浅析隧道治水和融冰

浅析隧道治水和融冰

  论文关键词:隧道治水;危害


  论文摘要:
随着国民的高速发展,我公司煤炭运量的大幅增加,列车速度、密度、载重、长度等逐年提高,旧有设备病害与运量增加的矛盾日益突出。隧道漏水和冬季结冰直接威胁行车安全,彻底整治隧道结冰成为急待解决的问题之一。
     
  1问题的产生原因及危害
  
  当隧道穿越含水层、岩熔裂隙发育地段及地下丰富且埋深较浅时,就形成了隧道漏水。根据漏水位置及大小,分为渗、淌、漏、冒几类。冬季隧道内气温下降至0℃左右时,漏水地段多发生结冰现象。有的结冰后封住了漏水眼,结冰继续发展,侵入限界影响行车。严重的会造成接触网连电,冰漫钢轨,损坏钢轨及配件,侧壁侵限,给行车安全带来重大危害。
  中国已有铁路隧道约50000座,其中运营中出现不同程度的涌水、漏水、冒水、滴水、渗水、湿水等现象的约占全路隧道总座数的1/3左右。由于水的作用,还会发生和发展其他类型的病害。这些病害还与隧道所处的、水文地质(即隧道的长度、埋深,当地的气候和地貌条件,地表水及地下水的状态,岩石条件及地质构造等),以及施工养护中防排水系统是否完善等因素有关。
  隧道漏水的危害及原因 隧道漏水,按其发生的部位和流量分为:拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流四种;边墙有渗水、淌水两种;少数隧道有涌水病害。按水源补给情况分为:地下水(流量四季变化不大)补给;地表水(流量随四季变化)补给。隧道漏水恶化洞内养路环境,影响一些技术设备的正常使用。
  危害 ①在牵引区段,拱部漏水,会造成接触网跳闸、放电漏电,影响安全运营,造成人身伤害。②在寒冷和严寒地区,隧道漏水会造成边墙结冰、拱部挂冰,侵入限界,影响隧道正常使用。还会造成衬砌冻胀裂损和洞内线路冻胀起伏不平等病害。③在洞内线路排水不良地段,造成土质和软岩地基的基床翻浆冒泥,整体道床下沉裂损病害,导致过床不稳固线路轨距水平变形超限,影响及安全,增加养护维修工作量。④洞内漏水潮湿,降低轮轨黏着力,加速钢轨扣件和管线的锈蚀,加速木枕和胶垫腐朽,缩短线路设备使用寿命。⑤一些隧道,环境水中含有侵蚀性介质,造成衬砌混凝土和砂浆腐蚀损坏,降低衬砌的支承能力,增加大维修费用。⑥少数隧道暴雨后隧道衬砌或铺底破损涌水,淹没轨道,冲空道床,危害更严重。
  漏水的原因 ①除地下水丰富外,主要是隧道设计与施工不当造成的。如设计时对衬砌周围地下水的水源、水量、水质分析不足,对防排水考虑不周,对结构防蚀、耐冻、抗渗也未作专项设计。隧道修建后,将成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道围岩与含水层连通,而衬砌的防排水设备不完善时,必然发生隧道漏水病害。②隧道穿过含水的地层。如穿过砂类土和漂卵石类土含水地层;断层带节理及裂隙发育,含裂隙水的岩层;石灰岩、白云岩等可溶性岩层,有充水的溶洞或暗河等与隧道相连通时;浅埋隧道地段,地表水沿覆盖层的裂缝渗到隧道内。③隧道衬砌综合治水设施不完善或年久失效。如原建隧道衬砌防排水设备不全,隧道衬砌背后存在积水或承压水;混凝土衬砌施工质量差,孔隙裂缝多,自身防水能力差;防水层(内贴式、外贴式或中间夹层)施工质量不良,或材质耐久性差;混凝土的工作缝、伸缩缝、沉降缝等接缝处理不当,或未做好防水处理;衬砌变形、腐蚀后产生的裂缝渗漏水;既有排水设备,如衬砌背后的暗沟、盲沟,无衬砌的辅助坑道,排水孔等,年久失修阻塞。
  
  2国内外隧道漏水和结冰整治情况
  
  隧道结冰在世界上也是一个共性问题,国内外有几钟治理办法:
  美国热气幕装置:利用形成的热气幕,将结冰区内外的空气隔离开,使结冰区的温度始终保持在零上某一温度,防止结冰。
  日本红外线加热装置:在漏水结冰地段,设置红外线发射器,发热融冰,防止结冰。
  排水保温堵漏:从漏水结冰的地方开挖,找到水眼,在水眼下面的侧壁上凿出一条通向排水沟的导水槽,外面加盖保温,形成一个空腔来排除漏水。
  人工刨冰:多年来我局铁路队到冬季派专人刨冰,单轨车抬筐运冰耗费了大量的物力。
  发热板融冰:采用发热板融冰热量损失少,受热面积大,占用隧道空间小,可控制,耗能较少,易于,寿命长。
  以上几种方法中1、2、3类大,工期长,效果好,但与我国国情不大相符,4类投资少,效果一般。