謝德江（新疆鐵道勘察設(shè)計院有限公司，新疆烏魯木齊830011）

1 工程概況

新建鐵路哈（哈密）羅（羅布泊）線為國鐵Ⅱ級干線，是南疆環(huán)線的重要組成部分，該鐵路的建設(shè)，對于新疆煤炭和鉀鹽資源開發(fā)利用具有重要意義。其中DIK34+090～DIK34+730段共640m為路塹挖方，挖深0～4.0m，工程地層從上到下主要為風(fēng)積細(xì)砂厚度0.5～1.5m、中粗砂厚度0.5～1.5m、泥巖夾砂巖。不良地質(zhì)為風(fēng)沙，特殊巖土為膨脹性泥巖。最高氣溫43.9℃，最低氣溫-32.0℃。年平均蒸發(fā)量2974.7mm，年平均降雨量35.7mm。最大季節(jié)凍土深度為130cm。

2 地下水的發(fā)現(xiàn)及其成因分析

2.1 現(xiàn)場施工地下水的發(fā)現(xiàn)

施工單位開挖至設(shè)計標(biāo)高，一般挖方深度0～4m，根據(jù)現(xiàn)場路塹開挖情況地層與原勘察資料一致，兩側(cè)有水滲出，出漏于砂層與泥巖界面。隨著施工的進(jìn)行，水的流量逐漸增大，已浸泡挖方路基，路塹開挖至路基面時滲水流量達(dá)到200m3/天，水質(zhì)較差，具有硫酸鹽及氯鹽侵蝕性，環(huán)境作用等級H2、L2。

圖1 現(xiàn)場開挖照片

2.2 地下水類型及流向判斷

從縱向開挖的DIK34+090～DIK34+560段路塹兩側(cè)可見，地下水出漏于砂層與泥巖界面，賦存于中粗砂層，該層厚度0.5～1.5m；DIK34+560～DIK34+730段為泥巖，無賦水層。再從地形地貌上看，左側(cè)有一級階地，右側(cè)有兩級階地，地勢右高左低，左側(cè)階地和右側(cè)一級階地上有蘆葦生長，說明地下水豐富，二級階地上為沙丘，說明地下水較少。綜合分析，該地下水為地下潛水，流向是由右到向左，路徑通過砂層與泥巖界面流過。

2.3 地下水變化原因分析

路塹定測鉆探在2009年12月至2010年1月完成，屬于枯水期，地下水位和水量與2010年5、6月施工期間相比略低，水量較少。加之當(dāng)年哈密地區(qū)氣候異常降水相對偏多，雨雪量明顯高于往年，入夏以來融雪性洪水和雨水較大，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給增強(qiáng)，水位升高。

3 地下水對本路基工程的危害

3.1 脹縮變形

由于該段地層底部大多為泥巖夾砂巖,具有膨脹性，地下水位升降變化能引起巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形，嚴(yán)重者形成地裂。當(dāng)?shù)叵滤蛔兓l繁或者變化幅度大時，不僅巖土的膨脹性收縮變形反復(fù)，而且脹縮幅度也大。

3.2 沉降變形

地下水在路基范圍內(nèi)活動，逐漸浸濕路基本體，使路基基底風(fēng)化層土質(zhì)軟化、土體顆粒變細(xì)，強(qiáng)度降低，壓縮性增大，產(chǎn)生較大的沉降變形。

3.3 凍脹及鹽漬化

由于該地區(qū)冬季寒冷，毛細(xì)水凍結(jié)時能吸引集聚大量水分形成凍結(jié)層，使路基發(fā)生凍脹變形，凍層融化時又會產(chǎn)生翻漿冒泥；由于本段地下水含鹽量大，毛細(xì)水的活動會使路基本體鹽漬化，并引起路基膨脹等病害，都將嚴(yán)重影響路基穩(wěn)定性和運營安全。

4 加固措施

4.1 設(shè)計理念

為了防止地下水在路塹內(nèi)滯留而危害工程，針對本段路塹地下水的特征，位于路塹側(cè)溝下或側(cè)溝旁的淺埋滲水暗溝，可以降低路塹范圍內(nèi)的地下水和疏干其附近的土體，并使循最短通路排出，視需要在路基一側(cè)或兩側(cè)布置。

4.2 滲水暗溝的設(shè)置

在路基兩側(cè)側(cè)溝平臺用C15混凝土預(yù)制塊板鋪砌，平臺中心1.5m處以下設(shè)矩形滲水暗溝匯集地下水，沿線路方向每隔50m設(shè)一個檢查井，出口處設(shè)置M7.5水泥砂漿砌片石端墻。

滲水暗溝底寬1.6m，深2.6m。底部鋪C25混凝土基礎(chǔ)，厚0.2m，基礎(chǔ)頂面做成5%的斜坡；滲溝溝壁四周做滲水反濾層，中間部位填篩選洗凈的卵石、礫石；頂部填0.2m厚的洗凈礫石；滲溝溝底設(shè)置直徑為50厘米的PVC帶孔雙壁波紋滲水管。

圖3 滲水暗溝橫斷面詳圖

4.3 效果評價

目前路基施工成型，鋼軌鋪架已完成。路塹內(nèi)無滲水現(xiàn)象，沒有出現(xiàn)凍脹及鹽漬化等病害，經(jīng)現(xiàn)場觀測，路基沉降和路基變形均滿足規(guī)范要求，說明該段地下水路塹的設(shè)計措施是有效的。

圖3 滲水暗溝照片

5 結(jié) 語

巖土工程問題中，地下水問題占有相當(dāng)重要的位置。為提高工程勘察設(shè)計質(zhì)量，要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，以消除或減少地下水對巖土工程的危害；隨著工程勘察設(shè)計的發(fā)展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察設(shè)計水平的提高起著極大的推動作用。

[1]鐵道第一勘察設(shè)計院.TB10012—2007鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2007.

[2]鐵道第一勘察設(shè)計院.鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊路基[M].北京：中國鐵道出版社，1992.

[3]鐵道第一勘察設(shè)計院.TB10001—2005鐵路路基設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[4]鐵道第四勘察設(shè)計院.TB10035—2006鐵路特殊路基設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2006.

[5].付月平.地下水發(fā)育深路塹的勘察與設(shè)計[J].鐵道勘察，2010（04）:51-53.

[6].謝松兵.寧啟鐵路地下水路塹加固設(shè)計及施工要點簡述[J].鐵道勘察，2009（03）:30-32.

[7].楊建國.太原-中衛(wèi)-銀川鐵路膨脹巖路塹的設(shè)計[J].鐵道建筑，2007（03）:73-75.