时间:2023-03-24 15:01:08
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇铁道安全论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
论文摘要:铁路运输安全所包含的内容较为复杂,包括旅客以及所携带的行李包裹的运输安全、货物运输安全、行车安全、道口安全,也就是整个运输生产过程和所有运输对象的安全。
前言
在市场经济体制下,各种服务等都可以被看做商品,而铁路运输作为一种商品,并不生产有形的产品,而只是改变运输对象的空间位置。由于铁路是以独特的列车方式进行运输,旅客和货物依附并伴随着列车运行而共同移动,完成位置的改变。对于铁路运输本身而言,运输安全不仅是运输生产过程的基本要求,而且也是铁路运输产品质量的第一个重要特性。因此,以列车运行的方式对旅客和货物进行位移,是铁路运输生产过程的基本特点。同样,列车运行安全,即行车安全,也就成为铁路运输安全最重要、最核心的部分,所有旅客运输安全、行李包裹运输安全以及货物运输安全在很大程度上都取决于行车安全。旅客和货物在全部运输过程中,除了由于不可抗拒的天灾和由于旅客本身的机能或货物本身的性质而无法防止的以外,铁路必须保证不使旅客造成心理和生理机能的损伤,保证不改变货物的物理性质。在运输过程中发生的人员伤亡、货物破损、设备破坏等任何事故,都必然在造成生命财产损失的同时,降低铁路运输在公众中的信誉和在运输市场上的竞争能力。
一、铁路运输安全的现状
1 缺乏路外事故监管
一般来说,铁路部门对路外伤亡事故的监管缺乏科学性,严格细致措施不够。由于历史原因,还存在一些铁路沿线穿越生活区的情况,而且这些铁路眼线没有设立安全防御设施,而且在一定时期内,这些问题的解决的时效性也比较差。但相关法规的立法调研已基本结束,这也将有助于减少铁路道口和路外伤亡事故的发生。
2 欠缺惩罚欠缺力度
由于法律对危害铁道安全行为制裁力度的不足,虽然这种行为潜藏着对铁路公共交通设施的巨大危害,甚至有些地区形成了针对铁路设施的犯罪产业链,而且按照现行的法律,公安机关在处理盗窃设施犯罪时,对屡犯者没有什么特别有效的制裁手段,法院在审理盗窃铁路设施的案件中,应考虑犯罪嫌疑人对铁路设施造成的危害后果,应以危害程度决定刑罚,而不是盗窃物数量,从刑罚上震慑铤而走险者。
3 创建平安铁路困难
到近年来,危及行车安全的案件时有发生,惯性治安问题没有得到根治,个别路段安全防范基础薄弱,存在治安隐患,而相关主管问题对示范路段创建的重要性认识还不到位,没有真正纳入平安创建和治安综合治理的整体工作之中,对示范路段人力以及相关的资源投入不够,部署要求太笼统,缺乏检查指导,尤其是在当地社会治安综合治理和平安建设中,没能发挥好应有的作用,同时,对如何建立长效机制研究和探讨不够。不知道应怎样防止铁路治安重点区段发生反复、护路联防工作如何更加深入地扎根群众等。
二、确保铁路运输安全的对策
作为现代化运输方式之一,铁路运输在世界许多国家中,对于国民经济发展和满足人民生活需要起着重要而积极的作用。它联接城市,深入乡村,密切联系着亿万旅客和货主,不仅对于社会经济生活,而且对于人民群众的生命、财产都具有最广泛、最直接、最迅速的影响。当某一干线铁路发生运输堵塞、中断,或当某一次旅客列车发生列车冲突、脱轨事故时,必然直接妨碍千百个企业的生产或引起千家万户的焦虑。正因为如此,铁路运输安全对于整个社会生活是具有重要意义和重大影响的。 铁路运输安全的状况反映了铁路运输的设备质量、管理水平、人员素质以及社会秩序的状况。世界各国铁路企业和政府当局历来都十分重视铁路运输安全,把防止铁路运输事故放在重要位置,并为此而进行持久不懈的努力。各国铁路和政府通过改善技术设备、加强管理和健全法制三个途径来不断改善铁路运输安全状况。
1 有效改善技术设备
改善技术设备是保证运输安全的重要物质基础。线路、车站、通信信号以及机车车辆的破损、故障和性能不良是发生运输事故,首先是行车事故的重要原因。线路上钢轨的损伤、信号的故障以及机车车辆的车钩、车轴、转向架、制动装置的破损往往导致严重的事故。随着科学技术进步,必须不断提高各种技术设备的性能、强度和可靠性,并努力采用设备故障防护报警和自动检测、自动控制、远程控制等先进手段,切实保证运输安全。
2 努力健全安全法制
健全铁路安全的法制是增强运输安全的重要保证。制定和实施有关铁路运输安全的法规、法令,有助于使保证铁路运输安全成为各级政府、铁路企业、各有关行业以及广大社会公众共同承担的义务。目前世界各国,有的在一般法律中列入有关铁路安全的条款,有的制定关于铁路安全的专门法律,如铁路安全法以及其它关于保安设备、特种运输的安全法规等。
3 完善安全监察体制
为了保证国家有关铁路安全法规的贯彻执行,加强铁路运输安全的监督管理,铁路安全监督机构主要应做好以下几方面工作,对新建和改建的土建、信号及电气化等工程项目进行检查,为部长依法批准使用作好准备;对上报事故进行调查,编写铁路事故报告以备公开发表;向国务大臣提供有关铁路事宜的技术咨询意见。铁路安全监察机构代表政府依据法律执行任务,能够对铁路的安全运输实行有力的监督;在部内设立安全总监察室,根据部令和铁路有关规程进行工作,代表部长检查、监察铁路的安全工作调查处理事故,帮助贯彻安全规章制度,并具体帮助各级单位研究采取防止事故的有效措施,以确保运输安全。
4 切实加强运输管理
加强运输管理是保证铁路运输安全的基本环节,大多数的事故都是由于违反规章制度、违反劳动纪律以及职工技术业务素质不良而引起,因此必须反复不断地健全规章制度,严格劳动纪律、并加强技术业务培训。许多国家铁路还为此而制定安全奖惩办法,开展安全月、安全周和各种形式的安全竞赛活动。
结语
铁路运输的安全状况反映铁路的管理水平、设备质量、人员素质和社会秩序的状况,是铁路运输质量的重要表现。铁路运输安全直接关系到广大人民群众的生命财产安全,这就需要相关的管理单位采取有效地措施,为铁路运输安全做出应有的贡献。
参考文献:
关键词:下穿城区;隧道口雨棚;设计方法
Abstract: With the development of railway construction and city, design of tunnel entrance canopy in Shijiazhuang as an example, discussed the canopy design in city tunnel according to the railway and city characteristics of railway, railway and city to maximize the request design method.
Key words: beneath the city; tunnel entrance canopy; design method
中图分类号:U453.1 文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02
引言
随着铁路建设的不断发展,为了铁路与城市发展和谐发展,更多的在市繁华中心区通过铁路隧道入地来避免与城市争夺地面土地资源,并且防止铁路对城市的割裂作业。
从地图上俯瞰石家庄,京广、石太、石德铁路在省会呈十字形交叉,特别是京广铁路从城市中心穿过,把主城区东西分割,而东西向交通是石家庄市交通的主流向,巨大的车流穿地道桥而过,造成石家庄城区的交通瓶颈。石家庄市因铁路而发展,以火车站为中心,西起维明街,东到体育大街,北起和平路,南至槐安路,在这约 20 平方公里的区域内,集中布置了省、市行政中心,文化活动中心,交通中心,通讯中心,金融中心,商业中心,省、市医疗中心,以及两个小商品市场,中心区人口密集,交通压力巨大,市区 40%的交通出行集中在中心区。同时铁路如果穿城而过对城市中心区交通造成的压力势必雪上加霜。铁路入地成为行之有效的结局方案。石家庄隧道的建设从根本上解决的铁路对城市分割带来的影响,随着铁路和城市建设的不断发展,会有更多的穿城铁路采用下穿隧道的方式来解决铁路与城区发展的矛盾,而隧道雨棚的建设不仅为隧道提供了防护,也是铁路隧道更加和谐的融入城市的景观之中,更可能成为城市的特色景观。
1.隧道雨棚设计概况:
石家庄穿城入地的六线隧道工程是全国首例,也是我国规模最大的下穿城市铁路隧道工程,自石家庄北部义堂路入地,至槐中路出地,全长4980米。位于义堂路附近的隧道入口为两孔四线隧道,为两联孔4线隧道。石青客运专线及石德线通过1、2线出入口引入隧道内,出口为三连孔6线隧道。因此共设4个隧道出入口,北侧的1、2线、位于义堂路附近的4线入口及南侧槐中路的6线出口,4处隧道出入口至线路变坡点长度470米至690米不等,如此长度范围内汇集的雨水如果不加控制汇入隧道内,就会危及旅客及隧道安全。为了防止雨水进入六线隧道内,需要分别在4处隧道出入口分别设置隧道口雨棚。六线隧道设置的4处进出口雨棚也成为我国规模最大的隧道雨棚工程。
以下着重介绍4处进出口雨棚中跨度最大的6线出口雨棚:雨棚覆盖面积近2万平米,长度为456米,雨棚宽42米,高14米,雨棚纵向设计坡度为12.17‰。雨棚结构采用轻型钢结构和钢筋混凝土结合,主体结构为单层混凝土结构,垂直于股道方向的梁为钢筋混凝土弧形梁,弧形梁两侧向外挑2.5m。屋面为轻型钢结构,面层为直立锁边银灰色镀铝锌压型钢板。封檐板采用氟碳喷涂处理的铝单板。隧道雨棚结构结合了钢筋混凝土结构的坚固耐用便于维护的特点,又有钢结构跨度大,结构轻巧,美观便于施工的优点。通过经济技术比较,最终确定雨棚沿股道方向柱间距12m最为经济合理,雨棚柱采用钢筋混凝土圆柱,雨棚柱均与下部的路基挡墙结合,由路基挡墙承载并分散雨棚的荷载,因此路基挡墙也采用了非标准设计,每块挡墙结构长度也采用了12米与雨棚柱距相同。垂直于股道方向立四排柱,分3跨,中间两柱跨度13m,两侧柱跨度12m,每跨设2条线路共6线,总跨度为37m。
2.雨棚防排水设计:
长度覆盖整个隧道出入口坡道并与隧道出入口无缝结合。雨棚底部设置有路基挡墙,及保护隧道口又防止两侧地面雨水流入隧道内。雨棚顶部为舒缓的弧形雨水自然流到两侧地面,在路基挡墙外2米范围内设置混凝土散水,散水至排水沟4米范围内为混凝土硬化地面,雨水最后汇入地面排水沟排入市政。一旦雨棚两侧有部分飘雨进入隧道出入口斜坡,隧道进出口洞门处还都设有截水沟,可以把沿斜坡进入的雨水挡住。排入隧道内截水沟两侧有积水井,通过机拍泵站及时排入城市雨水管网。
3.隧道雨棚空气动力设计:
列车高速进入隧道时,空气流动因受到隧道壁面的限制而被阻滞,使列车前端静止的空气受到压缩,从而形成压缩波。当列车尾部进入隧道后,由于列车尾部的压力低于大气压,原先经过环状空间流到隧道入口外的空气改变流向,变成流入列车后方的隧道空间,而且隧道外的空气也流入该空间。并且,因经环状空间流入车后隧道空间的空气流量小于列车所排挤开的空气流量,于是在列车尾部形成了低于隧道洞口外大气压的压力区,即产生膨胀波。压缩波和膨胀波均以音速向前传播,到达隧道出口后,以不同形式的波反射回来,朝入口端传播,如此不断反复。因此如果雨棚采用封闭的环状空间结构,动车进出产生的压缩波和膨胀波会对雨棚结构产生巨大影响。因此为避免封闭的环状空间结构,雨棚两侧开敞设计,保证的足够的通透面积,最大程度减少动车运行对雨棚结构的影响。
4.隧道口雨棚景观设计:
从景观设计的观点来看,传统的设计缺少对旅客和观者的考虑,仍然是仅以功能为目的的设计概念.景观设计则强调从旅客和观者的心理学印象出发,以提高旅客和观者的舒适性为目的,把隧道洞口放在城市重要景观的位置上来研究。隧道洞口开挖改变了周边的城市环境,洞口及坡面的挡墙以及附属突出的构筑物对地区局部景观产生极大的影响。隧道口雨棚景观设计从创造与周围环境协调的角度出发,使隧道洞口的设计在满足基本功能的同时,达到既与周边环境有机融合又成为景观亮点的目的。
石家庄隧道洞口属于端墙式洞口,结构合理,外形简练刚硬,但作为城市景观,则太过冰冷,使人产生疏离感,与石家庄城市充满活力的城市风貌不够融合。因此隧道雨棚屋面造型方面采用了轻盈柔和的弧形设计。在雨棚的色彩方面:梁柱用浅灰色隐形于背景,而突显了的白色的弧形雨棚屋面。
雨棚作为联系铁路隧道与城市景观的纽带,将铁路功能性为主的工业设计风格巧妙融合到了城市景观之中,修长的雨棚从地面逐渐抬升至空中,避免了铁路突然出现在城区的突兀,从心理的角度,反而勾起观者的遐想空间,对动车从隧道出现产生期待。
5.结语:
随着石家庄六线隧道的建成使用,铁路将城市分割为桥东桥西的局面逐步结束,使沿线土地更合理地利用,周围商业区也将更好地连片发展。石家庄市城区道路建设完全在平面上进行,原本被铁路阻隔的道路系统将得到完善,十多条路段就能够平面连通,石家庄市中心可全面实现东西方向交通道路融合,进而优化原来铁路隔断的城市网络结构不合理的局面,提升城市的品位和形象,使交通枢纽优势更加凸显,提高物流、人流和辐射能力,增强经济社会发展的活力。
作为铁路隧道重要的组成部分,连通铁路隧道与城市的六线隧道雨棚,也将发挥它应有的作用:除了向城市展示了更加有亲和力、更加人文关怀的铁路形象以外;而更为印象深刻的是,它也将成为矗立在石家庄这座活力城市中心的标志性景观之一。
参考文献:
[1] 关向群西南交通大学《隧道洞口景观设计实用方法的研究》博士学位论文2004
关键词:运营隧道;病害;治理
前 言
隧道病害是一个世界性的难题。日本是隧道较多的国家之一,近年来,日本铁路运营隧道相继出现了数起危及行车安全的事故,引起了有关部门的高度重视。1999年6月27日福冈县境内一座隧道边墙上重达200kg的混凝土砸在高速行驶的列车上,为此对377处不安全的混凝土衬砌进行了加固。日本运输省对全国3529座公路隧道检查,结果发现60%以上的隧道都存在着不同程度的病害。
作为铁路运输的咽喉部分,运营隧道结构的安全状况影响着客货运输的效率、效益及安全。但是,由于水害、冻害、不良地质及衬砌材料侵蚀等原因,致使运营隧道的衬砌混凝土产生开裂、变形,产生疏松、剥落、掉块等,使衬砌的有效厚度减薄,降低衬砌结构的承载能力及其使用寿命;病害严重的将导致衬砌结构失稳、破坏,即结构继续使用的安全性(即结构能继续使用的可靠性)降低,随着病害的继续发展,最终会导致衬砌结构失稳破坏,影响运输安全。
据铁道部资料统计,1999年铁路运营隧道合格率为65.2%,2000年隧道合格率为65.7%。有些隧道的病害还相当严重,甚至已危及到行车安全。铁路部门每年都投入大量的人力、物力和资金用于隧道病害的维修和整治,但隧道设备的状况仍然没有根本好转。
1、铁路运营隧道病害的主要类型
铁路隧道的病害类型主要包括:渗漏水病害(包括冻害)、衬砌结构裂损病害、基底破损病害以及其他类型病害等。而这其中,渗漏水病害和衬砌结构破损病害是影响隧道安全性的主要因素。
1.1 隧道渗漏水病害类型隧道渗漏水病害类型包括隧道漏水、涌水(拱部滴水、隧底冒水、孔眼渗水)、隧道衬砌周围积水、潜流冲刷、侵蚀性水对衬砌的侵蚀以及冻害等几种。
1.1.1 隧道漏水和涌水。隧道围岩的地下水,或洞顶地表水直接地(无衬砌)和间接地(通过衬砌的薄弱环节)以渗、漏、淌、涌等形式进入隧道内所造成的危害,叫漏水或涌水。这是隧道中最常见的一种病害。
1.1.2 衬砌周围积水。隧道建成后,地表水或地下水向隧道周围渗流汇集,如不能及时排走将引起隧道出现病害就称为积水。
1.1.3 侵蚀性水对衬砌的侵蚀(水蚀)。围岩中地下水因含有盐类、酸类和碱类等化学成分,对混凝土衬砌起腐蚀作用而形成病害(水蚀病害)。
1.1.4 冻害。在严寒地区,地下水或地表水进入隧道后,冻结成冰,造成隧道功能受损害,称为冻害。根据冻害的现象,冻害类型可分为挂冰、冰锥、冰塞、冰楔、围岩冻胀、衬砌材质冻融破坏和衬砌冷缩开裂等7种。
1.2 铁路隧道衬砌结构裂损
隧道衬砌裂损类型包括衬砌变形、衬砌移动和衬砌开裂3种。
1.2.1 衬砌变形。衬砌变形有横向变形和纵向变形两种。而横向变形是主要变形。衬砌横向变形是指衬砌由于受力原因而引起拱轴形状的改变。
1.2.2 衬砌移动。衬砌移动是指衬砌的整体或其中一部分出现转动(倾斜)、平移和下沉(或上抬)等变化。衬砌移动也有纵向移动和横向移动之分。对于大多数已发生裂损的衬砌,往往是纵向和横向移动同时出现。
1.2.3 衬砌开裂。衬砌开裂是指衬砌表面出现裂缝,是衬砌变形的结果。
隧道衬砌裂缝一般是指作为隧道主要结构的二次衬砌混凝土表面的可见裂缝,它是指二次衬砌混凝土中的不连续面,这些薄弱部位是引起混凝土破坏的主要原因。
2、隧道衬砌裂损的加固技术
在运营条件下,对隧道衬砌裂损的修补与整治是一项复杂而艰巨的工程。一般应在加强观测,掌握裂纹变形情况和地质资料,查清病害原因的基础上,对不同裂损地段,采用不同的工程措施。同时注意对衬砌漏水、腐蚀等病害,一并综合进行整治。贯彻彻底整治的原则,达到稳定围岩,加固衬砌,确保运营安全的目的。
2.1 加固隧道围岩
2.1.1 深孔压浆法
在衬砌上均匀布置孔位,用风钻打深度4-6米的孔,向衬砌周围破碎围岩体内压浆,加周围岩。使衬砌周嗣的围岩在1.5米的范围形成一个固结圈,使作用在衬砌上的地层压力大小和分布产生有利转化,来有效地稳定围岩同衬砌本身共同受力。同时也可防止地下水的渗入,有利于衬砌结构受力与防水。
2.1.2 深锚杆加固法
对围岩类别较好的岩体,可以在衬砌上均匀布置孔位,用风钻打深度4-6米的孔,进行压浆,然后再打入金属锚杆。这样可使衬砌周围的破碎不稳定岩体相互粘结,形成一定厚度的承载拱;在水平层状的岩石中把数层岩层串联成一个组合梁,与衬砌共同受力,防止衬砌变形和破损。采用锚杆加固不仅可以有效地控制衬砌的变形,提高衬砌的稳定性,而且可以使作用在衬砌上的地层压力大小和分布产生有利转化。
2.1.3 支挡加固和治水稳固围岩对偏压隧道或位于滑坡地段,有可能产生新滑动的隧道,可以采用修建排水设施,防止地表水渗入岩体。同时修筑抗滑墙或抗滑桩来预防山体失稳与滑坡。
2.2 衬砌加同
2.2.1 喷锚加固裂损衬砌
这类方法是目前衬砌加固最常用的方法。这类方法的优点是不用拱架、模板,喷层与凿毛洗净的原污工面粘结力强。施工进度快,对行车干扰少,劳动强度低,工程费用低,安全可靠性高。同时喷层早期强度高,密实度高,抗渗性好。一般情况下常常和加固隧道围岩结合使用,充分发挥衬砌与围岩的共同作用。目前喷锚加固常用的有素喷、网喷、锚网喷、喷射钢纤维混凝土和嵌轨网喷。
2.2.2 嵌补衬砌裂纹
即沿裂纹凿成内口稍大于外口的楔性槽,槽宽不宜小于5cm,槽深应接近缝深,并大于5cm。用水冲洗槽子,使粘接良好。一般采用MIO水泥砂浆嵌填捣实,最好用膨胀性水泥砂浆填灌。如裂缝宽度较大时,也可以采用混凝土填补。如果有条件.采用环氧树脂或环氧树脂砂浆嵌补裂缝效果更好。这种方法适用于衬砌局部开裂,但经过一段时间已经停止发展或者衬砌被各向裂纹破坏较严重,但衬砌仍是一个完整的整体,尚未丧失承载能力,而且裂纹已经停止发展的情况。
2.2.3 钢筋混凝土套拱
采用钢筋混凝土套拱加强原衬砌,一般钢筋混凝土厚度为20-30cm。在现场多采用单心圆拱以适应不均匀的围岩压力。钢筋混凝土套拱这种方法主要适用于隧道拱部开裂严重,拱顶压劈掉块,拱腰纵裂错台,但还具有一定的整体性和承载能力,而EL边墙基本完好的情况。不宜采用喷锚整治的,而又未达到拆除重建的严重程度的隧道。
2.2.4 嵌补衬砌
如果裂缝发展较快,且有规则,衬砌的整体性也较好,可考虑局部或全环形加设钢拱支撑。钢支撑设置方法、大小、间距等视隧道限界净空尺寸,外载的大小而定。一般是将衬砌凿开,埋人固定钢拱架或钢轨。若拱部设钢拱,拱脚支撑在墙顶或预埋拱
脚处牛腿上,若全断面支撑,接头要形成刚性节点。为了考虑纵向抗弯能力,支撑纵向应加强联结,安装后如隧道净空允许,在原衬砌外再浇筑混凝土套拱。
2.2.5 更换衬砌
更换拱部、边墙衬砌这种方法一般情况下不宜采用,因为开裂的衬砌仍然具有一定的承载能力。重建的新衬砌一般采用钢筋混凝土结构.这样可以提高衬砌的承载能力。并且能针对不同闻岩压力分布情况配置钢筋,衬砌厚度可以减少,便于满足隧道净空要求,减少开挖数量。但钢筋绑扎和灌注混凝土施工比较困难。因此也常常采用拆除旧衬砌,用钢拱架作为临时支撑,然后将{刊拱架埋人新建隧道衬砌的混凝土中,形成钢拱架钢筋混凝土。
2.2.6 隧道底部加固
通过现场试验、室内模型试验、理论分析等手段找提出了合理的隧道底部结构形式和排水系统设计及可行的施工方法。
(1)单线隧道直墙衬砌底部结构:加厚铺底,由20em加厚到40cm.或20cm钢筋混凝土铺底;提高铺底混凝土标号,由C10到C20混凝土;加深两侧边墙及侧沟深至轨面线以下1.6m。
(2)单线隧道曲墙仰拱断面:由原混凝土充填改为与仰拱同一标号C20混凝土。
(3)隧道底部采用顺接衬砌断面。将原标准设计大墙底改为与仰拱顺接,八心圆断面,使底部结构力学条件更为良好。
(4)深排水沟的埋置深度:深排水沟水面应低于隧道铺底面20cm。
(5)深排水沟埋设位置,单线隧道深排水沟放置两侧。
2.2.7 增设仰拱
此方法适用于粘土质泥岩软弱隧底,边墙下沉,或者膨胀性围岩,基底病害地段,以及既有仰拱破损地段改建。一般仰拱厚30-50cm,采用C20混凝土。仰拱与边墙连接必须凿毛,增设钎钉加强连接。同时应设深侧沟,以利排水和维修。
3、隧道渗漏水加固
整治运营隧道渗漏水病害的原则,应做到拱部边墙不滴水、隧底不涌水、道床不积水、安装设备的孔眼和锚杆不渗水;寒冷地区洞内无冻害、冻胀、无积水。
3.1 压注桨液
如果衬砌渗漏水较为普遍,采用压注浆液补强防水最适宜。通过压力将防水浆液注入衬砌与围岩孔隙及岩层节理中,阻止地下水的渗入,使地下水按地下水原来的水系活动,疏导引出。常用的压浆方式主要有单泵压浆和双泵压浆两种。
注浆压力、注浆孔间距、应用材料选择、以及浆液的水灰比等,均应按衬砌渗漏水情况确定。一般规律是:大范围渗水布孔宜密钻孔宜浅,裂隙渗漏布孔宜疏钻孔宜深。孔径大于40mm,深入围岩一般应大于20cm。注浆孔一般采用四方形和三角形两种布置方式。
3.2 衬砌作防水层
作防水层是目前国内外整治隧道衬砌渗漏应用最普遍的方法,效果明显,施工简便,费用较低。从耐久性的角度看,采用外贴式防水层效果较好。但限于隧道净空与施工安全等问题,目前采用较少。目前常用方法的有砂浆抹面、喷涂防水层、粘贴防水卷材等。作为内贴防水层,目前在隧道维修养护中较为大量采用。
3.3 新型复合防水层
通常使用:①喷涂M1500水泥密封剂防水层;②采用“优止水"(U-Seal)高效防水剂进行表面处理;③采用UP2000结构修补剂进行修补;④采用ADEX混凝土结构修补防护体系;⑤刚柔兼顾复合防水层:刚柔兼顾复合防水层是由刚性和柔性多种材料组成,利用刚性、柔性材料的互补作用,合理的层次结构,使复合防水层达到刚柔兼顾多道防水的目的。刚柔兼顾复合防水层由底层、找平层、柔性层、保护层四层组成。
4、隧道截排水
4.1 截水措施
是指在地表水与地下水来源处将水截断,防止流向隧道内的方法。
4.2 排水措施
排水方法是将通过衬砌渗入的地下水,引向洞内水沟排走。常用的几种方法有:排水暗槽,衬砌后盲沟等,是隧道内普遍使用的方法。但衬砌厚度太薄,或要求疏干衬砌周边岩层厚度太厚时,可采用下列几种方案:
4.2.1 泄水洞方案:泄水洞主要用于暗河、泉眼等涌水量大的地区。修筑时要设置在隧道地下水上游方向,其断面大小,视流量要求外,尽可能减小。做到能施工维修,疏通为原则,一般宽为0.8m,高度为1.6m。长大隧道施工遗留平行导坑,也可修筑成泄水洞,利用其靠隧道一侧向隧道顶部横向钻孔,来排除隧道顶部地下水。
4.2.2 侧洞潜孔排水:利用大避车洞。向隧道两则纵向钻孔排水,如渗水段无避车洞,可向衬砌壁后凿挖侧洞,其深度为2.0m,高为2.8m。
【关键词】顶管技术;市政工程;应用;施工工序
地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;②顶进管长度的选择:顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。
2.2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下;②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。
2.3 顶管施工的工艺:顶管施工又称为顶进法施工,是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基下,以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,由机头导向,将预制的钢筋混凝土管向前顶进,前端土体通过工作井运出,最后完成管道铺设。
2.3.1 顶管井的设计:顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。
2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。④顶管纠偏:纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。
3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。
4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力
在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响
5 结语
顶管技术由于其在市政工程施工中的众多优点而逐渐被广泛应用,本论文在简单介绍了项管技术的施工特点的基础上,重点分析了顶管技术在市政工程建设中的应用,并讨论了顶管施工的工艺问题,对于进一步提高顶管施工的质量水平具有一定借鉴意义。
【参考文献】
[1]廖霞柳.洛河电厂取水工程顶管施工质量控制分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2010,(01):13-14,17.