高强度岩溶水致铁路隧道衬砌破损的处治理念与实践

作     者：张鹏 王立川 李林毅 姚勇 张学民 郑波 刘茂兵 ZHANG Peng;WANG Lichuan;LI Linyi;YAO Yong;ZHANG Xuemin;ZHENG Bo;LIU Maobing

作者机构：中国铁路成都局集团有限公司成都610082 中铁十八局集团有限公司天津300222 中南大学土木工程学院长沙410075 中铁西南科学研究院有限公司成都611731 中铁四局集团有限公司合肥230000 

出 版 物：《现代隧道技术》 (Modern Tunnelling Technology)

年 卷 期：2022年第59卷第2期

页      面：227-241,251页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：基于格构法的铁路隧道缺陷整治技术研究与应用(2019) 高压富水隧道全封堵径流场地下水技术及应用研究(KJ21-11). 

主　　题：铁路隧道 衬砌破损 岩溶 处治 数值仿真 

摘      要：岩溶区铁路隧道在高强度降雨后水害频发,严重影响隧道运营安全,冲击运输秩序甚至中断行车。以织毕铁路元宝山隧道水害案例为依托,从地质条件、降雨条件、水害段设计与施工等方面对衬砌破损原因进行探究,提出以“充分利用既有结构+重点区段开放性排水为核心理念的隧道水害处治技术,并通过数值仿真对灾害形成与处治效果进行模拟分析。研究结果表明:地勘阶段对地层富水性认知不足、施工期低估高强度降雨条件下的水害风险、设计变更时未完善防排水体系是导致隧道衬砌破损灾害的主观原因,隧道洞身附近地层岩溶发育且水力管道连通性强、隧址区一定时段内的高强度强降雨是其客观原因。模拟结果显示:暴雨后地下水位骤增引发的外水压力增长使衬砌内力显著增加,最终导致边墙衬砌安全系数急剧降低并引发大面积破损,与现场破坏特征吻合较好。经现场抢险式整治,隧道结构稳固,即使此后两次遭遇历史级强降雨,隧道仍维持良好状态,至今未再现水害和其他灾害,表明了整治方针的正确性。