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洛克和博士闖過鯨鯊群后,留下了淡淡的哀思。洛克決定讓博士和他先去一個地方散散心。
博士按照洛克給的E-mail雷達地圖行駛,不過多久,博士看著沿途熟悉的景色,想起了他的從前——
從前博士曾來到這里試驗它研發的高壓潛水服,不料路遇“歹徒”,他們的飾演被迫終止,還有一位同伴的潛水服被撕裂了一個大口子,沒錯,這里有著兇惡的巨鉗蟹。
博士邊想著,邊納悶,洛克來這里干什么呢?聽他的口氣好像到過這里。那他為什么要來這么危險的地方故地重游呢?這一切的疑問,博士都無法獨自解答。
那些巨鉗蟹嗅覺果真還和當年那般靈敏,探險者們剛走了幾步,巨鉗蟹們就“聞味而來”。
一路上塞恩博士用三叉戟護身,直到他們撥開水簾,進入了一個石洞里。
洛克開始變得莊嚴而肅穆,踏著正步,向著一個地方走去,塞恩博士跟在后面,滿頭霧水。
我們明確目的地后飛速前進,過三關斬六將來到了這個可疑地區。
塞恩指向一個地方:“嘿!我們好像成功了!”洛克沿著塞恩的手看去,他不禁有點欣喜,因為他在那里發現了一堆古建筑遺骸。上面有著大理石雕,有著一個彈奏著豎琴的美人魚……一切的一切似乎都證明了這里就是傳說中的亞特蘭蒂斯。
他們趴在窗前驚呆了,這簡直就是建筑之絕唱,無韻之長城。過了好一會,他們才想起來實地考察的事,他們換好便利的潛水服,連防身的武器都沒有帶,就這樣出發了。
他們并沒有意識到危險正在來臨。
咔嘰探險隊怎么選擇疲憊的旅行者:
這個疲憊的旅行者看起來狀況不太妙,一看到咔嘰們,他就顫巍巍地伸手求助:“我已經被困在這里好幾天啦...能幫幫我嗎”
【幫助他】?——金幣-1000
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關鍵詞:隧道;滲漏水;排堵;保溫;疏通
大秦線自1988年建成通車以來,隨著運量、列車密度的逐年增加以及列車編組和軸重的增加,為國民經濟的發展帶來了顯著的經濟效益和社會效益。同時,給既有線路設備產生巨大影響,特別是對橋隧設備沖擊產生的病害日趨嚴重。每年的集中修投入大量的春人力、物力和財力,也相應的解決了一定量的病害,但是,隧道滲漏水的問題也是至今未能進行徹底的解決。據統計全路出現滲漏水病害的隧道數量占運營隧道總數的80%以上。在冬季,寒區隧道的滲漏水病害轉化為襯砌掛冰,嚴重影響鐵路的運營安全。為此,如何尋求科學、合理、行之有效的解決工法,是技術管理工作者絞盡腦汁尋求攻克的技術課題。
1 概況
大同工務段管內大秦線共有隧道11座,其中:和尚坪、大團尖、栗家灣2號、河南寺4座隧道拱部的滲漏水較為明顯。每到冬季,漏水處所形成大量冰塊和冰柱,對行車安全構成威脅,為保證行車安全,大同工務段陽原橋隧車間定期進行除冰工作,工作量巨大,職工勞動強度特別大。具體情況如表1。
表1 大同工務段隧道滲漏水統計2015
[隧名\&全長(m)\&中心里程\&區間\&圍巖材質\&滲漏水位置\&和尚坪\&2994\&143.402\&化稍營―王家灣\&片麻巖、白云巖\&空車線k142+515、k142+730、 k142+755\&大團尖\&3333\&146.716\&化稍營―王家灣\&白云巖\&空車線k145+620和k142+630、重車線145+880-890\&栗家二號\&1568\&150.466\&化稍營―王家灣\&白云巖\&空車線k151+015、k151+023、k151+027、k151+032、k151+034、k151+035、k151+039、k151+041\&河南寺\&3283.5\&164.255\&王家灣―涿鹿\&白云巖\&空車線k165+384-387\&]
以上4座隧道圍巖均未白云巖地質,而且滲漏水特征相近,都是襯砌的環向施工縫或變形縫開裂滲漏。同時,由于水的存在,煤粉塵大量污染,產生化學反應,導致滲漏水周邊混凝土腐蝕、剝落。
2 滲漏水原因分析
隧道出現滲漏水病害的原因較多,有時不是由單方面因素造成。以下從設計角度、施工角度和日常維護方面進行分析。
2.1 設計方面
因設計不足造成隧道滲漏水病害,主要包括以下幾點:①在山體破碎帶或斷裂帶處進行隧道設計時,未進行排水優化處理,使地表水大量補給地下,造成隧道漏水。②對不穩定的地基區段進行設計時,未考慮不均勻沉降的影響,造成襯砌結構出現縫隙,從而產生滲漏水。③富水地段襯砌結構的承載力設計不足,不足以抵抗圍巖壓力而產生裂縫,繼而引發滲漏水。④隧道排水系統設計不完善。
2.2 施工方面
施工質量是導致發生滲漏水的主要原因,主要包括以下幾點:①混凝土強度及厚度未達到設計標準,特別是在水壓較大處,往往容易出現裂縫,引發滲漏水現象。②施工過程中混凝土搗固不密實,在混凝土內部形成開放性的毛細管路。③混凝土中混有雜物,導致混凝土內形成縫隙或孔洞。④混凝土澆筑面處澆筑不嚴密,或者在施工縫或沉降縫位置防水處理不到位。
2.3 日常維護方面
大秦線是國內重要的運煤專線,軸重大、運輸任務繁重。隧道內襯砌在長時間煤粉、潮氣、滲漏水、冷凝水相互反復作用,混凝土表面風化、碳化較嚴重,導致混凝土塊產生剝落。在日常維護中對此重視不夠,缺乏有效應對措施。特別是對變形縫和施工縫部位的弱酸環境腐蝕問題重視不足,導致隧道滲漏水病害疏于防治。
3 整治方案
隧道內有漏水時,應查明水源、漏水位置及漏水量大小,遵 循“防、截、排、堵相結合,因地制宜,綜合治理”的原則進行整治,達到防水可靠,經濟合理。整治隧道襯砌漏水,宜采取“拱堵邊排”方案,整治的部位均應設置臨時堵漏、柔性防水、剛性防水等防水層,以防止堵水材料收縮而滲漏。視漏水部位和漏水量,可選用施工縫、伸縮縫、沉降縫滲漏嵌填彈性防水橡膠條、橡膠止水 帶等措施。針對大秦線隧道滲漏水情況,主要探索采取以下三種整治方案。
3.1 膠凝材料整治方案設計
設計原理:
通常裂縫中有水的存在。在有明水條件下,膠凝材料做到與混凝土良好地粘結非常困難。所以必須先使用能快速與水反應,生成泡棉的材料,把裂縫中的明水祛除掉,從而使有明水的裂縫就變成了潮濕裂縫,膠凝材料與潮濕的混凝土基面粘結就變得容易。為了只讓無收縮特性的膠凝材料滯留在混凝土中,必須把具備祛水作用的泡棉從裂縫中擠出。最終目的是把整體裂縫面通過無收縮的膠凝材料重新粘結。具體步驟如下:
第一步,用泡棉類注漿液,通過產生泡棉,將裂縫中的水分祛除。
第二步,用凝膠類注漿液把用于祛除水分的泡棉從裂縫中擠出,膠凝材料滯留在裂縫中。
實現上述兩個步驟的困難在于,通常不知道裂縫內部的水源情況,不好估計注入多少泡棉材料才能把裂縫中的水全部地反應掉。所以,使用具有“智能”特性的注入材料“固斯特2IN1注漿產品”,只要有水,就能發揮泡棉反應;水被完全反應掉了,就產生凝膠作用。
3.2 “堵、導、融和排”綜合整治方案設計
設計原理:
通過截堵與疏導相結合的原則,制定出“堵、導、融和排”綜合整治方案。具體步驟如下:
第一步,對無滲漏水裂縫及單個細小漏水裂縫,可開30~50mm寬、50~70mm深的U型槽,采用防水堵漏劑進行封堵。
第二步,對拱部及邊墻滲漏水裂縫,可在邊墻和拱部開設排水暗槽,開槽部位應在機車車輛限界以外。
第三步,對于拱部及邊墻連續滲漏區段的整治:首先對拱部進行壓漿處理,然后觀察滲漏點,設置集水鉆孔,在邊墻和拱部開排水暗槽,處理方式比照拱部及邊墻滲漏水裂縫的整治。
3.3 “排堵結合+結構保溫+疏通排水溝+更換橡膠蓋板”的綜合整治方案設計
設計原理:
針對大秦線隧道運營現狀,為了不影響行車,在方案設計中,綜合考慮施工環境、天窗實際等因素。拱頂和拱腰滲漏水進行排堵結合,局部滲漏水以堵為主,環向施工縫漏水以排為主,邊墻漏水以排為主,同時洞口結冰區段要兼顧保溫。為了防止水溝內的流水堵塞、結冰引起排水不暢,采用進行疏通水溝,結合使用密封性和保溫性能更好的橡膠蓋板取代現有的混凝土蓋板。具體步驟如下:
第一步,堵水
適用范圍:局部滲漏水(點滲、小型縱、斜向裂縫等滲漏水)。
堵水工藝:“高壓灌注高分子遇水膨脹聚氨酯材料”。
基本原理:高分子聚氨酯材料遇水膨脹,起到堵水的作用,襯砌背后空洞填充的目的在于防止空洞積水,冬季結冰膨脹造成襯砌破壞。
第二步,“排水+保溫”
適用范圍:環向施工縫、變形縫等滲漏水。
“排水+保溫”工藝:拱頂、拱腰表面引排+邊墻鑿槽引排+電伴熱保溫。
基本原理:通過設置排水半管將水引入排水槽,通過排水盲管排入水溝。同時為了防止冬季排水盲管結冰失效,采用電伴熱進行排水盲管保溫。
第三步,“底部疏通水溝+更換保溫橡膠蓋板”
大秦線和尚坪、大團尖、栗家灣2號、河南寺等長大隧道排水溝混凝土蓋板破損嚴重,煤灰進入水溝造成淤積,排水功能基本喪失。往年整治漏水,上部引排下的流水進入排水溝內的水無法正常排出,導致整體整治效果不佳。因此宜采取“疏通水溝+更換保溫橡膠蓋板”的改進方案。
4 最優方案的確定及其施工工序
4.1 方案設計比選
①膠凝材料整治方案的主要特點是,把整體裂縫面通過無收縮的膠凝材料重新粘結起來,但是治標不治本,無法從根本上解決隧道滲漏水病害。
②“堵、導、融和排”綜合整治方案的主要特點是,隧道注漿,邊墻暗管排水,但是需要長時間封鎖線路,整治工期長。
③“排堵結合+結構保溫+疏通排水溝+更換橡膠蓋板”綜合整治方案的主要特點是,拱頂和拱腰的滲漏水排堵結合,局部滲漏水以堵為主,環向施工縫漏水以排為主,邊墻漏水以排為主,同時洞口結冰區段要兼顧保溫。
通過上述比較,考慮大秦線隧道天窗時間短、運輸任務重、施工要求高、煤塵污染嚴重等特點,采用“排堵結合+結構保溫+疏通排水溝+更換橡膠蓋板”綜合整治方案,相比其它兩種方案更適合于大秦線隧道襯砌滲漏水病害整治。因此,確定該方案為最優方案。
4.2 施工步驟
4.2.1 堵水施工
第一步:清理裂縫。把裂縫兩邊各寬10cm范圍內襯砌表面沖刷干凈。
第二步:布置注膠咀。在裂縫兩邊3cm~5cm處傾斜45°鉆孔布置注膠咀,注膠咀不要求打穿二次襯砌,孔距25cm~50cm為宜。由于一般結構裂縫屬不規則形狀,特別注意鉆孔時須與裂縫交叉,這樣注射效果更好。
第三步:灌注材料。注膠咀設置完成后,用高壓灌注機注入高分子聚氨酯遇水膨脹材料,灌注至裂縫表面滲出材料為止。
第四步:補膠。若部分點仍然存在滲水情況,則再次進行補注。
第五步:表面修復。灌注完成后,即可去切斷注膠咀,清理裂縫表面污漬,涂刷聚合物改性水泥基防水砂漿。
4.2.2 “排水+保溫”施工
①鑿槽。采用切割機沿環向裂縫走向切割成內寬外窄的倒梯形槽體結構,槽體深度10cm,內寬12cm,外寬10cm。
②鉆設引水孔。槽內根據滲漏水的嚴重程度斜向上45度鉆φ30引水孔,深度2m。
③設置亂絲盲管。引水孔內插入φ30亂絲盲管,外包土工布,起到過濾作用,防止細顆粒流失。
④埋設排水盲管。排水槽內埋設φ100半圓形排水管,管上均勻設置3條電伴熱帶,外側綁扎聚氨酯保溫材料一層,采用鋼卡與排水半管、電伴熱帶一塊固定于槽內。其工作原理:管道保溫電伴熱系統由自控溫電伴熱帶以各種方式纏繞或平鋪于管道或罐體外部,外鋪設保溫材料,自控溫電伴熱帶一端與溫控器相連以準確控制自控溫電伴熱帶的防凍運行,當溫度傳感器探測到管道溫度低于所設定的溫度時,溫控器即接通電源,自控溫電伴熱帶在經濟合理的狀態下運行并滿足介質防凍防堵。
⑤槽體封堵。先采用快凝堵水材料填充排水半管及槽體周圍空間,厚度2cm,防止半管內流水外滲。最后采用泡沫混凝土材料封堵填充槽體,起到保溫的作用。
⑥表面處理。在槽體外側涂刷滲透結晶型防水涂料。
對隧道拱頂和拱腰襯砌厚度嚴重不足段,可采用表面引排進行襯砌滲漏水整治。其工序是:
第一步:清理裂縫。把裂縫兩邊寬各10cm范圍內襯砌表面沖刷干凈,清除裂縫附近松動混凝土。
第二步:布設排水半管:沿環向裂縫走向布設φ100半圓形排水管,管上均勻設置3條電伴熱帶,外側綁扎聚氨酯保溫材料1層,采用鋼卡與排水半管、電伴熱帶一塊固定于襯砌表面。
第三步:引排:拱頂表面排水半管與拱腰、邊墻排水盲管采用同一條排水管,通過拱腰、邊墻排水盲管將水引入排水溝。
4.2.3 “底部疏通水溝+更換保溫橡膠蓋板”施工
第一步:疏通水溝。疏通水溝內淤泥、煤灰等雜物。
第二步:修補水溝。采用水泥砂漿修補水溝內部破損嚴重區段。
第三步:更換水溝蓋板。采用新型保溫橡膠蓋板更換原有混凝土蓋板。橡膠蓋板密封性好,防止煤灰進入水溝,其保溫性能可防止冬季水溝內的水結冰,同時橡膠蓋板還具有耐久性強,安裝拆卸方便等功能。
4.3 整治效果
采用“排堵結合+結構保溫+疏通排水溝+更換橡膠蓋板”綜合整治方案,利用天窗對大秦線隧道滲漏水病害進行了整治,取得良好的整治效果。整治封堵后,漏水點的滲漏水都匯聚于排水管,沿引水管引流到水溝流出。啟動電伴熱帶供電后,低溫下引水管內的漏水不再結冰。水溝保溫蓋板的更換確保了水溝內的積水及隧道拱部邊墻不再結冰。通過整治隧道漏水,有效地改善了隧道功能,保障了列車運行安全,改善了洞內作業環境。但在施工整治過程中,施工工藝較為繁瑣,需在類似病害整治過程中進一步進行精煉、優化完善。
參考文獻:
[1]鐵路隧道工程施工技術指南.鐵道部經濟規劃研究院出版TZ 204-2008.