鐵路隧道排水盲管結(jié)晶沉積疏通清洗技術(shù)

鐵路隧道排水盲管結(jié)晶沉積疏通清洗技摘要：我國是一個(gè)多山的國家，其中山嶺、丘陵和高原總面積約占總國土面積的69%。地處第一與第二階梯過渡帶的中西部廣大地區(qū)，海拔高差落差大，巨大高程障礙下遍布著縱橫交錯(cuò)的隧道網(wǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國鐵路運(yùn)營隧道約6180座，其中滲漏水隧道1949座，占隧道總數(shù)的31.5%[2]。水是引起鐵路隧道諸多病害的根本誘因，諸多山嶺隧道在施工后期或投入運(yùn)營后會(huì)出現(xiàn)排水盲溝（盲管溝）結(jié)晶堵塞失效引發(fā)滲漏水的問題。由于地下水?dāng)y帶的各種離子長期作用于隧道的注漿材料和初期支護(hù)混凝土，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鈣化物淤積沉淀。堆積堵塞盲管后，造成縱、橫向排水盲管失效，導(dǎo)致襯砌背后水位升高。隨著水壓增大，水便從襯砌防水薄弱部位滲出。再加上地下水不斷腐蝕襯砌，水流孔洞逐漸增大、增多，引起大面積滲漏水，水壓過大時(shí)會(huì)突發(fā)襯砌淌水或射水，危及行車安全。本文就隧道排水盲管結(jié)晶沉積疏通清洗技術(shù)展開研究，通過對(duì)相關(guān)管道清洗技術(shù)的比選，結(jié)合一個(gè)新建高鐵隧道中的實(shí)際應(yīng)用案例，確定適用于隧道排水盲管結(jié)晶沉積的疏通清洗技術(shù)，希望能為解決隧道排水盲管結(jié)晶沉積堵塞問題提供參考。關(guān)鍵詞：隧道工程；排水系統(tǒng)；疏通清洗技術(shù)引言隧道排水系統(tǒng)一直是隧道設(shè)計(jì)施工的薄弱環(huán)節(jié)。諸多隧道在其修建過程和運(yùn)營過程中由于各種原因出現(xiàn)了排水系統(tǒng)堵塞的問題，尤其是巖溶地區(qū)或水中鈣離子含量較高的地區(qū)容易出現(xiàn)碳酸鈣結(jié)晶沉積從而造成堵塞，由此引發(fā)諸多結(jié)構(gòu)性的問題，縮短了隧道的使用壽命，并對(duì)行車安全產(chǎn)生了一定的影響。由于隧道排水盲管位于襯砌背后，難以進(jìn)行日常檢查和疏通，就造成了排水盲管中結(jié)晶沉積的迅速發(fā)展，最終導(dǎo)致管道堵塞，逐步失去排水能力。1病害段水文地質(zhì)特征胡麻嶺隧道K88+277?K90+000區(qū)段滲漏水最為嚴(yán)重。在該區(qū)段內(nèi)集中了邊墻滲水流砂、邊墻引水孔水結(jié)晶堵塞、隧道拱頂?shù)嗡畬?dǎo)致道床浸濕等病害。該區(qū)段隧道埋深30m，頂面為定西市祖歷河二級(jí)支流西河上游馬家溝淤地壩。隧道施工期間，3#和5#斜井的棄碴填埋了隧道頂部馬家莊溝下游洪道，阻擋沖溝泄洪，積水無法及時(shí)排出，在隧道頂部形成水庫，寬68m，長900m，壩體高12.21m，地層為第三系粉細(xì)砂。2堵塞原因分析2.1水文地質(zhì)條件隧道位于黃土地區(qū)，前期地勘資料表明，隧址區(qū)土多呈潮濕-飽和狀態(tài)，存在鈣質(zhì)結(jié)核。這些鈣質(zhì)結(jié)核隨地下水進(jìn)入隧道排水系統(tǒng)中，在流速較緩的地方產(chǎn)生沉積，并且隨著時(shí)間的發(fā)展，最終形成結(jié)垢，堵塞排水管道。2.2隧道防排水系統(tǒng)不健全排水管道布設(shè)的不合理，排水溝的深度和寬度均不符合規(guī)定；另外，泥砂漿堵塞排水管道，使其無法正常排水。(2)進(jìn)行混凝土連接或者施工接縫時(shí)，須按照要求展開；此外，各個(gè)工作環(huán)節(jié)的施工工藝、施工材料、施工設(shè)計(jì)方案以及質(zhì)檢工作均須符合要求，按規(guī)定進(jìn)行。2.3混凝土水化產(chǎn)物析出混凝土產(chǎn)生的裂隙是地下水滲漏入隧道結(jié)構(gòu)的主要途徑，在水滲入隧道結(jié)構(gòu)的過程中會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生侵蝕，不僅會(huì)使原有的混凝土裂隙增大，還會(huì)形成新的裂隙，而混凝土開裂所產(chǎn)生的一些顆粒會(huì)隨水流入隧道排水系統(tǒng)中，并且形成沉積。在地下水的長期沖刷作用下，初支混凝土本身含有的Ca(OH)2晶體產(chǎn)生溶解，并且與地下水中的CO2反應(yīng)生成CaCO3沉淀。3鐵路隧道排水盲管結(jié)晶沉積疏通清洗技術(shù)3.1低位泄水方案經(jīng)過反復(fù)研討及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比，最終確定在滲漏水部位下方鉆孔泄水，以替代失效的縱橫向排水盲管。采取水鉆在邊墻底部50cm高處打泄水孔，鉆眼直徑為100mm，鉆孔深度控制在剛打穿防水板即可（不得打穿初期支護(hù)，防止噴砂涌泥）。為確保低位泄水孔整治效果，建立整治臺(tái)賬，對(duì)每處滲漏水病害進(jìn)行編號(hào)排查統(tǒng)計(jì)結(jié)晶周期，合理制定清理疏通作業(yè)計(jì)劃，定期進(jìn)行清理。3.2氣水脈沖結(jié)合化學(xué)清洗技術(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果，通過高壓水射流清洗無法將管道中形成時(shí)間較長、粘接強(qiáng)度較高的硬質(zhì)結(jié)垢清除，因此采用氣水脈沖結(jié)合化學(xué)清洗的方式對(duì)殘留結(jié)垢進(jìn)行清洗。利用氣水脈沖的方式將清洗劑送入環(huán)向盲管中，清洗劑通過與碳酸鈣垢層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)軟化、溶解垢層，使其能夠隨水流流出管道，從而達(dá)到徹底清洗的目的。3.3排水管及帷幕注漿在DK418+356處向小里程方向鉆鑿?08超前鉆孔并設(shè)置排水管以引排地下水，超前鉆孔長30?35m，環(huán)向間距1m，外插角15°?20°，設(shè)置范圍為拱部180°。對(duì)DK418+346?DK418+311段進(jìn)行帷幕注漿，共設(shè)2環(huán)，每循環(huán)注漿長度為20m，第一段注漿加固后開挖15m，剩余5m為第二段止?jié){巖盤，注漿加固圈為開挖輪廓線外5m。3.4留置施工縫使用遇水膨脹橡膠（或膩?zhàn)樱ǔＶ顾畻l不具備緩解膨脹的作用，尤其強(qiáng)調(diào)快速膨脹，如3d時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大膨脹倍率。鑒于遇水膨脹橡膠（或膩?zhàn)樱┮子鏊焖倥蛎浀木壒?，在未澆筑前其遭受雨淋或受到雨水沖刷浸泡，發(fā)生膨脹，但如果澆筑結(jié)束時(shí)施工縫裂開，便不會(huì)膨脹，減小止水作用，導(dǎo)致形成滲漏。3.5為防止水從縱向施工縫滲出在仰拱施工時(shí)除按設(shè)計(jì)要求設(shè)置止水帶外，需在仰拱縱向施工縫處預(yù)留防水板，防水板緊貼初期支護(hù)面，并埋入仰拱填充面以下50cm左右，且保證防水板在仰拱填充面以上預(yù)留搭接長度不少于1m。防水板施工前每1.5m設(shè)置一道取00環(huán)向盲管，在設(shè)置環(huán)向盲管的位置相對(duì)應(yīng)在仰拱填充中必須預(yù)留內(nèi)徑不小于100mm的鋼管作為橫向盲溝(如果流水量過大，環(huán)向盲管必須加密，環(huán)向盲管的加密需根據(jù)施工段最大涌水量并留有一定的富余量考慮)，確保80%以上的水直接通過二次襯砌背后的盲管排入中心水溝，保證排水暢通。結(jié)束語綜上所述，復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工技術(shù)對(duì)鐵路工程的整體使用質(zhì)量具有決定性的影響。為此，施工企業(yè)要高度重視復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況加強(qiáng)綠色隧道施工技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，提升復(fù)雜地質(zhì)條件隧道施工的安全性與穩(wěn)定性，保障鐵路運(yùn)輸事業(yè)的安全有序發(fā)展。參考文獻(xiàn)劉洋濤.淺析鐵路隧道防排水設(shè)計(jì)與施工3].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018(22):176-177.周剛,張立明，盧平.鐵路隧道防水施工技術(shù)的方法與應(yīng)用3].工程技術(shù)研究,2018(14):59-61.高杰卿.寒