷。病害發(fā)展到晃車現(xiàn)象，事態(tài)嚴重，危及行車安全，限速45 km/h慢行（病害見圖1、2所示）。

圖1　軌下墊板圖

圖2　側(cè)溝邊墻倒塌圖

3　病害原因分析

整體道床下沉病害主要表現(xiàn)在四個方面：一是整體道床翻漿冒泥；二是整體道床下沉、線路幾何尺寸超限；三是由于整體道床不均勻下沉產(chǎn)生的橫向裂縫；四是整體道床兩側(cè)的排水側(cè)溝內(nèi)水流互通。

整體道床翻漿冒泥是因有基巖裂隙水滲入到道床與仰拱之間的混凝土填充層，經(jīng)列車“拍打”，致使道床填充層破損，同時破損的混凝土細骨料和滲入的水從薄弱的施工縫或道床裂縫中冒出，長時間產(chǎn)生空洞，造成整體道床不均勻下沉，導致整體道床產(chǎn)生裂縫。

烏鞘嶺特長隧道整體道床兩側(cè)排水溝常年流水，水流侵蝕側(cè)溝邊墻，由于側(cè)溝邊墻施工質(zhì)量不達標，導致部分側(cè)溝邊墻倒塌，則水流直接沖刷填充層；由于既有填充層施工質(zhì)量亦不達標，水流長時間沖刷填充層導致填充層中空，從而導致整體道床下沉。

4　病害整治方案選取

4.1全面整治

全面整治是對整體道床全部鑿出后重新澆注基底做新的整體道床，或者是將整體道床全部更換為有碴道床。如果采用整體道床全部重做或者全部更換為有碴道床的方法，就能較好地徹底解決目前的基床病害，但是此方案施工周期特別長，一次性投入的成本相當大，會對本來就很緊張的生產(chǎn)成本帶來很大的壓力，也會對本來就很繁忙的蘭新線帶來很大的挑戰(zhàn)和壓力。4.2局部整治

局部整治是對整體道床支撐塊下加墊鋼板、搗墊砂漿及注漿等方式進行整治處理。這種病害整治方案能減少工程的一次性投入，也能解決好目前的病害。這種施工方案可以充分利用天窗修的時間進行維修，減少對正常行車的影響。

綜合目前的病害程度、施工環(huán)境和施工條件、經(jīng)濟情況和行車要求等條件，采用第二種整治方案（即：局部整治方案）。

5　病害整治

5.1對側(cè)溝邊墻用鋼筋混凝土進行重新灌注，確保側(cè)溝內(nèi)的水流不侵蝕整體道床及填充層

施工步驟為鑿出既有破損側(cè)溝邊墻→架設模板→用φ10 mm及φ16 mm鋼筋綁扎成鋼筋網(wǎng)→澆灌C30混凝土。

5.2道床壓漿

壓漿施工步驟為鑿孔眼（φ6 cm）→泵送壓注TGRM水泥基特種壓漿料→封閉孔眼→清理現(xiàn)場。在下沉的整體道床兩側(cè)靠近基本軌內(nèi)側(cè)及道床中心處，每隔0.6 m在道床上錯開設置，垂直下鉆孔徑為φ6 cm的壓漿孔眼?？籽坭徍煤螅瑴蕚浜脡簼{機及加水調(diào)配好壓漿料，從φ6 cm的壓漿孔眼壓入TGRM水泥基特種壓漿料。待TGRM水泥基特種壓漿料注滿后，對壓漿孔采用棉紗及木楔和水泥砂漿進行封閉孔眼。

5.3整體道床支撐塊下加墊鋼板

施工步驟為天窗點內(nèi)卸掉聯(lián)接扣件→用齒條壓機起道→用短枕固定鋼軌→取出支撐塊及橡膠套靴→靴坑內(nèi)放入鋼板→鋼板四周砂漿填滿壓實抹平→放入橡膠套靴→放入支撐塊→落軌→上聯(lián)接扣件→軌道車壓道→調(diào)整線路幾何尺寸（加墊鋼板見圖3所示）。

圖3　整體道床支撐塊下加墊鋼板圖

加墊鋼板需注意以下幾項：（1）加墊鋼板時，卸掉待加墊支撐塊兩側(cè)支撐塊的聯(lián)結(jié)扣件，同時保留待加墊支撐塊的聯(lián)結(jié)扣件。加墊支撐塊兩側(cè)所卸長度不應小于25 m。加墊支撐塊數(shù)量較多時，所卸長度再向兩邊適當延長；（2）起道時，至少啟用兩臺齒條壓機同時穩(wěn)步起道，將待加墊支撐塊從套靴中提出，為防止齒條壓機在作業(yè)中滑扣，須在齒條壓機外端分別放置木短枕以固定鋼軌；（3）取出套靴及支撐塊后，防止雜物進入靴坑；（4）鋼板數(shù)量及規(guī)格應提前做好調(diào)查，并做以標注；（5）落軌時，應統(tǒng)一松齒條壓機，落軌后，應及時檢查靴坑、橡膠套靴、支撐塊合縫情況；（6）軌道車壓道至少4趟。

5.4加固支撐塊

對支撐塊四周進行錨固鋼筋，并以環(huán)氧樹脂進行加固。

6　病害整治的目的和意義

在鐵路速度快速化、行車密度加大化、運行列車重載化、旅客行車舒適化的今天，研究隧道的病害原因、分析隧道的病害機理再找出對隧道病害的處理方法，徹底解決隧道的病害顯得越來越重要。只有徹底解決了病害才能確保我們的行車安全，才能減少每年維修費用的支出，提高鐵路行業(yè)的經(jīng)濟效益和競爭力，達到行車的快速性、安全性、舒適性的要求。

7　建議

（1）烏鞘嶺特長隧道內(nèi)側(cè)溝邊墻為混凝土，建議改為鋼筋混凝土。

（2）對側(cè)溝做防水處理，防止水流沖刷側(cè)溝邊墻進而對填充層進行沖刷。

（3）排水溝與電纜溝的平面位置對調(diào)。烏鞘嶺特長隧道內(nèi)依次為電纜溝、排水側(cè)溝、整體道床、排水側(cè)溝、電纜溝，建議今后將順序改為排水側(cè)溝、電纜溝、整體道床、電纜溝、排水側(cè)溝，這樣可防止排水側(cè)溝內(nèi)的水流沖刷側(cè)溝邊墻及填充層。

8　結(jié)束語

通過對烏鞘嶺特長隧道整體道床下沉病害的整治，對既有線鐵路施工有了進一步更深入的了解與學習，為今后的整體道床施工奠定了堅實的基礎，積累了寶貴的經(jīng)驗。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則［S］.北京：中國鐵道出版社，2010.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.普速鐵路工務安全規(guī)則［S］.北京：中國鐵道出版社，2014.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路工務技術(shù)手冊［S］.北京：中國鐵道出版社，1998.

［4］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路隧道施工規(guī)范［S］.北京：中國鐵道出版社，2002.

［5］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路工務作業(yè)指導書［S］.北京：中國鐵道出版社，2012.

［6］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準［S］.北京：中國鐵道出版社，2010.

［7］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國鐵道出版社，2009.

U216

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.07.017

2016-04-29

韓云（1988-），男，漢族，甘肅永登人，大學本科，助理工程師，主要研究方向：鐵路橋梁隧道及路基養(yǎng)護。