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波纹钢结构在既有隧洞衬砌中的应用

(2017-08-16 17:27:01)
标签:

病害

维修加固

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波纹管

分类: 桥隧洞加固技术

一、概述

    中国已有铁路、公路隧道约80000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地质、水文地质环境(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。

隧道水害的防治工作,重点应放在勘测、设计、施工阶段,特别是施工中要尽力处理水患,若留给运营将很难整治。

隧道冻害中国冻土地带分布在高纬度的东北大小兴安岭、高海拔的青藏高原及新疆天山地区。修建于冻土地区的隧道,由于气候严寒,易造成隧道冻害。隧道冻害是寒冷地区(最冷月平均气温-50C~-150C)和严寒地区(- I5℃以下)的隧道内水流和围岩积水冻结,引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰锥、线路冻起等,影响安全运营和建筑物的正常使用。通常在隧道洞口附近较为严重。

  隧道洞口病害及原因洞口病害主要发生在山区铁路隧道进出口附近仰坡、路堑边坡及自然山坡上,其常见病害有崩塌、落石、滑坡、流泥漫道、洞口路基冲毁及洞门各种病害等。

  隧道洞门病害是隧道洞口病害的一种,隧道洞门是支挡进出口正面仰坡及路堑边坡,连接洞内衬砌,拦截和排导仰坡水流和小量土石,防护洞门线路和保证行车安全的建筑物。

 

   针对目前隧道出现的一些病害,诸如拱圈开裂、掉渣、漏水、山体滑坡造成的隧道口破坏等,可以采用波形钢板内衬的方法进行防治,达到在隧道运营期的安全性能。

一、拱形波形钢板结构物选型

    将隧道明洞、小跨径桥梁变为大跨径拱形波纹管涵结构物的应用。一般传统的这些构造物造价高,施工工期长。

如果采用钢波纹管涵:

1)工艺成熟:波纹钢板结构物在国外使用很广泛,在国内河北、河南、湖南、湖北、广东、江西、山西、贵州等省份每年都在不同程度使用,并且也制定了一些产品、设计、施工的标准或规范,在国内已通车和正在修建的高速公路都有不同程度的应用,工艺已经非常成熟,并且已经和部分省设计院申报了关于大

跨径钢波纹管涵桥涵的应用研究课题,进一步规范大跨径钢波纹管涵的设计、施工规范。

2)结构合理:结构受力合理,荷载分布均匀,具有一定的抗震、抗变形能力。

3)加快施工进度:不受施工便道的影响,施工工期大大减少。

4)节省投资:低于原结构造价,并且相对于节约的施工工期,还是极大的节省了工程造价。

     波纹钢板结构物在国外使用很广泛,在美国、加拿大、日本、韩国、澳大利亚、非洲、西欧等一些国家每年都在大量使用,并且一些国家也制定了一些产品、设计、施工的标准或规范。

该结构在国内使用十余年,从一开始的在青藏铁路和公路的应用研究,为后期使用奠定了良好的基础,目前已在很多地质地形情况下应用,并取得了良好的经济与社会效益,先后在多年冻土区、湿陷性黄土区、软土区、沿海区、沼泽区、山区高填方、平原浅填方区、膨胀土区等地形特征中应用。也逐渐为交通业内人士认可并推荐,它的诸多优点被建设者们青睐,在各等级新建项目及旧桥涵加固中发挥着它的专长,随着波纹管涵的广泛使用,国内先后制定了交通部行业推荐性标准《公路涵洞设计细则》及《公路桥涵用波形钢板》及《公路涵洞通道用波纹钢管(板)》,河北省内颁布了《钢制波纹管通用图》,并根据2005~2009年河北省交通运输厅公路管理局组织中交第一公路勘察设计研究院有限公司、衡水益通金属制品有限责任公司等单位,开展了“公路大孔径波纹钢管涵技术研究”技术攻关,研究形成了公路大孔径(孔径大于等于2.0m,以下同)波纹钢结构涵洞关键技术,创新大孔径结构拼装技术、回填及压实特殊工艺, 2009年3月“公路大孔径波纹钢管涵技术研究”鉴定为国际领先,并获得河北省科技进步二等奖,取得了良好的社会和经济效益,在此基础上结合相关调研和工程施工实践编制形成“大孔径钢波纹管涵洞拼装施工工法”,以便为大孔径钢波纹管涵洞拼装施工提供施工参考。

  形成的“大孔径钢波纹管涵洞拼装施工工法”经2009~2010年河北省多个项目应用后,效果良好,取得明显的社会和经济效益。

  适用于公路、铁路、市政等行业的涵洞和通道。采用先填筑两侧路基后施工涵洞或通道,或者先填筑完成整个路基结构之后开挖路基、安装该结构后回填。

   涵洞施工以钢波纹管结构的“薄壳”受力理论为依据,拼装和回填、压实时均控制内部应力差异和最大应力以及挠度,充分发挥钢波纹结构的优势,达到大孔径小壁厚的功能需求,适应地基变形。


http://s16/mw690/001ofyrLzy7duf6Vt0P5f&690



三、 使用部位拱形波纹结构物使用范围

1、公路铁路车辆行人通道;

2、跨河拱形桥梁;

3、隧道内衬、隧道明洞、隧道口防滑石维护;

4、寒冷地区防风通道;

5、傍山路防滑石护洞;

6、露天煤矿输煤通道及巷道;

电话:13703189912  13703219512

0318-5876103


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