京承线夹马石隧道漏水原因分析与解决方案
2009-03-16 来源: 浏览次数:隧道概况
夹马石隧道1955年由铁道部华北设计分局设计,铁道部隧道工程公司第四队负责施工,1959年建成通车。隧道全长2386.6m,中心里程203.971km,模筑整体混凝土衬砌,样式两端曲墙式、中间为直墙式。碎石道床,直线隧道,线路坡度15.5‰ 。隧道采用竖井式通风,竖井位于线路左侧17m处,直径4.5m,井深100.4m。运营时间不久,通风设备损坏,现在完全靠自然通风。由于工程艰巨,设计等级偏低,给运营留下不少病害,其中隧道漏水尤为突出。该隧道边墙淌水20处30m,拱顶滴水(成线)10处12m,边墙渗水30处35m,漏水量约16m3/昼夜。
隧道漏水造成后果
由于隧道常年漏水,洞内湿度较大,造成衬砌腐蚀剥落,钢轨及配件锈蚀严重,木枕腐烂,道床翻浆冒泥,致使线路稳定性较差,危及行车安全。冬季隧道漏水处结冰,造成积冰侵限,出现过冰柱刮机车,冰柱掉下砸伤乘务人员,积冰超越轨面等问题。另外由于结冰,给养护维修带来困难,需要大量人力进行隧道除冰。结冰又使衬砌受冻胀力影响,加速了破坏程度。
隧道漏水原因分析
通过对地质地貌,水文气象及漏水处所调查,漏水主要原因是:
地层地质条件复杂、水源不一
夹马石隧道穿越柴河与柳河分水岭,侧谷较多且坡度较缓。隧道穿越太古代的可溶性白云岩,在202.730km-202.800km段有一较大的断层,隧道通过处断层宽近170m,断层破碎带形成了丰富含水带,地下水的类型为裂隙性潜水,在重力作用下由高水位向低水位流动。修建隧道后,大部分地下水通过排水沟排出,一部分地下水通过衬砌薄弱处所漏入隧道。隧道岩层为白云岩,白云岩主要成分为Caco3,具有可溶性,被溶蚀后形成溶隙和空穴,是地下水径流通道和储存场所,由于该隧道穿越地形较为平缓,地表水补给地下水时,地表径流小,使地下水含量丰富。
施工质量差,防排水措施不力
隧道是50年代修建的,受当时技术条件、施工条件限制,质量较差。
(1)衬砌混凝土捣固不实,有的地段有蜂窝或空洞。
(2)施工中坍方或超挖地段回填不密实,形成水囊。
(3)防水层质量差,有些地段未铺设防水层,使地下水很容易从混凝土接茬或麻面处渗漏。
(4)边墙竖向盲沟设置不合理,有些竖向盲沟起不到排水作用,不能通过竖向盲沟流入水沟。而是从衬砌质量不良之处流入隧道内。
(5)隧道排水设施不力。山上地表排水设备简单,致使大量地表水通过渗流流入隧道。
衬砌化学腐蚀 使混凝土结构遭到破坏
因对地下水水质分析较少,衬砌未充分考虑碳酸性侵蚀。地下水中常见的气体成分有O2、N2、CO2、H2S等含大量二氧化碳的地下水使水泥中的碳酸盐变成可溶性的重碳酸盐。