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淺析隧道治水和融冰

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淺析隧道治水和融冰

  論文關鍵詞:隧道治水;危害


  論文摘要:
隨着國民的高速發展,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爲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,分爲滲、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。有的結冰後封住了漏水眼,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、溼水等現象的約佔全路隧道總座數的1/3左右。由於水的作用,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,岩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爲:拱部有滲水、滴水、漏水成線和成股射流四種;邊牆有滲水、淌水兩種;少數隧道有涌水病害。按水源補給情況分爲: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,隧道漏水會造成邊牆結冰、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牀翻漿冒泥,整體道牀下沉裂損病害,導致過牀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。④洞內漏水潮溼,降低輪軌黏着力,加速鋼軌扣件和管線的鏽蝕,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少數隧道暴雨後隧道襯砌或鋪底破損涌水,淹沒軌道,衝空道牀,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。隧道修建後,將成爲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,含裂隙水的岩層;石灰岩、白雲岩等可溶性岩層,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,隧道襯砌背後存在積水或承壓水;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、腐蝕後產生的裂縫滲漏水;既有排水設備,如襯砌背後的暗溝、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,國內外有幾鍾治理辦法:
  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,設定紅外線發射器,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,單軌車擡筐運冰耗費了大量的物力。
  發熱板融冰:採用發熱板融冰熱量損失少,受熱面積大,佔用隧道空間小,可控制,耗能較少,易於,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。