铁路隧道排水方法与工程实践

为解决隧道洞身施工及运营过程中可能遇到的排水问题,以叙永至毕节铁路、西安至成都高铁、改建成都至昆明铁路隧道工程为工程依托,采用理论分析与工程实践相结合的方法,对隧道洞身排水设计方法进行总结分析。研究结果表明,隧道洞身排水应根据不同环境条件进行设计,基于不同环境条件,提出5种排水系统设计方法,分别为盲管+沟槽排水方法、侧沟连接排水方法、集水廊道排水方法、过水涵洞排水方法及泄水洞排水方法。盲管+沟槽排水方法适用于一般地段,侧沟连接与集水廊道排水方法适用于地下水单侧集中出水地段,过水涵洞排水方法适用于隧底施工揭示岩溶过水通道地段,泄水洞排水方案适用于隧道沟槽排水能力不能满足需求的地下水强烈发育地段。5种排水方法各有优缺点,隧道排水设计应根据环境条件、投资大小、排水效果等综合比较,选择其中最合适的排水方案。     

京张高铁正盘台隧道立体式多径路排水方案研究

长大富水隧道施工过程中涌水风险高,工期紧张,对排水能力要求高,辅助坑道设置方案及排水方案对隧道施工及运营有着重要影响。根据正盘台隧道的工程特点及涌水涌渣情况,结合排水需求,合理地选择辅助坑道设置方案,采用辅助坑道为正洞,增开工作面,实现"长隧短打",同时充分利用辅助坑道进行可控式排水、洞内储水仓、中心排水管分流等创新设计。多辅助坑道与正洞排水系统一起形成了立体式多径路的排水系统,有效降低了涌水淹井风险,保障了隧道工期,减轻了正洞防排水压力,可为类似工程的排水设计提供参考。     

青藏铁路隧道内有害气体浓度标准探讨

摘《铁路隧道运营通风设计规范》（TBl0068—2000）中规定“内燃机车通过隧道后15min内，氮氧化物（换算成NO2）浓度小于10mg／m^3”。此规定对于平原地区是适用的。然而青藏铁路建于高海拔地区，低气压、低氧、低温等严酷的自然条件对人体健康和劳动能力带来更为恶劣的影响。为了保障青藏铁路相关人群的健康生存和正常工作，本文结合青藏地区的特殊高原气候对人体造成影响的因素和气态污染物的衡量方式对青藏铁路运营隧道内宜采用的N02控制浓度进行了探讨。     

浅埋偏压条件下不等跨双连拱隧道设计技术

研究目的:不等跨连拱隧道因其结构特殊和施工工序复杂,在设计中存在很多技术性问题。本文以遂渝二线与兰渝铁路并行的新作坊隧道为工程背景,对浅埋偏压条件下不等跨双连拱隧道的设计关键技术展开研究。研究结论:通过对不等跨连拱隧道的中隔墙结构设计、施工工法以及防排水等关键技术进行研究,并结合新作坊隧道工程实践,得出:(1)在不等跨连拱隧道施工过程中,中隔墙一直受到动态非对称力的作用,中隔墙的稳定直接关系到整个隧道结构的稳定与安全;(2)"中导洞+右洞+左洞"的三台阶施工工法更加适合该隧道施工;(3)以"加强排水,防堵结合"为原则的中隔墙防排水技术,可有效解决中隔墙顶部渗漏水问题。     

电伴热系统在浩吉铁路隧道冻结防治中的应用

隧道穿越寒冷、严寒地区,在含水环境下易发生冻结现象,严重威胁行车安全。随着我国寒区隧道的大规模建设,寒区隧道冻结防控大多采用“防、排、保温结合”的方式,保温排水系统设计包含侧沟式或中心埋置式保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞等方式。以浩吉铁路寒区隧道为例,在前期既有聚氨酯保温侧沟措施下,结合现场出现的侧沟冻结、仰拱填充层积水积冰等问题,采用在侧沟、填充层中央排水槽设置电伴热系统加热,在洞外排水暗管内设置加热电缆等保温措施,解决积冰冻害问题,确保列车运营安全。     

铁路客运站雨水排放设计系统方案研究

近年来,由于极端降雨天气的频发,对铁路建筑工程的雨水排放设施设计提出了严峻的挑战,为确保铁路旅客运输的安全,针对铁路客运站的雨水排放系统设计特点,结合工程实例出现的排水问题,从影响客运站排水的选址、车站排水系统设计、排水出路设计等3个方面进行分析论述,提出建议方案。     

铁路隧道防排水设计探讨

铁路隧道防排水标准随着建设标准得到大幅提升,但新建隧道仍存在不同程度的渗漏水情况,有必要对隧道防排水体系进行再认识。通过对某客运专线隧道防排水设计及运营后的渗漏水情况进行剖析,提出了加强细部防水设计、增加防水材料功能和防排水施工工序化等改进措施,提出了建议的排水思路,旨在引出隧道防排水设计需改进的方向。为适应寒冷地区高标准铁路建设需要,对寒冷地区隧道防排水系统的防冻保温也提出了建议。     

浅埋富水黄土隧道开挖支护及塌方预防施工技术

包西铁路BXS-1标段共有13座隧道,其中石沟渠隧道、新石佛山1号隧道、盘石岔隧道等8座隧道为黄土隧道,施工过程中有6座隧道发生过不同程度的塌方或地表开裂。以该标段13座隧道中最具有浅埋、富水及反坡排水等施工特点的石沟渠隧道为例,阐述了浅埋、富水、黄土隧道的开挖、初期支护及塌方处理等施工技术,为今后黄土隧道的设计、施工提供参考。     

浅谈铁路客运专线隧道防排水施工技术

防排水施工是客运专线隧道施工的一项重要内容,防排水施工质量对隧道工程的总体施工质量、衬砌结构的耐久性、运营安全等都有重要影响。结合武广客专石门岭隧道施工实际,介绍了该隧道防排水施工技术。     

宜万铁路野三关隧道穿越4号暗河段整治措施研究

根据综合超前地质预测预报结果及开挖揭示情况,基本查明了野三关隧道4号暗河支管道规模、涌水量大小、工程水文地质条件,结合现场实际情况,从工程投资、长期运营安全、施工干扰等方面对增设导流洞、增设排水廊道+中心水沟、增设排水廊道+加深侧沟、封堵4个方案进行了对比分析,综合考虑Ⅰ、Ⅱ线隧道施工组织及长期运营安全,隧道穿越4号暗河段遵照"以排为主、加强结构、综合治理"的原则进行处理,即采用混凝土封闭原暗河下游管道、在暗河管道上游增设1座长285 m的导流洞、适当加强暗河影响段正洞衬砌结构的综合处理措施,该方案经济、合理、安全,处理效果良好。     

季冻性寒区隧道波纹钢排水沟性能研究

寒区隧道施工中,排水沟防冻害保护措施至关重要。本文依托太锡铁路太崇段崇礼隧道工程,对季冻性寒区隧道波纹钢排水沟的适应性进行相关研究,通过数值计算对波纹钢排水沟结构强度及防冻害性能进行分析,结果表明波纹钢排水沟在正常荷载作用下最大应力约153 MPa,管体水平和竖直变形约6 mm;在保温方面当波纹钢排水沟埋深2.5 m时可以保证其内温度不低于0℃,可以满足铁路正常运营。本文研究方法对今后工期紧张的寒区隧道排水沟施工建设具有一定工程价值和现实意义。     

客运专线隧道断面方案研究和优化设计

研究目的:客运专线铁路隧道的建设在我国尚属首次,其断面选型和结构设计无成熟经验可以参考,原设计的时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面有不足之处。为满足客运专线隧道建设的需要,需要对客运专线隧道断面形式和结构进行优化设计研究。研究方法:广泛调研国外高速铁路隧道设计方案和施工经验,从隧道结构受力条件、排水系统布设及工程量大小等方面进行多方案比选研究。研究结果:合理选定了时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面形式,进一步优化了衬砌结构设计。研究结论:通过客运专线隧道断面研究和优化设计工作,克服了原设计客运专线铁路隧道衬砌断面的缺点。优化后的隧道衬砌断面具有受力更加合理、救援通道的使用更加方便、减少了隧道断面工程数量等优点。     

基于分布式光纤的隧道振动监测系统试验研究

运营期隧道突发事件发生频率的不断增高对隧道的健康监测提出了挑战.目前,国内铁路隧道对突发事件自动化监测的研究仍处于初期阶段.为验证京雄高速铁路隧道基于分布式光纤的振动监测系统的实施效果,本文开展了钻机打孔、挖掘机铲土、工程车辆行驶和隧道内落石等振动事件的模拟试验.结果表明:该监测系统对振动事件具有较高的灵敏度,通过时、...     

穿隧道架梁的高速铁路900t架桥机研制

为了更好地适应我国高速铁路建设需求,在不牺牲普通运架分离式架桥机的正常施工工效的前提下,满足高速铁路建设过程中西南山区出现的多桥隧相连的工况,以沪昆高速铁路贵州凯里段为依托,研制穿隧道架梁的900 t架桥机。施工过程中,架桥机与配套运梁车配合,自助、高效地完成架梁状态与通过隧道状态的转换,实现隧道出口近距离架梁,并在普通工况下实现高效施工,完全实现设计目的,满足施工需求。该架桥机的研制成功,不仅解决了目前我国西南山区高速铁路建设的燃眉之急,为新型架桥机的研制提供可靠的理论、实践依据,同时也为国内大量闲置架桥机的改造提供了参考样本,经济效益显著。     

铁路客运专线黄土不良地质隧道施工技术

黄土广泛分布于我国西部地区,其工程性质具有特殊性,随着西部地区大规模铁路建设,遇到的湿陷性黄土工程地质问题也越来越多,这些问题处理不当常会给施工和通车后的安全运营造成影响。结合郑西客运专线大断面铁路黄土隧道施工,介绍了黄土地区修建大跨度铁路隧道的开挖、支护、防排水等施工技术。     

高海拔寒区铁路隧道保温排水技术研究

针对处于高海拔寒区的川藏铁路隧道的保温排水问题,本文总结了国内多行业的寒区分类以及国内外寒区隧道保温排水技术现状,通过调研高纬度寒区铁路隧道的冻害情况,分析了高纬度寒区铁路隧道按最冷月平均气温和年平均气温的设计分区方法。结合川藏铁路工程特点,提出了川藏铁路高海拔寒区隧道设计分区和保温排水设施的设防标准建议,同时分析了各类保温排水设施的适用条件。结果表明:(1)川藏铁路高海拔寒区隧道按年平均气温和最冷月平均气温可划分为3个设计分区;(2)高海拔寒区隧道洞口段的排水沟槽设计,可结合工点特点,按设计分区采用不同的保温长度和不同的结构形式;(3)保温排水沟的检查井及出水口宜采取保温措施。     

黄土隧道仰边坡及洞口段地震动响应试验研究

随着西部大开发的进一步深入,国家对该地区的抗震减灾工作提出更高的要求。以郑西客专和宝兰客专线上比较典型的黄土隧道为工程背景进行振动台模型试验,本次试验加载的地震波形为正弦波(3~50 Hz)、汶川卧龙波和EL-Centro波,通过对试验过程中边坡和隧道洞口段的失稳破坏形式以及得到的实验数据研究分析,得出以下结论:(1)试验过程中模型在坡顶、坡面、拱顶以及拱脚处分别出现不同程度的裂缝,坡顶中部出现错台和震陷。随着地震动峰值加速度的增大边坡鼓出现象更加明显,同时存在隧道一侧滑塌破坏程度大于纯边坡一侧。(2)隧道的存在会加大坡面的加速度,坡顶边缘处的动力放大效应比较明显,当台面峰值加速度增大时会出现放大效应趋于"饱和"现象。(3)随着地震动峰值加速度的增大,仰拱和拱顶的最大土压力值位置逐渐向隧道洞内延伸,洞口段衬砌加速度和土压力沿隧道轴向一般先增大再减小,洞口段的抗震设防长度建议为5倍的最大洞径。     

严寒地区铁路隧道中心深埋水沟设置长度计算方法

严寒地区铁路隧道防寒措施的合理设置直接关系到铁路运营安全。通过对已建成严寒地区隧道排水通道局部结冰情况和太阳辐射对应关系进行分析,隧道洞口的太阳辐射大小是影响隧道排水通道局部结冰的关键因素。为降低隧道冻害在铁路安全运营中产生的危害,量化计算严寒地区铁路隧道中心深埋水沟的设置长度,建立了隧道洞口太阳辐射评价标准,并基于已建成的位于严寒地区铁路隧道优化后的中心深埋水沟设置长度,结合太阳辐射指标、最冷月平均气温,采用麦夸特法(Levenberg-Marquardt)非线性回归计算出公式待定参数,得到了严寒地区隧道中心深埋水沟设置长度计算公式。     

严寒地区高铁隧道全包防水设计

由于高速铁路列车运行速度较高,对隧道安全使用功能要求也相应提高。严寒地区高铁隧道的渗漏水、挂冰等病害,一直是困扰东北铁路运营部门的难题。防止全包防水型隧道后期渗漏水是目前铁路隧道建设的重点研究内容。介绍哈牡客专爱民隧道全包防水设计系统,并总结分析隧道运营后的实施效果,可为严寒地区高铁隧道的防寒保温及全包防水设计提供参考。