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鐵路隧道工程結構防排水設計理念

2018-04-12 09:24:09 來源網站:免費論文網創業好點子 本文移動端:鐵路隧道工程結構防排水設計理念

鐵路隧道工程結構防排水設計理念 本文關鍵詞:排水,隧道,設計理念,鐵路,結構

鐵路隧道工程結構防排水設計理念 本文簡介:摘要:伴隨我國鐵路隧道建設步伐的加快,對工程結構防排水施工提出更高的要求。然而從傳統施工技術來看,更傾向于借助整體式襯砌、礦山形式實現,同時伴隨著防水設施上的不完善,投入使用后出現滲漏的可能性極大,影響鐵路隧道的形成舒適度與安全性,這就要求做好防排水設計與施工工作。本次研究將結合鐵路隧道工程結構滲漏

鐵路隧道工程結構防排水設計理念 本文內容:

摘要:伴隨我國鐵路隧道建設步伐的加快,對工程結構防排水施工提出更高的要求。然而從傳統施工技術來看,更傾向于借助整體式襯砌、礦山形式實現,同時伴隨著防水設施上的不完善,投入使用后出現滲漏的可能性極大,影響鐵路隧道的形成舒適度與安全性,這就要求做好防排水設計與施工工作。本次研究將結合鐵路隧道工程結構滲漏問題與危害,明確鐵路隧道工程結構防排水設計理念,提出鐵路隧道工程結構防排水設計與施工具體措施。

關鍵詞:鐵路隧道;工程結構;防排水;設計理念;施工措施

鐵路隧道工程建設是支持我國社會經濟發展的關鍵所在,盡管近年來在鐵路隧道工程建設方面,我國給予高度重視,無論在資金、技術各方面均有極大的投入,但隧道滲漏情況仍屢見不鮮,而解決該問題的關鍵在于做好設計與施工工作,盡可能在結構防排水整體性能上提高。因此,本文對鐵路隧道工程結構防排水設計理念與施工措施的研究,具有十分重要的意義。

1鐵路隧道工程結構滲漏問題與危害

上世紀80年代前,整體式襯砌、礦山是隧道施工常用的方式,且無配套的防水設施,致使滲漏問題日益加劇。自80年代中后期,因隧道施工技術日益完善,施工中有較多新技術逐漸投入使用,極大程度上改善鐵路隧道滲漏情況。從滲漏情況具體表現與危害看,主要表現在隧道內漏水方面,滲漏情況下,侵蝕破壞混凝土襯砌,結構中的鋼筋將被銹蝕,襯砌材質處于剝離、劣化狀態,隧道結構整體穩定性受到影響。由于部分隧道所處區域為寒冷地區,隧道的襯砌混凝土結構更易陷入凍融情況中,如低溫環境下滲漏水可能以冰的形式存在,在凍脹力產生后致使隧道質量被嚴重影響,如襯砌剝落、襯砌開裂、拱墻變形、地板翻漿、線路起伏等問題。而在融化后,又會侵蝕隧道整體結構,特別在防排水結構性能較差情況下,更加劇隧道結構質量的惡化。由此可見,滲漏問題的存在直接影響工程結構質量,且進一步對行車舒適度、安全性造成影響[1]。

2鐵路隧道工程結構防排水設計理念

2.1鐵路隧道工程結構防排水等級合理確定

鐵路隧道工程結構防排水設計中,要求以工程實踐為依據,包括專業技術、工程實際情況等,做防排水等級的確定。從一般工程實踐過程看,在環境變化影響下,對防排水等級要求有一定差異,如部分工程即使有少量滲水,結構的正常使用不會受到影響,所以在防排水等級上相對較低。而部分區段如車站隧道等,在防排水要求上較高,防排水等級確定中也需保持較高。這些均提示在工程結構防排水設計中,切忌出現對防排水標準降低情況,且避免刻意追求高指標,盡可能做到準確定級,合理進行防排水設計。這樣在防排水等級合理情況下,既可使工程造價降低,且對后續隧道結構維修帶來一定便利。

2.2鐵路隧道工程結構防排水系統環境分析

鐵路隧道工程結構設計中,除在防排水等級上合理確定外,還需注意立足于工程結構防排水整體環境,進行防排水結構體系的構建。對于其中的防排水環境,主要以工程防排水條件、外部環境因素為為主。以往施工活動中,更注重在排水設施上不斷完善,通過高性能的防水設施達到防排水要求,但因技術水平較低,且無配套的防水措施,同時對結構設置與環境因素忽視,致使隧道防排水效果并不理想,增加后續運營維修工作量。事實上,這種單一防排水措施本身無法適應隧道工程整體環境,更無從談及保證運營質量。因此,設計工作開展中,應綜合考慮多方面因素,除工程結構自身因素外,其他如排水條件、環境條件均需納入考慮范疇,構建完整的結構體系,這樣在實際施工中,有具體的結構體系作為指導,可保證施工質量[2]。

2.3鐵路隧道工程結構防排水性能要求

目前,鐵路隧道工程項目開展中,受地下水質、周圍環境影響,可能導致施工過程受到影響,即使項目投入使用后,出現排水系統堵塞、淤積的可能性也較高,致使隧道滲漏水的可能性增大。且部分襯砌結構在外界環境影響下,易出現病害問題,致使防水失效。這便對工程結構設計工作提出較高的要求,實際設計中應正確認識襯砌結構滲漏原因,具體表現在:①結構自身缺陷問題,以混凝土配比為例,摻入過少或過多的外加劑,或水灰比不合理,級配較低等,投入使用后,出現泌水通路的可能性較高;②諸多薄弱部位的存在,易增加滲漏可能性,如變形縫、施工縫以及襯砌結構構造等。針對這些問題,設計過程中要求充分考慮如何使防排水系統可靠性、耐久度提高,著重解決混凝土質量、襯砌結構問題[3]。

3鐵路隧道工程結構防排水施工措施

鐵路隧道工程結構防排水設計合理基礎上,要求做好具體的施工工作,根據當前大多工程施工情況看,可采取的防排水施工措施主要包括支護防排水施工、基面處理施工、防水板鋪設、排水盲管施工以及止水帶施工措施等。同時,為保證施工質量,還需采取其他有效的質量控制措施,如人員、技術等。

3.1支護防排水施工

支護防排水施工中,需以隧道滲漏情況為依據,做好初期支護作業工作。施工開展中,要求做好排水半圓管的埋設工作,確保排水通道系統形成,這樣隧道縱向排水管內有水排入,然后通過橫向泄水管,向排水溝內引水排水。值得注意的是,初期支護防排水施工中,若區段地下水較大,應考慮做好排水盲管加密工作,具體的措施包括:第一,鉆孔處理。鉆孔位置取出水點集中位置,鉆孔按照水源方向進行,在鉆孔內植入單根引水盲管,在此基礎上利用速凝砂漿封堵,確保管道集中引出地下水。第二,混凝土噴射作業。開挖隧道后,若圍巖表面為線流、股流,考慮做排水半圓管的設置,取水泥砂漿噴射于排水管周圍,保持1-2cm噴射厚度,最后做混凝土噴射,這樣可保證初期支護防排水施工質量[4]。

3.2基面處理施工

初期支護防排水施工情況下,需進一步做基面處理,處理對象主要為初期支護表面凹凸位置、滲漏水位置。若區段滲漏水問題嚴重,處理中選擇注漿堵水方式,而其余渠道取排水管埋設,這樣可在邊溝內引入滲漏水。具體施工流程:①對于支護表面凹凸問題的處理,如表面處的錨桿頭、鋼筋頭,處理中可考慮的切斷方式,并以鐵錘鉚平,最后通過砂漿素灰抹面;②支護基面處理結束后,需做質量檢查工作,特別對于支護斷面,可借助斷面儀、全站儀等檢查,確保斷面施工與設計要求吻合。實際檢測中,一般要求每隔10m,對一個斷面進行檢測。這樣在基面處理下,能夠有效控制滲漏水情況的發生。

3.3排水板與防水板鋪設要求

關于防水板鋪設,施工中一般要求合理選擇排水板,如部分排水板具備防排水功能,設有順暢的防排水空間,應用中防排水效果較好。同時,施工中取無紡土工布設置于圓錐突臺頂面,許多微粒如巖石風化顆粒、泥土等均被阻止通過,防止排水通道阻塞。這樣整個排水結構以立體式構造形式呈現,能夠滿足擋水、排水與匯水等多功能要求。且因排水板實際制成取聚乙烯塑膠、聚苯乙烯等為材料,通過特殊工藝加工后,更有不易銹蝕、抗穿刺能力強、剛度高等優勢,所以應用于防排水結構中較為可靠。具體鋪設排水板中,整個流程為:①做緩沖/濾水層的鋪設,于隧道基面上鋪設無紡土工布,固定處理;②以隧道基面長度為依據,做排水板的合理裁取,將拱頂中線、焊接線標出,對稱卷起;③排水板懸掛,保證鋪設松緊適度;④將熱塑性墊圈、排水板熔化粘結,在基面上固定,保證焊接質量。另外,在防水板施工方面,鋪設中主要通過懸掛法實現,整個流程為:①保持1m固定點間距,且拱墻防水層應保持為15cm以上搭接寬度,拱墻防水層搭接邊坡防水層需保持120cm以上搭接寬度;②鋪設需按照由上至下方向,立足于混凝土噴射平整度情況,保證噴射控制好松弛度;③焊接處理,對搭接縫處理,處理后清理接縫位置,平整焊縫接頭,切忌有空隙或褶皺情況存在[5]。

3.4排水盲管施工措施

鐵路隧道工程結構施工中,排水盲管施工極為關鍵,是施工中的關鍵環節,其施工要點表現在橫向泄水管、縱向排水盲管與環向排水盲管等,利用直通、變徑三通或四通等方法,連接整個排水系統。從整個施工流程看,主要表現在:首先,環向排水管施工,施工中應于滲水巖壁上安設排水管,或在支護表面上緊貼排水管,無論安設或緊貼均要求布置中避免有起伏不平情況。同時,可利用裁切后的防水板邊角料,以長條形式呈現,保持2cm寬度,將盲管捆住,并取鋼釘固定長條兩端,或給予U型卡固定,確保拱部與固定點位置保持在50-80cm間距。其次,對于縱向排水管施工,要求在內軌下20cm位置鋪設排水管,鋪設安裝中應結合隧道縱坡度,使排水管鋪設與之一致,以此保證排水系統暢通,鋪設后需固定處理,固定處理可選擇環向排水管同樣的方法,固定后對排水管以土工布包裹,其目的在于防止竄入水泥漿,或出現堵塞排水管情況。最后,做邊墻內引水管施工處理。施工要點表現在將引水管設置于斷層破碎、隧道洞口與淺埋地段,保持2m左右間距,若滲漏水嚴重,做好加密處理工作,需注意的是,設置引水管中,其連接縱向排水管位置可能由防水板處通過,此時要求給予特殊處理措施,如對防水板、排水管做連接處理。若涉及混凝土澆筑情況,可對引水管口以編織袋封堵,然后以膠帶密封,防止竄入水泥漿液。此外,管道施工涉及的連接施工點較多,需注意以一字性形式連接縱向排水管,通過異型三通對邊墻內引水管、橫向引水管與縱向引水管連接,連接位置以膠帶纏繞粘貼。

3.5止水帶施工措施

止水帶部分施工質量對鐵路隧道工程結構整體質量有明顯影響,施工中需注意的問題主要包括:①于擋頭板位置固定止水帶,澆筑混凝土中需通過箱型模板對止水帶進行保護,且固定過程中切忌出現整體被破壞情況,防止有水帶偏移現象出現;②混凝土澆筑,澆筑中若與止水帶位置接近,應在沖擊力上嚴格控制,切忌因沖擊力過大導致止水帶被破壞,充分振搗,使止水帶、混凝土有效結合。除此之外,施工中可能出現其他如止水帶破裂、襯砌走模問題,需采取修補、糾偏處理措施,以此提高止水帶施工質量[6]。鐵路隧道工程結構防排水設計與施工中質量是影響其運行情況的關鍵所在。實際設計與施工中,應正確認識隧道滲漏問題的危害,在設計過程中充分考慮防排水等級設計、防排水系統環境以及防排水結構性能等問題,施工中需從支護防排水施工、基面處理施工、防水板鋪設、排水盲管施工以及止水帶施工措施等著手,以此保證隧道工程結構整體質量。

參考文獻

[1]劉路路,劉曉燕,姜自華.寒區隧道工程防排水現狀與思考[J].路基工程,2016,(04):219-222.

[2]張廣乾,仇玉良.鐵路隧道新型防排水結構應用探討[J].鐵道建筑,2015,(08):67-69.

[3]龔彥峰,肖明清.我國高速鐵路隧道技術要點與有關建議[J].鐵道工程學報,2014,31(12):67-71.

[4]鞏江峰,林本濤,張東卿.新型排水板在鐵路隧道施工縫的技術應用[J].高速鐵路技術,2013,4(06):57-60.

[5]翟可.預防富水鐵路隧道道床翻漿冒泥病害的設計施工措施探討[J].隧道建設,2013,33(05):388-392.

[6]項楊.鐵路隧道工程結構防排水設計理念及施工措施的探討[J].科學之友,2013,(02):47-48.

作者:王樹芳 單位:中交隧道工程局有限公司

  • 鐵路隧道工程結構防排水設計理念

    摘要:伴隨我國鐵路隧道建設步伐的加快,對工程結構防排水施工提出更高的要求。然而從傳統施工技術來看,更傾向于借助整體式襯砌、礦山形式實現,同時伴隨著防水設施上的不完善,...




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