CN112963171A - 一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，所述道床两侧与管片交界处分别设有一条连接排水沟，所述连接排水沟的沟底通过根状吸水导槽与所述仰拱排水沟连接，所述根状吸水导槽包括辅吸水导槽和主吸水导槽；所述辅吸水导槽包括第一辅吸水导槽和多个第二辅吸水导槽，其中，所述第一辅吸水导槽用于当道床与仰拱位置用管片剥离脱开后，吸收环缝流入的渗漏水；所述第二辅吸水导槽用于吸收纵缝流入的渗漏水；所述辅吸水导槽的水被主吸水导槽吸收，并流入仰拱排水沟，通向集水井。本发明能够有效避免渗漏水在道床底部积聚，防止道床脱空病害的发展，保障列车安全运行，节约维护费用。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通道床病害治理领域，是一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片。
背景技术
伴随轨道交通运输需求及运营里程的不断扩大，区间盾构隧道的病害问题越来越多样化。其中，道床脱空是富水地区轨道交通普遍存在的病害问题。其产生的机理如下：地铁隧道的整体道床作为地铁土建结构的重要组成部分，在列车长期振动、水文地质条件、施工质量和周边工程活动等多种因素影响下，部分区段的道床与隧道的下部结构会逐步出现剥离、脱空；围岩中的水通过结构裂缝从道床中渗出，而侵蚀道床的渗漏水促使道床与其下部结构间的混凝土经振动研磨而生成泥浆，并沉淀出细砂；在列车运行通过时，泥浆、细砂从道床、水沟面的各种缝隙中泛出，形成翻浆冒泥现象，最终造成整体道床脱空。
地铁整体道床脱空后会出现渗水、翻浆冒泥现象，地下渗出的积水会进一步腐蚀道床，同时在列车运行引起的往复抽吸作用下，道床脱空将进一步加剧，导致恶性循环，使道床最终形成悬空状态。整体道床剥离在列车经过时使轨道线路及整体道床产生变形或下沉，情况严重可能影响列车正常运行速度，给地铁运营造成极大的安全隐患。
目前，还没有直接的道床脱空积水排出措施。主要通过注浆方式对积水进行挤压排出，并形成固化填充层。一般来说，当道床脱空达到一定程度后，才使用注浆方法进行整治，属于一种被动措施。此外，注浆措施一般用于脱空异常严重工点的整治，并不能对全线脱空进行治理。
发明内容
本发明的目的在于开发一种主动措施，克服既有措施的弊端。提供一种即时性措施，即道床一旦剥离于管片，渗漏水就能及时被排走，避免道床脱空积水的现象。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，所述仰拱位置用管片为位于道床下部的预制管片，所述仰拱位置用管片的内弧面最低处设有仰拱排水沟，所述道床内壁两侧与管片交界处分别设有一条连接排水沟，所述连接排水沟的沟底通过根状吸水导槽与所述仰拱排水沟连接，
所述根状吸水导槽包括辅吸水导槽和主吸水导槽；
所述辅吸水导槽包括第一辅吸水导槽和多个第二辅吸水导槽，其中，
所述第一辅吸水导槽用于当道床与仰拱位置用管片剥离脱开后，吸收环缝流入的渗漏水；
所述第二辅吸水导槽用于吸收纵缝流入的渗漏水；
所述辅吸水导槽的水被主吸水导槽吸收，并流入仰拱排水沟，通向集水井。
所述的第一辅吸水导槽内嵌在所述仰拱位置用管片的内弧面上，其一端与所述环缝连接，另一端与主吸水导槽连接。
所述第二辅吸水导槽内嵌在所述仰拱位置用管片的内弧面上，其一端与所述连接排水沟的沟底连接，另一端与主吸水导槽连接。
所述第二辅吸水导槽与主吸水导槽之间具有夹角θ，所述夹角θ按照如下公式计算：
其中，d为仰拱位置用管片宽度，l为仰拱位置用管片弧度。
所述主吸水导槽内嵌在所述仰拱位置用管片的内弧面上，上部与连接排水沟齐平，底部连通仰拱排水沟，主吸水导槽的深度h3≤0.25h，主吸水导槽的宽度d2按照如下公式计算：
其中，h：仰拱位置用管片厚度，Q：隧道中渗漏水量，其中水流量根据相关地铁线路给排水专业提供的消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水，V1：根据主吸水导槽坡度和强吸水材料特性来确定水流速度。
所述辅吸水导槽的深度h4≤0.25h，辅吸水导槽宽度d3按照如下公式计算：
其中，h：仰拱位置用管片厚度，Q：隧道中渗漏水量，其中水流量根据相关地铁线路给排水专业提供的消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水，V2：根据辅吸水导槽坡度和强吸水材料特性来确定水流速度。
所述的仰拱排水沟内嵌于仰拱位置用管片内弧面最低处，方向与隧道轴向相同。
所述的根状吸水导槽内部填充蜂窝状强吸水材料。
所述蜂窝状强吸水材料采用多孔聚酯高分子材料。
有益效果：
与上述现有技术相比，本发明在仰拱位置用管片的内弧面上与道床接触处设置连接排水沟，同时连接排水沟的沟底通过根状吸水导槽与所述仰拱排水沟连接，仰拱位置用管片内壁上的水会通过所述连接排水沟和根状吸水导槽并流入仰拱排水沟槽，通向集水井，因此，本发明的有益效果有：
(1)有效避免道床脱空区域的积水；
(2)消除列车运行产生的动水对道床底面的冲刷作用，抑制道床脱空的加剧；
(3)降低运营期结构的维护费用。
附图说明
图1是本发明的仰拱位置用防道床脱空积水管片的示意图；
图2是本发明的仰拱排水沟、主/辅吸水导槽的俯视图；
图3是本发明的吸、排水过程示意图。
其中，1、仰拱位置用管片；2、道床；3、连接排水沟；4、仰拱排水沟；5、主吸水导槽；6、第一辅吸水导槽；(7,8)第二辅吸水导槽；9、蜂窝状强吸水材料；10、环缝；11、纵缝。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
本实施实例为一种仰拱位置用管片1，特指道床下部管片。管片外径6.7m，内径5.9m，管片厚度400mm。仰拱位置用管片1块，标准块2块，相邻块2块，封顶块1块，形成盾构隧道衬砌圆环。
仰拱位置用管片1尺寸厚度h＝400mm、弧度l＝3.5m与宽度d＝1.2m。
仰拱排水沟4深度h1＝100mm。仰拱排水沟4近似宽度d1按照如下公式计算：
其中，Q为地铁盾构隧道中渗漏水量，设计值为21L/s，具体由消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水三部分组成，其设计值由给排水设计专业给出。V为根据地铁线路纵坡平均坡度(3％)，计算得出的水流速度0.5m/s。
主吸水导槽5上部与连接排水沟3齐平，底部联通仰拱排水沟4，主吸水导槽5的深度h3＝100mm，宽度d2按照如下公式计算：
其中，Q为地铁盾构隧道中渗漏水量，设计值为21L/s，具体由消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水三部分组成，其设计值由给排水设计专业给出。V1：根据主吸水导槽坡度和强吸水材料特性来确定水流速度，设计水流速度0.5m/s。
辅吸水导槽上部与连接排水沟3齐平，底部联通主吸水导槽5，辅吸水导槽与主吸水导槽5的倾斜角度
辅吸水导槽的深度h4＝100mm，宽度d3按照如下公式计算：
其中，Q为地铁盾构隧道中渗漏水量，设计值为21L/s，具体由消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水三部分组成，其设计值由给排水设计专业给出，V2：根据主吸水导槽坡度和强吸水材料特性来确定水流速度，设计水流速度0.5m/s。
作为本发明技术方案的进一步改进，主、辅吸水导槽中填充的强吸水材料采用多孔聚酯高分子材料。
作为本发明技术方案的进一步改进，仰拱排水沟4和主、辅吸水导槽，槽内做防水处理，避免流水渗入管片。另外，仰拱位置用管片1，配筋量提高，在仰拱排水沟和主、辅吸水导槽等局部做加密处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，所述仰拱位置用管片(1)为位于道床(2)下部的预制管片，所述仰拱位置用管片(1)的内弧面最低处设有仰拱排水沟(4)，其特征在于，所述道床(2)内壁两侧与管片交界处分别设有一条连接排水沟(3)，所述连接排水沟(3)的沟底通过根状吸水导槽与所述仰拱排水沟(4)连接，
所述根状吸水导槽包括辅吸水导槽和主吸水导槽(5)；
所述辅吸水导槽包括第一辅吸水导槽和多个第二辅吸水导槽，其中，
所述第一辅吸水导槽用于当道床与仰拱位置用管片剥离脱开后，吸收环缝(10)流入的渗漏水；
所述第二辅吸水导槽用于吸收纵缝(11)流入的渗漏水；
所述辅吸水导槽的水被主吸水导槽吸收，并流入仰拱排水沟，通向集水井。
2.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述的第一辅吸水导槽内嵌在所述仰拱位置用管片(1)的内弧面上，其一端与所述环缝(10)连接，另一端与主吸水导槽连接。
3.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述第二辅吸水导槽内嵌在所述仰拱位置用管片(1)的内弧面上，其一端与所述连接排水沟(3)的沟底连接，另一端与主吸水导槽连接。
4.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述第二辅吸水导槽与主吸水导槽之间具有夹角θ，所述夹角θ按照如下公式计算：
其中，d为仰拱位置用管片宽度，l为仰拱位置用管片弧度。
5.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述主吸水导槽内嵌在所述仰拱位置用管片(1)的内弧面上，上部与连接排水沟(3)齐平，底部连通仰拱排水沟(4)，主吸水导槽的深度h3≤0.25h，主吸水导槽的宽度d2按照如下公式计算：
其中，h：仰拱位置用管片厚度，Q：隧道中渗漏水量，其中水流量根据相关地铁线路给排水专业提供的消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水，V1：根据主吸水导槽坡度和强吸水材料特性来确定水流速度。
6.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述辅吸水导槽的深度h4≤0.25h，辅吸水导槽宽度d3按照如下公式计算：
其中，h：仰拱位置用管片厚度，Q：隧道中渗漏水量，其中水流量根据相关地铁线路给排水专业提供的消防废水、结构渗漏水和轨道冲洗水，V2：根据辅吸水导槽坡度和强吸水材料特性来确定水流速度。
7.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述的仰拱排水沟(4)内嵌于仰拱位置用管片内弧面最低处，方向与隧道轴向相同。
8.根据权利要求1所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述的根状吸水导槽内部填充蜂窝状强吸水材料(9)。
9.根据权利要求8所述的一种仰拱位置用防道床脱空积水的管片，其特征在于，所述蜂窝状强吸水材料(9)采用多孔聚酯高分子材料。
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