毛细排水管排水性能试验与路基排水应用研究

传统排水管易堵塞，不能满足铁路路基水害整治措施长效要求。毛细排水管具备反滤和抗淤能力，可长期保持优良的排水效果，将其应用于路基水害整治值得探讨。测试不同毛细排水管的尺寸参数，开展虹吸排水量、覆土通水量和虹吸能力模拟试验，研究毛细排水管包裹层（透排水带）的集水槽宽度、排水孔径等关键参数对排水性能的影响，并应用于邯长线（邯郸—长治）试验段。结果表明：当透排水带排水孔径最大为1.123 mm，集水槽宽度最小为0.508 mm，隔断宽度最小为1.504 mm时，流速为3 L/min，虹吸排水高度20 cm；毛细排水管包裹层毛细排水孔形状对其毛细作用和排水量影响较大，毛细排水孔径越大，排水孔的排列越紧密，则排水性能越好。     

毛细透排水管排水渗流模型及设置间距研究

毛细透排水管是一种新型高效、高功能的排水结构。为完善其设计方法,进行毛细透排水管排水渗流模型及设置间距研究。根据连续性原理,建立地下水运动基本方程,针对地下水位变化分别推导毛细透排水管排水的稳定渗流模型(地下水位恒定)和非稳定渗流模型(地下水位下降或上升)。同时,针对2阶非线性的非稳定渗流模型,采用使方程线性化和傅里叶变换的方法推导不同渗流状态下的浸润线方程。通过此方程得到不同渗流状态下的排水间距及排水量的解析解,进而得到毛细透排水管的设置间距。将研究成果应用于工程实例,计算分析毛细透排水管设置间距以及排水量与时间的关系,排水量的计算值与实测值吻合较好,表明该方法合理有效。     

铺设方式对新型土工织物排水效率影响的试验研究

新型土工织物是一种排水效率较高的土工材料,相比传统土工织物,能将路基内的水分更高效率、更大程度地排出。目前关于这种新型土工织物的排水机理已有一定研究,但关于其铺设方式对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于新型土工织物的编织结构、排水方式和墨水消散试验,通过在砂土中铺设一层土工织物,开展不同铺设方式下的排水对比试验,研究新型土工织物不同铺设方式对排水量、砂土湿润锋,砂土含水率(体积、质量)的影响规律。研究结果表明：新型土工织物水平+垂直向上铺设、新型土工织物水平+垂直向下铺设、传统土工织物水平+垂直向下铺设收集到的水量分别较砂土自由排水多12.23%、10.41%和5.97%;新型土工织物排水效率受铺设方式的影响,新型土工织物水平+垂直向上铺设排水效率最大;新型土工织物水平+垂直向上铺设时,不仅增加了排水路径,还扩大了排水影响范围,使砂土形成一定的湿度差,产生的吸力差能驱使水分迁移,加之新型土工织物的毛细作用,更多的水分被导出;砂土自由排水时,自由水沿孔隙排出,砂土中铺设传统土工织物,虽增加了排水路径,加速了排水效率,但其是憎水材料,在非饱和环境下排水效率低。研究成果可为新型土工织...     

智能化毛细渗灌节水技术在京张高铁路堤边坡绿化中的应用

绿色生态铁路的设计理念对铁路路堤边坡绿化提出了更高的要求,由于铁路路堤边坡呈带状分散分布,对于气候条件恶劣或少雨地区,带来了后期的浇灌养护困难问题。渗灌节水技术可以较好解决交通线路沿线的绿化浇灌问题,但淤堵问题是传统渗灌节水技术推广应用中的一个难题。以京张高铁路堤边坡绿化工程为试验段,提出一套基于毛细透排水带为渗灌材料的智能化毛细渗灌节水技术。试验结果表明,以毛细透排水带作为毛细渗灌材料解决了渗灌淤堵问题,具有很好的节水效应;智能化毛细渗灌节水技术实现了自动监测、自动灌溉及远程智能化管理,解决了铁路边坡绿化浇灌养护问题,效果良好。     

一种新型排水结构及其排水性能初探

铁路边坡及其支挡工程病害绝大多数与水的活动有关,因此及时有效地排水极为关键。目前传统的排水设施(如PVC管)服役一定年限后,极易发生堵塞。对一种适宜铁路边坡及其支挡工程内部排水的新型排水结构——"水钉"开展研究,探讨水钉的结构、排水特点及工程试用效果;开展室内纯水和砂土排水试验;分析水钉的排水能力,砂土中设置水钉情况下的流速以及综合渗透系数。研究结果表明:在砂土中,随水钉倾角(0~15°)、水头的增加,流速、综合渗透系数均变大;水钉周围能形成天然的反滤层,水钉的存在对天然反滤层的形成起"催化"作用。初步成果可为水钉排水效率评估和形成设计方法提供基础。     

一种新型排水结构的排水性能试验研究

目前边坡和支挡工程中最常用的排水结构(PVC排水管)服役一定年限后,易发生堵塞,排水功能失效。为研究一种排水效率高、不易堵塞的新型排水结构(排水钉),在室内开展了历时4个月的PVC排水管和排水钉的排水对比试验,系统研究两者的排水性能和抗淤堵性能;同时开展排水钉设置间距和设置长度对自身排水性能的影响试验,并分析排水钉的反滤机制。结果表明:排水钉能持续保持良好的排水性能,而PVC排水管排水性能则逐渐下降,包裹PVC排水管的土工布发生了一定程度的淤堵,使流速最大降幅达35%;砂土中排水钉的有效排水半径约为1.0 m,排水钉置入边坡应穿过最危险滑动面至少1.5 m;排水钉周围形成天然的反滤层,能发挥排水、挡土和防淤堵的作用。     

流沙地区水工隧洞负压真空辐射排水固沙施工技术

富含水流沙隧道施工如何采取隔断地下水或排水等措施以保持地下水位在开挖底面以下,进行无水环境下的作业是工程建设的一个重要部分,处理方法选择是否得当,将会对工程造价、工期带来很大的影响。流沙地区水工隧道负压真空辐射排水固沙技术是处理富含水砂土质围岩的一种行之有效的方法。本文以隧洞试验段为例,对隧道负压真空辐射排水固沙技术的原理、施工方法及处理效果进行分析。     

从施工工艺和防排水效果反思铁路隧道的防排水设计

铁路隧道防排水设计与施工一直困扰着铁路隧道建设者,完善的防排水理论设计在当前的施工技术条件下难以实现,致使一些地下水发育的隧道仍存在不同程度的渗漏水。结合设计、现场施工及运营后渗漏水病害整治,针对围岩防水、初期支护防水、仰拱防排水、施工缝防排水、排水板的设计与施工、无砟道床隆起原因等进行分析,提出取消衬砌背后环纵向盲管外裹无纺布、排水板可采取钉射或自粘的施工工艺、加强无砟道床仰拱防排水及带模注浆等防排水优化设计措施。     

青云山隧道一号斜井反坡排水优化施工研究

长大隧道大多穿越断层破碎带,很多属于强富水段,此时反坡排水就成为关键技术。以青云山隧道一号斜井为研究对象,根据现场地形标高等实际情况,对一号斜井反坡排水方案进行优化,将反坡排水变为顺坡排水,确保了隧道通过富水段及涌水时的施工安全,提高了施工进度,节约了施工成本,可为类似隧道的施工提供一种新的思路和方法。     

高速公路排水优化设计

对目前高速公路路表排水方案存在的弊端及改进措施进行了探讨,并结合广东省某高速公路排水设计工程实例,提出优化集中排水、优化分散排水两种设计思路。对几种优化排水方案的效果及工程造价进行了分析比较。     

负压排水技术在长大隧道反坡排水施工中的应用

米拉山隧道斜井设计为10%反坡,施工过程中出现大量涌水,最大水量达38 600 m~3/d,现有排水技术需跟随掌子面频繁移动,或将排水设备吸水口直接置入水中,无法将吸水口延长;排水设备前移过程中,容易造成水泵铸铁件损坏、电缆受伤、管道连接漏水等不利因素,修复过程缓慢,容易引起积水过大淹没工作面,影响施工进度。根据现有反坡排水技术中存在的问题,结合既有反坡隧道排水方面的经验,针对高海拔长大隧道施工中所遇到的排水难点进行了深入研究,进一步优化了施工方案和工艺流程,研发了负压排水装置,提出了负压排水工艺,排水设备固定在离掌子面一定距离处,只将吸水管跟随掌子面延长,减少了设备移动时间,取得很好的工程效益。米拉山隧道反坡排水施工实践证明该发明和工艺可有效解决长大隧道的反坡排水施工问题。     

地铁区间隧道应急排水设置研究

当隧道内发生涌水现象,超出区间废水泵房的排水能力时,地铁运营管理部门应及时进行应急排水。针对地铁区间隧道应急排水问题,结合工程实例,介绍了直接排水、并联排水和串联排水的应急排水方案。直接排水简单、方便、高效,适用于距离短、埋深小的区间隧道;运用并联排水和串联排水,能够有效提高流量或扬程,同时可在很大程度上降低抢险人员的劳动强度,适用于长大区间隧道。排水泵是应急排水工程的主要工具,应根据现场实际所需流量和扬程情况,按照安装方式、排水水质和能量来源,选择合理的排水泵。物联网技术的开发和应用为地铁隧道应急排水系统的信息采集、物理定位、资源共享、隐患排查等提供了方便。     

地铁轨道排水设计优化

地铁轨道排水设计是地铁轨道设计的重要环节。从地铁轨道设计的角度出发,分析了轨道排水的原理及问题,对地铁轨道排水设计的薄弱环节:如不同减振过渡区排水顺接、道岔及道岔转折基坑排水、反坡排水等问题进行梳理、分析,提出优化方案。在设计初期应加强与相关专业的沟通,合理选择轨道的排水方案,减少后期的养护维修,以期给后续地铁轨道排水设计提供一定得借鉴。     

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。     

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。     

体外排水方式在隧道工程中的研究及应用

传统边沟排水方式在水压力控制方面存在固有不足,隧底水压力普遍较高,致使仰拱变形超限、结构裂损等病害仍时有发生。基于此,介绍了排水能力强、降压效果优的体外排水方式,提出了体外排水隧道渗流场理论模型,通过多种研究手段验证了理论模型及其解析解的正确性。基于理论模型,探讨了排水洞埋深、半径对排水洞涌水量、隧道外水压力的影响规律,并结合工程实际制定了合理的排水参数。以南阳隧道为依托,开展了体外排水方式的现场应用,现场效果表明隧底排水洞的设置能够较好控制仰拱下方的外水压力,可有力防控因隧底水压力过大引发的相关病害。研究成果以期为富水地层隧道排水方式选型及参数制定提供借鉴与参考。     

铁路隧道新型防排水结构应用探讨

铁路隧道防排水设计是隧道设计的重要内容,隧道防排水的可靠性将严重地制约隧道运营环境和使用寿命,文中介绍的新型防排水结构是对原有隧道防排水的极大优化。本文详述了新型防排水材料——排水板的特性,及其与土工布和防水板组成的复合式新型防排水结构在隧道防排水应用中的优越性,并阐述了这种新型防排水结构在铁路隧道中的具体应用及施工技术,为以后铁路隧道防排水结构的设计和施工提供参考。     

长距离大坡度强涌水斜井反坡排水技术

以在建怀化—邵阳—衡阳铁路苍稼岭特长大断面强涌水隧道施工为背景,依据工程水文地质条件,结合施工方案及其涌水量预测结果,提出了长距离反坡排水总体方案,计算得到了排水高差、泵站级数、抽水机数量、集水井容量等排水参数,确定了设备型号及排水管配置。实践表明,按照提出的排水方案、排水参数及选定的设备施工可以达到较好的排水效果。     

地铁道岔区转辙机基坑排水方案研究

道岔区转辙机基坑排水设计是地铁轨道排水设计中一项重要内容,为确保信号转辙机正常工作及列车运营安全,道岔区转辙机基坑排水设计显得尤为重要。结合各城市地铁排水现状,系统阐述了六种转辙机基坑排水方案,详细说明了各排水方案的基本原理及优缺点,各方案均能满足转辙机基坑排水要求,对地铁转辙机基坑排水设计具有重要参考意义,可供工程实际选用。     

大路梁子隧道排水施工技术

大路梁子隧道在施工中遇到多种地质灾害,通过分析该隧道遇到超大涌水时,排水施工可能采取的主要技术措施,对主要技术方案进行了论证和经济比选,最终选择了较为经济的排水施工技术,提出了隧道排水施工的要求和体会,为隧道施工涌水的处理提供了经验借鉴。