准朔铁路有限责任公司 山西省太原 030001
摘要：隧道基底翻浆冒泥已经成为影响铁路运输的难题，如何有效阻止其继续发展，对出现的病害怎样通过各种手段和办法进行整治，已经成为铁路运营部门的燃眉之急，通过对典型病害成因的发生、发展过程现场勘察分析，并根据病害的根源采取针对性的方法进行整治，否则问题没有得到彻底有效的整治还对财力、物力、人力造成极大的浪费。所以一个科学合理的整治方案尤为重要。
关键词：隧道：道床：翻浆冒泥：病害整治：方案
一、工程概况
隧道位于***省境内**地区，由**局承建，整条隧道采用无砟轨道结构。起止里程为K59+539- K74+714，全长 15175m。隧道穿越涔山脉低中山，地形起伏较大，冲沟发育，进出口均为黄土覆盖，山坡坡度较缓，隧道最大埋深约为 443 米，为单洞单线隧道。隧道防排水遵循“防、排、堵、截结合”的原则。衬砌背后拱墙设置分离式EVA防水板，二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P8。隧道基底是根据黄土地层的深度和湿陷情况采用强夯或挤密桩消除。
二、病害基本情况
该隧道开通运营期间，整体道床出现多处病害，其中较为严重的是K66+610、K67+110 两处无砟道床板与相邻道床板之间出现翻浆冒泥、线路下沉、道床板出现裂痕等问题，列车通过时该两处道床板的缝隙由于受外力挤压向外呈现喷水状态。其余里程病害虽不明显但也呈现出类似情况的趋向，两侧排水沟内及电缆槽与整体道床间出现淤积堵塞、渗漏等病害，列车通过时道床板上下振动出现明显的抽吸现象，个别地段伴有左右晃动的现象，线路几何尺寸难以保证，导致列车限速 45km/h 通过。养护部门只能采用增加垫板调整扣件等常规措施进行维持，线路高低变化难以控制，个别地段增加垫板调整量已达到最大值，而整体道床板下沉趋势还在逐步的增大，严重影响行车安全。
三、抢险、线路运行情况及原因分析
基于K66+610、K67+110 两处无砟轨道严重出现翻浆冒泥、道床下沉、轨道板断裂的重大隐患严重影响列车运行安全，组织进行了抢险救援施工，暂时确保列车在限速前提下可安全运行。后结合钻孔取芯记录，结果表明整体道床与仰拱填充层之间不密实、脱空、隧底结构厚度不足是导致本区段隧道基底病害的根本原因；其次隧底结构在列车运行重载作用下发生周期性的抽吸和研磨，围岩裂隙水夹杂泥沙从基底裂缝中挤出，逐渐形成较大的腔状空间，最终导致基底结构承载能力大大降低，这是导致本区段隧道基底病害的主要原因。还有就是由于仰拱填充层间不密实，排水沟的水进入电缆沟后渗入仰拱填充层间，致使隧道基底填充层间内细小的缝隙内长期处于浸水状态，在运行列车轮对的冲击下高低起伏形成空洞研磨出现的细颗粒物形成浆液，沿着隧底破损面外溢至道床，进而形成翻浆冒泥的现象，这是该隧道基底病害发生的直接原因。
1、抢险施工情况调研
从开通后对出现危情的地段进行应急抢险救援施工，方案采用基底注入高分子加固材料进行整治，共计整治 422.5米，施工结束后对整治地段进行了钻芯取样检测，在轨道板以下 35cm、70cm、90cm 处均有高分子加固材料（说明抢险施工材料灌注到位）。后又对隧道抢险整治以外的其他地段进行检查，施检查发现，抢险施工整治效果虽满足设计要求，而且抢险施工灌注的地段也未出现翻浆冒泥现象，但是相邻抢险地段的其他地段（抢险之前该地段使用正常）又出现少许翻浆冒泥的病害。由此说明，抢险救援施工基底注浆加固仅仅是确保了该地段的安全稳固，而其他连接地段又相继重复出现类似病害的联锁趋势。
2、线路整治情况调研
通过对线路整治情况勘查分析，由于线路开通时间不长运行车辆密度较少，一天之内基本无列车连续通过。近期由于省外的几条专用线相继开通与该线路接轨，该线路运营量逐渐增大，发现隧道内有两处晃车较为严重，随后采取摄像加百分表进行监测，发现前期抢险整治过的范围内，重载列车经过时轨面上下晃动在 0.2mm 至 0.3mm之间，未进行整治范围内重载列车进过时轨面上下晃动在 0.5mm 至 30mm之间，其中 K66+610处轨面下沉严重，喷水冒泥较为严重，水沟、电缆槽均有下沉迹象，尤其是整体道床板，板与板之间缝隙病害较为严重，并且有蔓延的趋势，同时在前期抢险整治范围前后也不同程度的出现了轻微的翻浆冒泥现象。
.png)
3、病害处理情况分析
（1）该隧道设计为无水隧道，抢险施工钻孔过程中也发现，大部分钻至道床板下 30-35cm 处出现泥浆，仰拱厚度不足；
（2）K67+100 在抢险整治施工时留有一处泄水孔，检查时发现，该处泄水管内水量很小，基本无水，但在近期检查发现泄水孔水量明显增大，与自来水管水流量相近，并且存在一定的水压，说明基底水的流向已发生变化；
（3）在对已处理范围内的地段进行二次补强钻孔施工发现，道床板缝隙间还存在少量外溢的泥浆，表明已经出现联锁病害反应；
（4）施工中发现大部分翻浆冒泥、下沉断板处，水沟水位均高出电缆槽（电缆槽底与轨道板底为同一水平面，且相互连通）需要清理水沟杂物，降低水位；
（5）经现场勘察分析认为水沟与电缆沟及无砟轨道板之间有施工缝或贯通裂缝，仰拱施工缝亦存在缺陷或其他裂缝，形成渗水通道。由于基底地下水沿着过水通道或由侧沟开裂处溢出进入仰拱、仰拱填充与无轨道道床板间空隙，形成水囊，在列车的动载作用及水压力的劈裂作用下裂缝不断扩展导致水囊不断扩大，在冲击水流作用下骨料相继挤出形成离缝并不断扩展。
四、整治方案
经以上各种情况综合分析，病害主要是由于排水沟水量过大、水位过高，与轨道板底形成过水通路，经列车荷载作用形成抽吸现象，产生道床翻浆冒泥，经过长时间后出现脱空下沉。
隧道水沟综合整治方案
1、充分调查隧道水沟裂纹里程及位置。针对水流量大、水位高、侧沟裂纹或渗水严重区段，水沟裂纹修补应尽量降低或引排水流，采用分区引排、分区注浆的方案。整治范围从 K67+150 至隧道进口。
（1）首先对排水管进行清理后采取“排水沟内加设两根内径为100mm的PVC排水管”对水进行引排，这样就能使排水沟的水与电缆槽底、轨道板底缝隙有效的隔离。拱墙内少量渗水可通过拱墙加设排水管直接引入排水沟，如果水量大可直接接入排水管。
（2）对排水管下与水沟沟底中间水流较小区域，采用水下不扩散水泥基材料或硅酮材料修补，将裂缝封堵。通过引排，沟底水压水流相对较小，利用该材料在水下良好的凝结、防水及耐久性能，涂抹防水覆层已达到封堵目的。
（3）对水沟沟帮裂纹采用注浆法（EP-01 环氧树脂高分子环保型化学注浆材料）进行处理。
2、道床锚注高分子材料在对无砟轨道下沉、翻浆冒泥病害的应急处置，通过注浆堵水达到控制沉降变形的目的，在此基础上对无砟轨道板裂缝进行了修补。本着轻重缓急的原则，先进行 “道床锚固”及“裂缝修补”。截断水沟、电缆沟与道床过水通道，防止水流大量流入道床，避免在列车运行动态循环及冲击力的作用下道床板与板之间上下颠簸交错起伏，防止形成二次翻浆冒泥、导致道床板整体下沉，形成“晃车”现象。
（1）对裂纹施工操作的基层表面进行清理，避免有水从裂纹处渗出；
（2）对裂纹位置按混凝土结构厚度准确进行打孔，按裂纹线倾斜30°-70°或骑缝进行打孔，根据实际情况控制打孔的深度，上好注浆针头（用工具埋设并紧固）；
（3）在粘合剂抹刷 48 小时后，进行试压，以避免注浆时受注浆压力的影响而变形开裂；
（4）注浆，试压合格后，注浆压力的掌握由有施工经验的注浆技术人员进行操作，灌注浆液从结构里面由下往上灌注，当浆液从裂纹处冒出后立即停止，依次向前进行；
（5）加压，注浆程序完成后 15—20 分钟进行重新加压一次，确保缝中浆液饱满；
（6）在注浆过程中要同时放置红外线水平仪及便于观察的轨道水平仪，密切观察轨道的起伏状况，严格把控轨道高度的几何尺寸，防止注浆过量造成次病害；
（7）剔除注浆针头，用 RF-6 粘合剂、防水砂浆封堵浆孔，并做好修饰和复查；
（8）打磨，打磨工作在前期工作做好后，符合质量要求的情况下进行，保持墙体打磨光滑、平整，以便达到质量要求和验收标准。
.png)
五、锚注一体化+裂缝修补综合整治方案
针对该隧道病害区段轨道板离缝脱空、下沉、翻浆冒泥等病害现状，通过现场勘查调研结果确定“锚注一体化+裂缝修补”的综合整治方案。具体如下：
1）恢复排水系统功能，切断水沟与基底、道床的过水通道及细颗粒运移通道，减少进入道床的地下水量；
2）在病害段无砟轨道板适当位置打设注浆孔、安装中空锚杆并加注高分子加固材料，对仰拱填充层就行加固的同时，填充道床板下空隙，对裂缝或结构裂损处进行渗透封堵，切断水源补给，防止基底存水空间的进一步发展及细颗粒流失造成的结构状态恶化；
3）对病害段无砟轨道裂缝进行进一步调查登记，参考《无砟轨道线路修理规则》，对裂缝进行病害等级划分，对Ⅰ、Ⅱ级裂缝采用“表面修复法”进行修复，Ⅲ级裂缝采用“损伤修补法”。
4）针对K66+580 处下沉严重的状况，轨下垫板达 30mm 以上，采取锚注一体化+裂缝修补的方案（为高分子加固材料注浆+水沟裂缝修补及排水管引排），对该段进行试验段施工，经整治后到目前为止，该处未发现翻浆冒泥及继续下沉现象。
六、调研总结
通过前期锚注一体化及轨道板裂缝修补的应急整治施工，虽已暂时缓解病害恶化趋势，但病害仍然存在，其一：翻浆严重地段经过注浆暂时保持稳定态势但相邻地段又出现病害苗头；其二：随着重载车辆运量增大，对未出现病害及已经出现病害苗头的地段形成了病害移位，导致线路几何尺寸难以保持。其主要因素- “水害”未得到有效引导排泄。根据目前病害情况的掌握，基底裂隙复杂，裂隙之间的水流来源复杂，分析认为大部分水来自两侧水沟和基底出现地下横向水层，并且排水沟的水流已经与整体道床底部联通，即使经过注浆处理结果也只能是病害移位。致使部分里程病害反复。所以整治隧道基底病害首先要彻底治理隧道水害。想治理隧道水害首先要对水进行合理的疏导、引排，然后对病害地段进行注浆加固，对特殊病害地段在保证线路几何尺寸的前提下要分二次、三次进行注浆加固，才能使病害得到彻底解决。确保运输安全畅通。