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1、煤山隧道滲漏水引發(fā)軌道上鼓原因研究和治理 摘要：鐵路隧道內(nèi)無碴軌道底板上鼓現(xiàn)象較多，且多和地下水滲漏、排水系統(tǒng)堵塞、施工缺陷、巖溶等有聯(lián)系，嚴(yán)重威脅鐵路運(yùn)營安全；為研究巖溶、地下水、采空區(qū)、施工缺陷等對(duì)隧道底板上鼓的影響，通過從仰拱、仰拱與仰拱填充間施加水壓進(jìn)行計(jì)算分析，判斷仰拱與仰拱填充間水壓上升是導(dǎo)致無碴軌道上鼓的主要原因；提出清查隧底虛碴、注漿回填、鉆孔排水、設(shè)置泄水洞等綜合處理措施徹底根治隧道底板上鼓，為處理無碴軌道底板上鼓提供原因分析及處理依據(jù)。關(guān)鍵詞：軌道上鼓地下水采空區(qū)隧底虛碴中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1.隧道概況隧道
2、位于武廣線廣東省花都市境內(nèi)，穿越低山丘陵區(qū)，全長1188m，隧道洞身最大埋深98m。6洞身主要穿越石炭系測水組C1d1泥質(zhì)粉砂巖，石英砂巖夾頁巖、煤層等，軟硬巖互層地層，薄～中厚層，弱風(fēng)化,巖性較破碎。有煤層，厚度0.5～4.8m，平為2.94m，局部呈雞窩狀分布；瓦斯壓力測試為0.3Mpa，為二級(jí)含瓦斯地段，采用復(fù)合式襯砌。隧道頂部存在早期開挖的不明采空空洞。局部地段為石英砂巖，質(zhì)地堅(jiān)硬。2.病害情況DK1973+274～DK1974+126段襯砌兩側(cè)邊墻共48條環(huán)向施工縫處滲水嚴(yán)重，其中混凝土施工縫及冷縫12條，地下水礦物鈣化后盲管堵塞嚴(yán)重，出水
3、量小，部分地段出現(xiàn)橫、豎向施工縫滲水，兩側(cè)縱向盲管均有分段堵塞現(xiàn)象。甚至有水從部分氣水分離室內(nèi)蓋板上溢出的情況。隧道進(jìn)口處的盲管出口開通初期水量較大，管口已有結(jié)晶物，管內(nèi)結(jié)晶物到達(dá)1/2管，出水量很小。通過從側(cè)溝頂部靠近拱腳處施鉆排水孔，打通到縱向盲管后，多數(shù)都有水涌出，壓力大者噴射至同側(cè)軌道板邊的導(dǎo)向槽內(nèi)，鉆孔排水后分離室內(nèi)水位下降，其中DK1973+794～DK1973+998段二次襯砌滲漏水較為嚴(yán)重。實(shí)測出水量：左側(cè)0.1m3/min；右側(cè)側(cè)溝：0.35m3/min；中心溝：0.2m3/min，雨季期間出水量為正常情況的4～5倍。運(yùn)營前，襯砌洞
4、內(nèi)拱墻長期滲水嚴(yán)重，隧道于DK1974+110～+170（60m）段無碴軌道發(fā)現(xiàn)較大上鼓、DK1974+130處上鼓量最大4.5mm，后經(jīng)鉆孔排水后恢復(fù)（鉆孔后有泥漿水噴出）；同時(shí)滲漏水部分地段再次發(fā)生鼓起，鼓起量最大2mm。高速鐵路對(duì)無碴軌道變形有嚴(yán)格要求（玄長10m范圍內(nèi)軌道高差小于2mm，軌向小于2mm），軌道上鼓變性嚴(yán)重威脅鐵路運(yùn)營安全，需從徹底整治。63.存在問題及原因分析影響無碴軌道穩(wěn)定和運(yùn)營安全的主要因素有：隧道結(jié)構(gòu)形式、隧道內(nèi)排水系統(tǒng)、底板以下圍巖承載力和隧底虛碴。本隧道地質(zhì)情況復(fù)雜，存在以下方面問題：3.1采空區(qū)DK1973+430
5、～+830煤山小煤窯采空區(qū)查明38處，其中在線路左右200m范圍內(nèi)共有9處。自二十世紀(jì)七十年代起，煤山小煤窯一直在間斷性采挖，均為當(dāng)?shù)鼐用駸o組織開采，開采工具簡陋，線路附近煤井開采標(biāo)高在140～160m，線路標(biāo)高為92～100m，其中，ML4、ML7、ML9、ML30煤井對(duì)隧道構(gòu)成嚴(yán)重威脅，施工階段煤井停止開采。施工期間DK1973+405～+435段拱頂坍塌碎石土，碎石成分為石英砂巖夾煤粉、煤干石等，有可能是古老采空區(qū)及其棄碴。采空區(qū)對(duì)隧道及泄水洞的影響:勘測階段調(diào)查的二十世紀(jì)七十年代以來的采空區(qū)多處于隧道上方，對(duì)隧道影響較小。但DK1973+40
6、5～+435段拱頂揭露初步分析屬古老采空區(qū)，主要依據(jù)有二：一是曲江縣犁市鎮(zhèn)新村有書記載在200年前有采煤問題；二是新開采幾處礦井曾經(jīng)遇到過先期的開采空洞。古老采空洞棄碴松散且巷道富水，形成水壓。3.2地表坍陷6由于挖煤采空，隧道頂部局部已經(jīng)出現(xiàn)了坍塌現(xiàn)象，其中規(guī)模較大的坍塌主要有三處。分別分布于DK1973+540m左側(cè)60m，DK1973+700m左側(cè)260m，DK1973+780m左側(cè)100m。坍塌面積均在360m2左右，多屬古老采空區(qū)塌陷所致。正洞施工引起的地表坍陷：煤山南側(cè)山坡DK1973+900、+970左右有隧道開挖過程中形成的陷坑、地表
7、裂縫等，陷坑直徑約20m，深約10m，呈漏斗狀，雨季積水嚴(yán)重。3.3巖溶場區(qū)采煤開挖礦洞開采標(biāo)高一般在90～160m，其中線路附近開采標(biāo)高在140～160m左右，可構(gòu)成地下水新的儲(chǔ)富集區(qū)，在一定程度上改變了地下水正常的補(bǔ)給徑流方向。從開挖煤井井口均能見到滲水，流量大小不一，總水量約為4～10l/s，水呈鐵銹色。隧道標(biāo)高為91～100m，且開挖斷面大，施工開挖徹底改變了場區(qū)地下水的徑流格局，形成了場區(qū)最新的地下水排泄通道，造成兩側(cè)山體地下水均流向隧道。旱季隧道排水量為0.82m3/min,雨季為旱季4~5倍。施工完畢后物探顯示仰拱下6～9m為“破碎或溶
8、蝕”帶。隧道施工期間于DK1974+140段邊墻墻腳和仰拱結(jié)合部位出現(xiàn)巖溶管道，雨季水量較大。3.4施工缺陷
