平孔排水结合铺设EPS板整治铁路涵上路基冻胀病害.pdf

铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i ng Ma r c h， 2 01 0 文章 编号 ： 1 0 0 3 — 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 3 - 0 0 3 4 — 0 3 平孔排水结合铺设 E P S板整治铁路涵上路基冻胀病害 付 延 忠 ( 沈 阳铁道勘察设计院有限公 司， 沈阳l 1 0 0 1 3 ) 摘 要 ： 路基 冻胀 是 北方铁 路 工程 常见 的病 害之 一 ， 对 于路 堤 地段 最有 效 的 办法是换 土 进行 彻底 整 治 ， 但 对 京哈 线 ( 秦 沈段 ) 发 生在 涵上填 土 部分 的路 基 冻胀 采 用换 土的 方 法对既 有铁 路运 输 影响 较 大。通 过 反 复研 究和现 场试验 ， 决定采取 平孔排 水结合 涵顶板铺设 E P S保 温板 的 方法进 行整 治 ， 达到 了通风 、 干 燥、 排 水、 消能 、 保 温等作 用。 关键词 ： 平孔排 水保 温 整治 涵上路基 冻帐 中图分类号 ： U 2 1 3 ． 1 4文 献标识码 ： B 京哈线 ( 秦沈段 ) 原为秦 沈 客运 专线 ， 是我 国修建 的第一条快 速客运 专线 ， 旅 客列 车运 行 设计 最 高 速度 2 0 0 k m ／ h ， 该线 于 2 0 0 3年 1 0月 1 2 日正 式 开通 运 营 。 2 0 0 7年全路第 六 次 提 速 调 图 ， 全 线 2 0 0 k m ／ h以上 延 长 7 4 2 k m， 占全路的 1 2 ． 3 6 ％， 其中2 5 0 k m ／ h延长5 6 1 k m， 占全路 的 6 9 ． 6 ％ 。 运 营几年来 ， 发现 涵洞 上 填 土存 在严 重 的季 节性 冻胀 ， 既影 响列车 的平 稳运行 和安全 ， 也给线路养 护维 修带来较大困难， 同时也增加了养护维修量。2 0 0 7年 2 技术标准 涵洞 卜Lf L_ _ 十 j一 ( a ) 正交涵 开始 对其冻胀 进行 整治 ， 整 治方法如 下所述 。 1 平孔排水整治范围 打水平孔排水整治范围为涵洞顶部垂直线路方向 上的投影 段 o ( m) 或 o+b ( m) ( 采 用 垂直 线路 方 向钻 孔 ) 及两侧 各 3 m过渡段 ， 即( 3+ Ⅱ+ 3 ) m 或 ( 3+口+b +3 ) m。见 图 1 。 图 1 平孔排水施工影响范围图 2 ． 1 HD P E管性 能 高密 度 聚 乙 烯 ( h i g h d e n s i t y p o l y e t h y l e n e ， 简 称 H D P E ) 管 ， 公称外 径 6 3 m m， 公 称壁厚 4 ． 7 1 1 1 1 1 "1 ， 拉伸屈 服强度 ≥2 2 ． 0 MP a ， 断裂伸长率 ≥3 5 0 ％ ， 氧化诱导时 间( 2 0 0 o C) I>2 0 ra i n 。 收稿 日期 ： 2 0 0 9 ． 1 1 - 0 9 ； 修回 日期 ： 2 0 0 9 — 1 2 — 1 0 作者简介： 付延忠( 1 9 7 1 一) ， 男 ， 辽宁岫岩人 ， 工程师 。 ( a ) 斜交涵 2 ． 2 H DP E渗水 管制作要 求 1 ) H D P E管 连接采 用热熔方 式 ， 管设 计长度 ￡ 为 L s = L + 2 C 其中， 为管埋设在路基 内的长度， 根据现场孔位填 土高度确 定 ； C为 管外露 长度 ， 一 般为 0 ． 3 0 m。 2 ) 管壁 制作渗 水孔 ， 孔 径 4 , 8 mm， 梅 花布置 ， 设计 渗水孔间距 1 5 m m。HD P E管热熔设计长度两头留有 0 ． 8 1T I 不打孔 ( 其 中两侧外露 路基边坡 0 ． 3 m) 。 2 ． 3平孔排水布 置孔位 1 ) 路肩 至 帽石顶 填 土 高度 ≥0 ． 7 m 时 ， 钻孔 位 置 在 涵洞 帽石顶上 0 ． 1 i n处布 孔 。 2 0 1 0年第 3期 平孔排水结合铺设 E P S板整治铁路涵上路基冻胀病害 3 5 2 ) 路 肩 至帽石 顶 填 土 高 度 < 0 ． 7 r f l 时 ， 钻 孔 位 置 在 涵洞 帽石 顶下 0 ． 1 I n处 布孔 ( 在 既有 帽石上 钻孔 ) 。 3 ) 在涵 洞 顶 面 外 轮 廓 垂 直 线 路 方 向上 的平 面 投 影 段 范围 内 ， 采用 垂 直 线 路 方 向钻 孔 ， 间 距 0 ． 5 m 布 孔 ， 两侧 各 3 I n过 渡段 采 用 0 ． 6 1 T I 、 1 ． 0 m、 1 ． 4 I r t 问距 递 增 布置 ， 孔 内放 置硬 质韧性 材 质的 HD P E渗水 滤 管 ， 以利排 水 、 通 风 ， 干 燥 基 床 ， 降 低 土 中含 水 量 ， 减 缓 冻 害 。 3 整治 工序 除动车 组来 临前 3 0 m i n下 道避 车 外 ， 其 余 时 间 在 工 务部 门配 合下均 可 施 工 ； 要 求 工 务段 派 养 路 人 员监 控 现场 ， 保证 现场 安全 ， 预 防水平 钻孑 L 对线路 产 生不 良 影 响。 制订 出施工工 序 图 、 施 工组织 和安 全措 施 ， 对施工 中 的各 道工 序进行 严格 控制 ， 每完 成一 个孔 ， 应 及时 穿 入 H D P E渗 水盲 管 ， 逐 个实施 。工艺 流程见 图 2 。 1 ) 铺设 渗水 盲管 采 用 H D P E管 ， 公 称 外径 6 3 m m， 公 称壁厚 4 ． 7 m m。铺 设前 将 HD P E管 用 西 8 mm 手 持 电动转机打孑 L ， 孔 间距 1 5 m m， 呈梅花形 布置 。见 图 3 。 ————————————— ———————————一 I 堕 鱼 l 钻 机 就 位 、 X C -／ L 位 、 定 方 位 i 质量检测 不合格 l △ l 开 孔 钻 进 』 回拉 管 施 工 恢 复路基 下 l 终孔 个 l 孔 移机转下孔位 I [ 图 2 平孔排水工序 I L 1 5 L I 5 L 1 5 L 1 5 L I 5 L 1 5 L 1 1 1 1 1 1 1 O O 0 0 0 0 L I ( a )纵断面 图 3 H D P E管制作 渗水 孔展 开图( 单位 ： mm) 2 ) 选 用 G J 一 1 5 0 S型钻 机 或 G J 一 2 0 0 S型 钻 机 ， 水 平 钻 进 ， 采 用 低 转 数 ， 大 扭 矩 ， 转 数 为 5 3 、 8 1 、 1 4 5 r ／ m i n ， 加 压行程 4 5 0 mm， 扭矩 1 7 2 0 N m， 起 拨力2 7 k N 。 3 ) 单 管 正 循 环 钻 进 ， 西 6 3 m m 钻 头 或 三 翼 钻 头 。 钻 杆长 2 i n ， 以保证 稳定 水平 。 4 ) 必 须一 次性钻 进 达 到深 度 ， 合 理 控 制 泵压 力 和 流 量 。 5 ) 钻 孔 完 成 后 必 须 及 时 回 拉 H D P E 管 ， 回 拉 H D P E管 时 ， 必须 保 持 水 平 ， 设 备 上 安 装 导 向 装 置 ， 回 拉管时严禁用钢丝绳直接拉 ， 必须配备拉管装置 ， 以保 证路 基土 层不 受扰 动 。 6 ) 在涵 出入 口顶 范 围需新 建浆砌 片 石护坡 。 上 s_ 一 意线 路 防联 电和人身 安全 。 2 ) 做 到 安 全 用 电 ， 现 场 电 器 设 备 要 有 漏 电保 护 器 ， 电缆应 设可 靠绝缘 ， 配 备专业 电工负 责现场 用 电。 3 ) 执行 电化 区段 施 工安 全 措 施 ， 各 种施 工 机具 不 侵 限。 4 ) 施工 前应 与工 务 段 配合 探 明地 下 障碍 物 ， 并 妥 善处 理后 方可继 续施 工 。 5 ) 施工时要统一指挥 、 分工明确 、 动作协调， 应认 真执行 既 有线施 工各 种安 全操作 规 程及有 关规 定 。 6 ) 施工 平 台 四周 应 设 防护 栏 以 防施 工 人 员发 生 危险 5保温层的设置 4 安 全 措 施 1 ) 整 治 原 则 ： 在 涵 顶 底 板 铺 设 E P S( E x p a n d e d 1 ) 作 业 中时 刻 注 意 行 车安 全 ， 做 好 防 护 ， 尤 其 注P o l y s t y r e n e ) 保 温 板 ， 减 少 涵 顶 土 体 温 度 的降 低 ， 缓 解 铁道建筑 Ma r c h ， 2 0 1 0 冻 害 。 2 ) 整治 范围 ： 涵 洞 内涵顶 底板及 其 侧 墙 向下延 伸 1 ． 0 m 。 3 ) 整治条件 ： 气温 5℃以上。 4 ) E P S是 聚苯 乙烯 泡 沫塑 料 的 简称 ， E P S外 保 温 系统是 由特种胶 泥 、 板 、 玻 璃纤维 网格布 和饰面涂层 组 成的集墙体保温和装饰功能于一体的新型构造系统。 该 系统 由于其重量 轻 ， 保 温效 果好 及 可任 意 切割 成 型 的 E P S板和柔 性玻璃 网 ， 以及 有可 广泛 选择 的饰 面 涂 料 ， 致使该 体系 的成型工艺 具有极 大的灵活 性 ， 广泛 应 用于工业和民用建筑。 5 ) 结合 工程 的 实 际情 况 ， 采 用 E P S保 温板 ， 具 体 工 艺为 ： ①对涵顶面凹凸不平处用 1 ： 2 水泥砂浆找平 ， 抹 高分 子聚合 乳 液 与 等 量水 泥 经 均 匀 搅拌 而 成 的黏 结 剂 。 ② 采 用 厚 1 0 0 m m 的 E P S保 温 板 ( 密 度 为 1 8 k g ／ m ) ， 裁成 所需 大小 ， 贴 铺 于涵洞 顶板 下 ， 并 确保 接 缝严 密后 ， 再用膨胀 钉 固牢 。 ③涵洞进 出口处、 板底变高处和涵洞侧墙 向下延 伸处的底边 ， 采用冷 弯薄壁 c型檩条封边， 檩条截 面 为 1 0 0 m m 5 0 m m 2 m m， 安 装前 涂刷 防锈 漆两 道 ， 用直径 不小 于 6 m m、 长度 不小 于 1 7 0 mm膨胀 钉 固定 在混凝 土墙上 。 ④饰 面板 。饰 面板 采 用 厚 0 ． 6 0 m m 彩 色压 型 钢 板 ， 相邻 彩板搭接 长 度不 小 于 2 0 mm， 用拉铆 钉 ( 间距 不 大于 1 5 0 m m) 固定并腻 缝 。彩 色钢板用 直径不小 于 6 m m， 长不小于 1 6 0 m m的膨胀钉穿透该板将其 固定 在 涵 洞 钢 筋 混 凝 土板 底 及 侧 墙 ， 膨 胀 钉 平 行 间距 为 0． 6 m。 压型钢板 热镀 铝锌 合金 层 含量 为 1 5 0 g ／ m ， 彩色 涂层选 用聚脂类 涂层 。见 图 4 。 线 路 u u u u u u u u u u u u u u u u u u“u u u u u u u u l 7 ＼彩 色 压 型 钢 板 厚 度 0 l6 0 腋 } ＼ 一 1 I ＼ 涵洞 ／ 图 4涵洞粘贴 E P S保温板示 意 ⑤饰面板保护层。饰面板外喷真石漆保护层。 ⑥伸缩缝的处理。保温板覆盖范围内的涵洞沉降 缝处设 置 u形 P V C排水槽 ， 外露 长度为 5 0 mm。排 水 槽 与混凝 土板接缝 处采 用 防水 耐 候 密封胶 密 封 ， 外 包 厚 2 m m 的胶 皮并刷 大粒胶 将其密贴 在 P V C排水槽 与 混凝 土板上 。通过排 水 槽把 渗 水 引至 涵洞 两 侧墙 ， 并 沿涵洞侧墙排水槽排到地面。 ⑦ 对既有 限位架 高度进行 相应调 整。 6 结语 通过 对 京 哈 线 K 6 7 1+4 6 5 、 K 6 7 2+3 5 7 、 K 6 7 2+ 6 9 7等 1 2处整治 ， 涵洞经过 2 0 0 7年及 2 0 0 8年 的两年 试验 观测 ， 发 现冻 高 范 围为 4—1 7 m m， 8 5 ％ 路段 冻胀 得到减缓， 1 5 ％路段彻底消除冻胀 ， 防冻害取得了预期 的效果 。 参 考 文 献 [ 1 ] 铁道部京哈线( 秦沈段 ) 冻害整治工程方案评 审专家组． 京 哈线 ( 秦沈段 ) 冻害整治工程 方案评 审意见 [ R] ． 北京 ： 评审专 家 组 ， 2 0 0 7． [ 2 ] 北京 中铁瑞威工程检测 公司． 京 哈线 ( 秦沈段 ) 冻 害整治效 果观测报告[ R ] ． 北京 ： 北京 中铁瑞威工程 检测公司 ， 2 0 0 9 ． ( 责任 审编 白敏华)