摘要：青藏线K680+515锡铁山隧道，进口里程为K678+555，出口里程为K682+474，隧道全长3919m，属高原长隧道。该隧道地处高海拔严寒地区，平均海拔3200m左右，年平均气温1.4℃，无霜期为108d，最大积雪厚度18cm。从隧道渗漏水导致行程安全隐患、工程质量缺陷。产生病害原因分析，阐述了隧道渗漏水整治原则和方案，整治效果较好，确保了列车运行安全。
关键词： 锡铁山隧道 渗漏水 整治 方案
一、工程概况
锡铁山隧道穿越于锡铁山低中山区，地形起伏，山峰高耸，相对高差大，坡陡谷窄,河流弯曲。沿线左高右低,沟谷纵坡在5°~20°，山体坡面植被稀疏。隧道起讫里程为K678+555~K682+474,全长3919m。隧道进口段1654m位于R-300的曲线上，中间287m位于直线上，其余部分位于R-3500的曲线上，道纵坡在坡率为1.5%的下坡。洞身最大埋深220m，全道下穿4处沟壑，进、出口距泉吉河较近，隧道沿线有便道可以到达，交通较便利。隧道Ⅴ级、Ⅳ、Ⅲ级围岩，其中Ⅴ级围岩1360m，Ⅳ级围岩1327m，Ⅲ级围岩960m，明洞272m，Ⅴ和Ⅳ级围岩占68.6%。
该隧道于2009年建成，当年开通运营，由中铁五局集团有限公司承建。
（一）工程及水文地质
1、工程地质特征
隧道工程范围地层主要为第四系上更新统洪积细角砾土、粗角砾土，下元古界片麻若。
2、地质构造
本区地处古欧亚大陆的边缘活动带，自元古代以来，区域性或局部性构造运动较为频繁，断裂构造纵横交错，帮构造残破不全。线路所经山区属南都祁连山地槽褶皱带，位于阿木尼克线形隆起轴部据既有线资料及区域地质资料，本段隧道通过山地为一反S型构造挤压褶段带，北起锡铁山西北，南止铅石山东南，走向由北西转近南北又转北西至近东西，呈一反S型，与隧道呈大角度交又，长大支沟多受此影响形成，受其构造挤压影响强烈，该段岩层破碎，完整性差，岩质较坚硬。K679+100和K680+549两处发育有两条断层，由于地层破碎，断层标志性迹象不明显。
3、水文地质
（1）地表水特征:该段线路附近分布有泉吉河及其支流，泉吉河为常流水，支沟为季节性水流，主要受大气降水及地下水补给，水位及水量受季节变化大。
（2）地下水主要为基岩裂隙水，其富水性取决于岩石裂隙发育程度和补给条件。隧道通过地段，由于受构造运动影响，岩层完整性较差，主要接受大气降水补给，地下水赋存于在基岩破碎带及地表风化层中，由于地面坡度起伏较大，在断层破碎带及地表低凹处有利于地下水的渗漏，补给基岩裂隙水。从既有隧道中反映水量不大。
4、不良地质及特殊岩土
隧道进出口地形陡峻。坡面岩体受构造及风化作用强烈。偶尔分布有危岩、落石。无其他不良地质及特殊岩土。
(二)隧道建筑限界及村内轮麻设计概况
西格增建第二线旅客列车最高设计行车速度为160km/h客货共线、普通货物运输的双线电气化铁路区段，隧道内轮廓尺寸符合《新建客货共线铁路设计暂行规定》（铁建设函[2003]76号）要求，同时还满足“电力牵引阳H-160桥隧建筑限界”及时速160km的行车条件对内净空的要求，线间距4.2m时隧道内轮廓为93.06m2，内轨顶面以上有效面积为76.49m2。隧道建筑限界及内轮廓见下图：
.png)
（三）明洞设计概况
本隧道K681+517~K681+756段以明洞形式通过,长239m,采用80cm厚C35钢筋混凝土明洞结构。
1、明洞 衬砌的拱脚处和底部应设置Φ107/93的纵向硬式盲管，衬砌拱部设50m的竖向硬式盲管（间距5m），纵、环向盲管通过变径三通连接并通过边墙进水孔引入侧沟。
2、明洞拱部衬砌外缘铺设厚度不小于1.5mm外贴式防水板，明洞与暗洞连接处是易于渗漏水的薄弱环节，因此明洞防水层向暗洞延伸不小于2m，并做好接头处的防水处理。明洞环向施工缝设置中埋式止水条和外贴止水带形成复合防水构造。明洞回填土表面设粘土隔水层并与边、仰坡搭接良好。
3、为排泄沟床地表水，在K681+522和K681+743处分别设梯形断面渡槽。
4、渡槽范围延伸至明洞开挖线以外5m，渡槽以外上下游沟床铺砌5~10m的M10水泥砂浆砌片石，厚30cm。
5、渡槽底板采用0.3m厚的钢筋混凝土，每隔5m设沉降分缝一道，缝宽3cm，采用沥青麻筋填塞。
6、为防止渡槽下沉开裂，渡槽下明洞回填范围采用浆砌片石砌筑，开挖线以外渡槽下铺设50cm厚的砂卵整层。
7、为防止渡槽或铺砌末端因地表水淘剧而遭破坏，在沟床铺砌及渡槽两端设置垂裙，对原沟谷进行土石回填。
四、病害现状
2018年6月19日检查发现:青藏线锡铁山隧道下行侧K681+540处施工缝距边墙底部高2m范国内有三处涌水现象，K681+560处施工缝底部有一处渗水现象。车间紧急采取打开排水沟盖板（通过排水沟排出涌水）措施处理，后续又采取在村砌钻孔泄压临时处理，并安排维修天窗每日对渗漏水处所进行盯控，至6月27日，水量有所减小，呈小股流水，同时K681+540对侧上行施工缝及K681+560环向施工缝伴有渗水现象。
（一）洞内病害情况。
环向施工缝渗漏水病害主要集中在K681+517~K681+756明洞段K681+540下行侧边墙施工缝及K681+560环向施工缝漏水尤为严重。
.png)
.png)
（二）洞顶病害情况
经现场检查K681+517~K681+756段明洞洞顶工程自2009年竣工以来受降雨影响地表水流冲刷严重、洞顶渡槽破损、洞顶回填坑洼不平等因素，导致该段雨季降水未能及时引排下至隧道洞内表冲。
.png)
.png)
（三）病害原因分析
1、由于病害部位位于道明洞段，加之连日降雨，地表水下渗量增大，至现场勘察时降雨停止，地表水蒸发量增大下渗量减少，隧道内部漏水量也随之减少，呈典型的大气降水补给，水位及水量受季节变化大。
2、由于明洞段常年地表水下滲，夹杂泥沙导致衬砌背后盲管堵塞造成排水不畅，降雨后村砌背后水位上升、水压增大，突破防水层薄弱部位进入道内。
3、明洞顶排水渡槽损坏、回填坑洼不平等因素导致降雨后洞顶积水没有及时引排,大量下渗至隧道内。
4、施工缝位置止水带、止水条等装置可能安放不当,形成防水薄弱部位，造成施工缝漏水。
五、病害整治方案
（1）整治原则
1、整治应本着“安全性”和“实用性”的原则，采取有针对性的措施，既保证治理过程中隧道结构的安全性，又要保证治理后隧道运营的安全性。因此治理措施应尽可能的采取施工工艺成熟、简单，操作起来方便行的治理措施。
2、明洞段施工缝漏水整治以“洞内、外综合治理”为原则。洞内以引排为主，将渗入隧道内的水引排至侧沟内；洞外修补渡槽、恢复至设计明洞顶回填标高及坡度，疏通地表流水，减少地表水下渗。
3、由于评判技术的局限性,因此对病害处应在整治实施过程中进步核实病害的范围，评价其安全性，据此对整治措施进行细化、调整。
4、对于病害部位，在混凝土结构满足耐久性要求、防水满足规范要求、并且不影响美观、不侵入限界的前提下，对结构作防水、引排处理。
（一）整治方策
1、洞内病害整治方案
根据锡铁山隧道施工缝漏水现状采用“引排为主，封堵为辅”的治理方式:对于锡铁山隧道K681+540、+560边墙施工缝距底部4m范围内施做环向引排水暗管引至侧水沟，边墙施工缝项部进行封堵处理，其余水量较小渗水施工缝做封堵处理。
（1）引排措施。
沿施工缝从漏水源头将衬砌凿开,开槽深20cm、内宽11cm、外宽7cm的倒梯形凹槽，在凹槽内埋设Φ100PWC半圆排水暗管盖住槽中施工缝，从滲水部位顶端到电力电缆槽底穿过引至侧沟内。采用白铁皮窄条、水泥钉将排水管固定,固定间距50cm，后填塞速凝环氧树脂砂浆堵住两边空隙，封堵凹槽。
堵水砂浆封堵后,在衬砌表面抹0.5cm厚M30秒浆,然后铺设5cm厚塑保温板及一层尼龙网格布,最后再抹0.5cm厚M30砂浆,形成局部防水体系，加强表面防渗能力。
.png)
施工步骤如下:确定出水点→开槽一槽内清理一埋设PVC半圆排水暗管→配置速凝环氧树脂砂浆封闭→清理表面→抹平表面一衬砌表面防渗处理。
（2）封堵措施
沿施工缝从渗水源头将衬砌凿开，开槽深20cm、内宽11cm、外宽7cm的倒梯形凹槽，后填塞速凝环氧树脂砂浆封堵凹槽，堵水砂浆封堵后，在衬砌表面抹0.5cm厚M30砂浆，然后铺设5cm厚挤塑保温板及一层尼龙网格布，最后再抹0.5cm厚M30砂浆，形成局部防水体系，加强表面防渗能力。
（3）施工注意事项
①衬砌表面开槽前,要求使用切割机切缝，切缝要顺直，方能保证流水管流水顺畅。
②凿槽处,清除干净后先涂刷混凝士界面剂，方可埋管并填塞速凝环氧树脂砂浆。
③安装排水管之前，必须将凿出的混凝土面冲洗干净。
④施工时病害情况可能有所变化，施工时可适当增加暗槽及封堵点，确保病害彻底整治。
⑤根据现场情况，水从施工缝涌出后直排至电力电缆槽内部，需尽快进行施工缝排水堵漏处理,以防电力电缆设备受损。
2.明洞段洞项整治方案
根据现场调查情况,锡铁山隧道K681+517~K681+756段明洞洞项工程存在地表水流冲刷严重、洞顶渡槽破损、回填坑注不平等问题,导致该段雨季降水未能及时引排下渗至隧道洞内。
针对以上问题，以合理引排地表水，减少雨水下滲为原则，制定以下病害处理方案:
（1）对既有三号渡槽破损处进行修复,清理内淤积泥沙,将破损冲蚀部位回填密实,再对渡槽表面进行修复。
（2）接长三号渡槽,新建渡槽起始里程 “新0+00”与既有三号波槽终点“下0+71.0”顺接,新建渡槽长度141.25m。通过接长渡槽消除雨水对地表的冲刷，从而减少下渗量。
（3）明洞顶回填土须严格按照设计要求坡度回填并夯填密实，表层铺设50cm厚粘土隔水层，有沟谷地段用土石回填，确保排水通畅。
（4）接长后的三号渡槽与四号渡槽、坡面截水沟相互配合，形成明洞顶局部排水体系，加之合理的明洞顶回填处理，可使降水顺畅引排至隧道明洞范围之外，消除地表水下渗隐患，确保行车安全。
（三）既有线施工安全注意事项
1、既有线施工必须严格执行现行《铁路运输安全保护条例》、《铁路技术管理规程》、《铁路工务安全规则》、《铁路线路维修规则》、《改建既有线和增建第二线铁路工程施工技术暂行规定》、《铁路营业线施工安全管理办法》等的有关规定。
2、施工组织设计或施工方案需经建设单位或上级主管部门审査确认,并与相关单位签订好施工安全协议，严禁私自扩大施工范围。
3、施工现场使用的各种安全标志(牌)，应符合相关规定。安全防护设施应遵守先验收后启用制度。
4、施工单位应建立健全的安全保证体系，按规定设置安全生产管理技术。
5、开工前，施工单位应对施工场地影响范围内的危险源、危害因素进行辨识、排查。对已经辨识、危害因素,应进行风险综合分析和评估，确定其风险级别，制定有效应对施和应急预案。
6、施工期间,要与供电、通信、信号等单位积极配合，査清电缆埋设位置，必要时预先探察，确保行车安全。
7、施工期间采取安全可靠地防护措施，施工脚手架、器具、工具等必须在最大超限限界外加150m富余量，以确保施工及行车安全，施工要安排专人检查，发现异常立即处理。
8、天窗点结束前，施工负责人应会同设备管理单位的安全监督员全面检查线隧等行车设备是否达到开通条件，材料、机具是否撤除限界之外并且不侵入邻线，然后先下达撤除停车防护措施的命令，再下达开通区间的命令。
（四）建议总结
1、隧道缺陷整治的技术难度和专业性要求很高，施工单位需配备结构加固、缺陷整治专业人员及设备，且应有类似工程的施工经验;
2、针对隧道缺陷整治及业主要求，施工方应预先做好指导性施工组技术方案织设计，对人员、机械和材料等做出系统的安排,以保证施工安全和质量要求;
3、施工组织时按缺陷分段落、分部位、建立详细缺陷台账明细，并报送相关科室备案，现场应分类别进行集中整治;
4、施工方应建立严格的质量保证体系,每道工序需经过检查、记录并认可，方可进行下一道工序;
5、施工过程应进行详细的施工记录，对关键工序应以照片、影像方式留存，施工完成后应提交完整的竣工资料,为后续养护维修提供依据;
6、隧道质量缺陷整治完成后,应当组织相关方进行验收，保证整治效果;
7、应在缺陷处理后至少1年内加强对该区域的巡查，如无异常，可按正常维护对待；若发现异常应及时报相关单位，研究进一步加固方案在地震或类似地质灾害后，应加强对缺陷处理区域的巡视及进行相应结构安全评价。
（五）参考文献
1、西格二线锡铁山隧道竣工图纸。
2、锡铁山隧道病害调查资料。
3、《客货共线铁路隧道工程施工技术规程》(Q/CR9653-2017)
4、《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB/10005-2010):
5、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(2015年版)
6、《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
7、《铁路隧道设计规范》(TB10003-2016)
8、《铁路运营隧道村朝安全等级评定暂行规定》(铁运函【2004】174号)
9、《铁路桥隧建筑物修理规则》(铁运【2010】138号)12、《铁路运营线施工安全管理办法》(铁运【2012】280号)