- 相關推薦
淺析隧道治水和融冰
論文關鍵詞:隧道治水;危害
論文摘要:隨著國民的高速發展,我公司煤炭運量的大幅增加,列車速度、密度、載重、長度等逐年提高,舊有設備病害與運量增加的矛盾日益突出。隧道漏水和冬季結冰直接威脅行車安全,徹底整治隧道結冰成為急待解決的問題之一。
1問題的產生原因及危害
當隧道穿越含水層、巖熔裂隙發育地段及地下豐富且埋深較淺時,就形成了隧道漏水。根據漏水位置及大小,分為滲、淌、漏、冒幾類。冬季隧道內氣溫下降至0℃左右時,漏水地段多發生結冰現象。有的結冰后封住了漏水眼,結冰繼續發展,侵入限界影響行車。嚴重的會造成接觸網連電,冰漫鋼軌,損壞鋼軌及配件,側壁侵限,給行車安全帶來重大危害。
中國已有鐵路隧道約50000座,其中運營中出現不同程度的涌水、漏水、冒水、滴水、滲水、濕水等現象的約占全路隧道總座數的1/3左右。由于水的作用,還會發生和發展其他類型的病害。這些病害還與隧道所處的、水文地質(即隧道的長度、埋深,當地的氣候和地貌條件,地表水及地下水的狀態,巖石條件及地質構造等),以及施工養護中防排水系統是否完善等因素有關。
隧道漏水的危害及原因 隧道漏水,按其發生的部位和流量分為:拱部有滲水、滴水、漏水成線和成股射流四種;邊墻有滲水、淌水兩種;少數隧道有涌水病害。按水源補給情況分為:地下水(流量四季變化不大)補給;地表水(流量隨四季變化)補給。隧道漏水惡化洞內養路環境,影響一些技術設備的正常使用。
危害 ①在牽引區段,拱部漏水,會造成接觸網跳閘、放電漏電,影響安全運營,造成人身傷害。②在寒冷和嚴寒地區,隧道漏水會造成邊墻結冰、拱部掛冰,侵入限界,影響隧道正常使用。還會造成襯砌凍脹裂損和洞內線路凍脹起伏不平等病害。③在洞內線路排水不良地段,造成土質和軟巖地基的基床翻漿冒泥,整體道床下沉裂損病害,導致過床不穩固線路軌距水平變形超限,影響及安全,增加養護維修工作量。④洞內漏水潮濕,降低輪軌黏著力,加速鋼軌扣件和管線的銹蝕,加速木枕和膠墊腐朽,縮短線路設備使用壽命。⑤一些隧道,環境水中含有侵蝕性介質,造成襯砌混凝土和砂漿腐蝕損壞,降低襯砌的支承能力,增加大維修費用。⑥少數隧道暴雨后隧道襯砌或鋪底破損涌水,淹沒軌道,沖空道床,危害更嚴重。
漏水的原因 ①除地下水豐富外,主要是隧道設計與施工不當造成的。如設計時對襯砌周圍地下水的水源、水量、水質分析不足,對防排水考慮不周,對結構防蝕、耐凍、抗滲也未作專項設計。隧道修建后,將成為所穿過山體附近地下水集聚的通道。當隧道圍巖與含水層連通,而襯砌的防排水設備不完善時,必然發生隧道漏水病害。②隧道穿過含水的地層。如穿過砂類土和漂卵石類土含水地層;斷層帶節理及裂隙發育,含裂隙水的巖層;石灰巖、白云巖等可溶性巖層,有充水的溶洞或暗河等與隧道相連通時;淺埋隧道地段,地表水沿覆蓋層的裂縫滲到隧道內。③隧道襯砌綜合治水設施不完善或年久失效。如原建隧道襯砌防排水設備不全,隧道襯砌背后存在積水或承壓水;混凝土襯砌施工質量差,孔隙裂縫多,自身防水能力差;防水層(內貼式、外貼式或中間夾層)施工質量不良,或材質耐久性差;混凝土的工作縫、伸縮縫、沉降縫等接縫處理不當,或未做好防水處理;襯砌變形、腐蝕后產生的裂縫滲漏水;既有排水設備,如襯砌背后的暗溝、盲溝,無襯砌的輔助坑道,排水孔等,年久失修阻塞。
2國內外隧道漏水和結冰整治情況
隧道結冰在世界上也是一個共性問題,國內外有幾鐘治理辦法:
美國熱氣幕裝置:利用形成的熱氣幕,將結冰區內外的空氣隔離開,使結冰區的溫度始終保持在零上某一溫度,防止結冰。
日本紅外線加熱裝置:在漏水結冰地段,設置紅外線發射器,發熱融冰,防止結冰。
排水保溫堵漏:從漏水結冰的地方開挖,找到水眼,在水眼下面的側壁上鑿出一條通向排水溝的導水槽,外面加蓋保溫,形成一個空腔來排除漏水。
人工刨冰:多年來我局鐵路隊到冬季派專人刨冰,單軌車抬筐運冰耗費了大量的物力。
發熱板融冰:采用發熱板融冰熱量損失少,受熱面積大,占用隧道空間小,可控制,耗能較少,易于,壽命長。
以上幾種方法中1、2、3類大,工期長,效果好,但與我國國情不大相符,4類投資少,效果一般。
3隧道漏水的防治
防水原則 隧道防排水應采取"防、截、排、堵結合,因地制宜,綜合治理"的原則,達到防水可靠、合理的目的。
防治要求 對地表水和地下水做妥善處理,洞內外應有完整的防排水設施,以保證設備的正常使用和行車安全。根據《鐵路隧道設計規范》(TB 10003一2001)及工務有關規則的要求做到:①拱部不滴水,邊墻不淌水,安裝設備之孔眼不滲水;②隧底不涌水,道床不積水;③在有凍害地段的隧道,拱部和邊墻基本上不滲水,襯砌背后不積水;④碎石道床無翻漿冒泥,整體道床基床穩定;⑤消除侵蝕性水對襯砌的腐蝕。
防水標準 根據中國國家標準《地下工程防水技術規范》(GB108一87)中,對地下工程的防水等級制定了定量的標準,其中對電氣化鐵路隧道、寒冷地區鐵路隧道防水要求達到二級,非電氣鐵路隧道要求達到三級。
4隧道結冰的整治
4.1結冰整治過程中需要明確的幾個關系
導致結冰的因素有漏水流量、隧道內氣溫、隧道外氣溫、隧道長度、風速、時間、行車密度、速度、長度等。
隧道內不同位置與其溫度的變化。
內燃機車通過比機車通過時溫度高。行車速度、密度、長度對結冰的影響為正影響,即速度越高、密度越大、長度越長,帶進隧道的冷量越多,結冰越厲害。
冬季西北風量大,對結冰也有影響。
4.2隧道凍害 中國凍土地帶分布在高緯度的東北大小興安嶺、高海拔的青藏高原及新疆天山地區。修建于凍土地區的隧道,由于氣候嚴寒,易造成隧道凍害。隧道凍害是寒冷地區(最冷月平均氣溫-50℃~-150℃)和嚴寒地區(- I5℃以下)的隧道內水流和圍巖積水凍結,引起隧道拱部掛冰、邊墻結冰、洞內網線設備掛冰、圍巖凍脹、襯砌脹裂、隧底冰錐、線路凍起等,影響安全運營和物的正常使用。通常在隧道洞口附近較為嚴重。
4.3防凍措施 要點是將水排除在凍結圈之外,以防發生凍害。①完善隧道防排水設施;②在嚴寒地區應設置深埋滲水溝、防寒泄水洞,在寒冷地區應設置淺埋保溫側溝;③加強襯砌結構,如采用防水混凝土曲墻加仰拱襯砌、防水鋼筋混凝土襯砌、網噴混凝土加固,應加設抗凍脹錨桿增大襯砌抵抗側壓力的能力;④改良土壤,壓漿固結巖石土(消除凍脹性),細粒土更換為粗粒土或保溫隔熱層(換土厚為凍深1.0 倍以上);⑤保溫防凍解凍,如在襯砌與圍巖間加設保溫層(加氣混凝土等),洞口設防寒簾幕(可用厚帆布縫成簾幕,與信號機聯鎖,自動開閉,為安全計備有手動開閉,以保持長隧道中部氣溫有效果),排水溝采暖防凍(在洞口段上下層水溝間鋪設暖氣管道冬季供熱),泄水洞夏季通熱風解凍(送熱風融化泄水洞內結冰);⑥其他防冰措施(作為臨時緊急處理:采用電熱防凍,紅外線融冰,向側溝注投氯化鈉、氯化鈣等降低水的冰點防凍),牙林線嶺頂隧道是中國第一座穿越多年凍土層的隧道。該隧道地處北緯510大興安嶺地區,全長937m,該地區最低氣溫達-50℃,年平均氣溫為-6.7℃(1966年),1961年建成,當年就發現隧道嚴重凍害。其原因主要是隧道未設防寒排水系統。后采取在隧道下方修建泄水洞的整治方案(泄水洞斷面2 m×2 m,全長720m,隧底至泄水洞底為5.5m),同時還采取了其他防冰凍措施,根治了該隧道凍害。在最北的漠河地區,嫩林線羅奇2號隧道,全長1160 m,1970年交付運營,在隧道底板下5.85m處設防寒縱向中心泄水洞,雖泄水洞常年不凍,但由于襯砌背后的豎向盲溝(不保溫防凍)等與泄水洞的聯系通道沒做好,致使襯砌背后及隧道底板下的積水不能流入泄水洞,以致積水冬季結冰造成道床凍脹,襯砌開裂、錯牙、掉塊日趨嚴重,運營數年終因襯砌潰塌,造成大塌方中斷行車16天的嚴重災害。但該隧道凍害的整治工作,歷經10年艱辛,終獲得成功。
4.4根據我公司實際情況,通過隧道的以內燃機車和電力機車為主,自然風速大,行車速度、密度、長度加大后帶進隧道內冷量多,造成隧道內氣溫下降,導致結冰。鑒于此,熱空氣幕和紅外線加熱大,不適合我公司采用。排水保溫堵漏的辦法試用后發現導水槽也會凍冰,致使整治效果不理想。我公司現主要采用人工刨冰,給職工配備絕緣刨冰工具,每天定時刨冰。此辦法成本少,工作量大,刨冰時人身安全得不到保證。
鑒于實際使用中面臨的問題,將隧道堵漏和結冰整治相結合進行,鑿排水槽,發熱板覆蓋,空腔排水,既改善了作業,減輕了勞動強度,又對隧道結冰進行安全、經濟、有效地治理,除冰效果好,能夠保證行車安全暢通。
《&.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档
【淺析隧道治水和融冰】相關文章:
公路隧道施工技術淺析03-06
淺析魯冰童話中的真善美05-30
輸電線路除(融)冰技術探析03-23
淺析軟弱圍巖隧道超前預支護技術03-07
淺析山區公路隧道的工程地質勘察方法03-28
廈深鐵路蓮花山隧道施工技術淺析03-18
淺析物理概念和規律的教學03-20
實體和程序題目之淺析03-24
民間美術的傳統和發展淺析03-24