地铁运营隧道道床上浮应急及整治研究

病害整治评论276

1 工程概况

地铁是当前许多城市的重要基础设施及交通工具,巨大的运载任务要求地铁安全运营确保长运久安,其中道床是线路设备的重要组成部分,其病害养护直接关系到地铁安全运营,如何加强养护并应对应急突发事件,是地铁运营工务技术人员的核心工作,而国内运营地铁抢险整治案例研究不多,该方面积累的经验较少,因此本文以地铁某区间运营隧道发生的一次道床上浮应急事件为案例,详细介绍了本次的处理技术经验,对运营地铁隧道类似案例的处理具有指导和借鉴意义。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

地铁运营隧道道床上浮应急及整治研究

图1 地铁隧道吊出井段结构纵断面图

地铁某线路某区间隧道,包含明挖矩形隧道和圆形盾构隧道两种工法,其分界处为明挖的盾构吊出井(如图1),长15m,道床面埋深约20m,道床为现浇混凝土整体结构,轨枕为普通短轨枕。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

某日上午在地铁的正常运营中,该吊出井段左线的道床发生了突然上浮现象,监控数据显示,在4h内长15m 的纵向轨面高差达到30mm,地铁列车经过该道床上浮位置时能感觉到明显起伏。由于正值地铁高密度运营时间段,这种道床突然上浮现象短时间内暂时无法准确判断原因和准确预测是否会继续上浮,为确保行车安全,必须进行紧急抢险处理。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

2 初步原因分析

道床突发上浮事件发生后,地铁运营总部土建、线路、供电等专业技术人员利用行车间隔,应急进入事发地点,进行了现场查勘、测量、检查特殊作业。经现场技术勘查隧道现状,结合该段隧道设计图纸,认为盾构吊出井结构底板及施工接缝位置存在漏水,在列车运行荷载作用下,道床混凝土与道床底回填混凝土之间发生一定程度的剥离,混凝土之间的水压力导致了此次道床上浮。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

3 应急抢险措施

由于地铁运营安全责任重大,按照事故处理程序,事件发生后,首先必须启动应急机制,确保安全;同时加快研究制定整治工程措施,确保消除隐患。事件发生后,地铁运营总部紧急启动了应急机制,针对道床上浮的事件特点启动临时性的应急措施,主要包括:文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

  • ①该轨道区段列车限速15km h 运营;
  • ②在道床上浮段轨道两侧水沟内钻孔排水泄压,控制并避免道床进一步上浮的潜力;
  • ③由线路轨道技术人员每30min 测量一次轨道高程,适时监控轨道变形和道床上浮情况;
  • ④线路、车辆等技术人员每30min登乘该区间车辆检查一次,掌握列车运行是否有其他异常现象。

在迅速采取上述应急措施后,控制了事件进一步发展,达到了应急处置效果,事件反馈如下:文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

  • ①在道床上浮段轨道两侧钻孔泄压后,15m 内纵向轨面高差在2h 内逐步回落到18mm,有效控制了道床的持续上浮,此应急措施也验证探明了道床上浮的原因;
  • ②通过列车限速运行、加强轨面高差测量与登乘检查等措施,及时准确掌握了轨面变化趋势和列车运行动态,确定事件影响范围为15m 吊出井段。

4 工程整治措施

应急措施为应对突发事件的临时措施,具有及时性和临时性的特点,为根治事件,确保长运久安,必须根据隧道工程的特点采取永久性的工程治理手段对道床进行治理。经过对工程方案的制定和加速审核之后,在当天列车运营结束后必须立即实施。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

4.1 道床实时监测

根据该段隧道的事件情况,对包括道床上浮部位在内的前后共约80m 范围加装加密监测点并立即实施沉降加密监测,加密监测点在道床上每5m 一个,隧道侧壁上每10m 一个。加装完毕后当晚测取初始值,后续每天监测一次,根据工程治理效果及监测结果平稳后逐步降低频率,直至取消监测。对道床上浮段线路进行轨道相应调整,确保线路平顺。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

4.2 道床加固整治措施

经对道床工程钻探勘察和钻孔检查,发现岩芯底部有泥砂和被水浸泡过的痕迹,说明道床及两侧混凝土面层已经与盾构吊出井结构底板剥离。因此,道床加固整治的总体思路是在有组织的泄水、泄压的前提下,对吊出井段道床和两侧混凝土面层和隧道结构底板之间进行止水,亲水高渗性EAA 环氧系列材料充填固结处理。道床加固整治施工完成前,对该区段实施限速30km h 行车,详细技术方案如下:文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

⑴ 加固材料及设备文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

加固材料包括亲水高渗性EAA 环氧系列材料、普通硅酸盐水泥、SH 掺加剂、减水剂、稳定剂、砂、铝管等;采用设备有冲击钻、化学注浆泵、水泥浆注浆泵、水泥搅浆机等。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

⑵ 施工方案及技术要求文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

在对道床进行注浆加固前,为避免注浆过程中出现串浆、冒浆情况,同时为确保道床底部环氧浆液的最大充填,达到最佳加固效果,应先对道床与水沟、道床裂缝进行封闭注浆处理。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

a.水沟的封闭注浆

  • ①沿水沟布设f 10、深15cm 注浆孔,孔距35~40cm;
  • ②清孔、清槽,采用早强水泥封闭孔洞及槽面,并埋设注浆铝管,要求压贴紧密;
  • ③待早强水泥凝固后进行化学注浆,注浆压力0.5~0.6MPa,如发现化学注浆不起压力时应采用水泥稳定性浆液[水灰比(0.6~1)∶1]进行充填灌注,注浆压力0.3MPa,达到压力后改用化学注浆,达到压力并稳压5min 结束注浆;
  • ④进行二次以上或多次重复注浆,使浆液最大限度地充填。

b.道床及裂缝加固注浆

  • ①在道床两轨道间共布设注浆排孔3 排(排距40~45cm),分Ⅰ、Ⅱ序注浆,孔径f 32,孔距55~60cm,孔深80cm,要求清渣清孔,采用早强水泥封孔埋管,如图2;
  • ②待早强水泥凝固后,按孔序进行化学注浆,注浆压力0.6~0.8MPa,如发现化学注浆不起压力时应采用水泥稳定性浆液[水灰比(0.6~1)∶1]进行充填灌注,注浆压力0.3MPa,达到压力后改用化学注浆,达到压力并稳压5min 结束注浆;
  • ③对所有注浆孔进行二次以上或多次重复注浆,以使浆液最大限度进行充填固结,对磨耗空间进行粘结;
  • ④待凝7d 后拆除注浆管。
地铁运营隧道道床上浮应急及整治研究

图2 道床加固注浆孔布置示意图

5 整治工程效果及应急解除

道床加固整治施工完成后,经过对整治段道床随机抽芯检查,道床脱空剥离位置的脱空层均被注浆材料填充密实,未发现道床有新的剥离现象。对道床上浮段隧道变形加密监测数据显示,从道床整治开始前一直到整治结束后的近2 个月时间,所有监测点的沉降值均在±2mm 以内,考虑到人工监测的误差,可以认为隧道和道床未发生异常变形。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

由于道床加固整治效果良好,且加密监测显示隧道变形稳定,道床整治完成后随即取消了该区段的列车限速,恢复了正常运营。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

6 结论

随着国内各大城市投入运营使用的地铁线路和里程越来越长,给城市居民的日常出行带来了极大便利,对地铁运营安全性的要求也越来越高,作为直接承载地铁列车的线路轨道和道床而言,其设备状态正常与否将直接影响地铁列车的运营安全和乘客人身安全,需要予以特别的重视。本研究主要结论如下:文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

6.1 地铁突发事件之后,必须在尽快查明原因的同时启动有效的应急预案,确保安全是重中之重;工程治理不能依赖于临时性方案,必须根据事故原因采取行之有效的工程治理手段,根治安全质量隐患。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

6.2 对道床上浮注浆加固时,必须考虑到应先对道床与水沟、道床裂缝进行封闭注浆处理,防治串浆和冒浆;注浆材料应根据注浆量、凝结时间综合采用最优注浆方案。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

6.3 测量监测应始终贯穿应急处理过程,监测频率的确定应根据加固效果检验和监测数据的稳定情况综合判定,直至取消预警。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

国内对地铁应急处置的研究报道还不多,本文针对道床上浮的应急处置和后续整治的案例,对国内地铁地铁安全运营具有重要参考价值。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

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作者信息:沈赞(广州市地下铁道总公司运营事业总部广州510308)文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

期刊信息:广东土木与建筑 ,2014年05期文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/17015.html

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  • 本文由 发表于 2022年10月1日 00:00:58
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