CN114808553A - 一种轨道交通排水沟病害整治方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通排水沟病害整治方法，属于道床病害整治领域，包括线路调研：针对病害信息和线路信息进行调研记录；根据上述线路调研中的病害类型选取整治方案并进行整治；若病害类型为沟槽堵塞、线路积水等病害较为严重的情况，则需要对应设计病害段的排水沟并将对应病害区域的排水沟进行更换；若病害类型为盖板破损、排水不畅等病害相对较轻的情况，则需要对应设计病害段盖板并将对应病害区域的盖板进行更换。本申请通过定制化调研和设计，使得设计后的排水沟和盖板能够符合现场环境，使得该段排水沟充分适应现场排水、排泥、避免道砟流失，确保轨道交通的良好运行。

Description

一种轨道交通排水沟病害整治方法

技术领域

本发明属于道床病害整治领域，具体涉及一种轨道交通排水沟病害整治方法。

背景技术

目前路基路面的病害种类较多，其中水体是一个主要因素。因此在轨道交通建设过程中，需要对轨道沿线设置有效排水措施，以保证轨道列车等的稳定运行。

轨道列车沿线两侧的排水沟除了需要具备排水功能外，其还具备一定的排泄泥沙能力。目前排水沟上的盖板多采用混凝土盖板，其渗排水性能较差、不易排泄泥沙，且混凝土盖板自重大、抗冲击性能弱、不便观察水沟淤积情况，在施工倒运和水沟清淤过程中，受冲击易破损、缺边掉角、甚至形成孔洞和断裂，不仅会造成碎石道砟流失、沟槽堵塞、排水不畅，对人员和工程机械作业也产生较大的安全隐患，水沟排水不畅将会导致路基下沉、道床翻浆冒泥，甚至水漫线路，严重影响列车的行车安全。

并且，由于混凝土盖板使用寿命短、自身重量大，在进行盖板安装、排水沟清淤作业或受损盖板更换施工时，需多人配合搬运，导致人工作业强度高、安装效率低、后期检修维护困难，增加了施工成本和后期整体运营维护成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种轨道交通排水沟病害整治方法，用以解决现有轨道交通排水沟整治施工效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种轨道交通排水沟病害整治方法，其包括如下步骤：

线路调研：针对病害信息和线路信息进行调研记录；

所述病害信息包括病害类型、病害位置，所述病害类型包括沟槽堵塞和盖板破损，所述病害位置用于指示病害段区域；

所述线路信息包括排水沟尺寸、汇水面积、径流系数、线路最大降雨量、排泥量、道床排水率及盖板承载力；

确定整治方案：根据病害类型选取整治方案并进行整治；

若病害类型为沟槽堵塞，则根据汇水面积、线路最大排水量、径流系数及道床排水率设计病害段排水沟，并对应更换排水沟和盖板；

若病害类型为盖板破损，则根据排水沟尺寸、盖板承载力设计病害段盖板，并对应更换盖板。

作为本发明的进一步改进，设计排水沟包括如下步骤：

计算排水沟理论排水量，根据排水沟理论排水量计算排水沟尺寸；

其中，所述排水沟理论排水量计算方式为：

Q＝F×q×α×(1-β)/60 (公式1)

其中，Q为区段内排水沟理论排水量(L/s)；

F为汇水面积(m²)，即需要排水的区间的汇水面积；

q为线路最大降雨量(mm/min)；

α为径流系数；

β为道床排水率，即道床基础的渗排水能力。

作为本发明的进一步改进，排水沟尺寸计算方式为：

其中，v为雨水平均流速(m/s),其为在标准接触面条件下雨水平均流速；

γ为接触面粗糙度系数，其为沟槽表面与标准接触面的粗糙度比值；

θ为排水沟相对水平面的坡度；

w为排水沟内宽(m)，h为排水沟内深(m)，w×h为排水沟过水断面面积。

所述排水沟尺寸中排水沟内深h为200～300mm，排水沟内宽w为排水沟过水断面面积与排水沟内深的比值。由于排水沟内深尺寸通常根据轨道排水设计需求直接确定，其数值范围在200～300mm之间，排水沟内宽可通过排水沟过水断面面积除以排水沟内深直接获得。

作为本发明的进一步改进，更换排水沟步骤为：

开挖基槽：根据排水沟尺寸获取基槽尺寸，以排水沟埋置位置中心线为基准确定基槽开挖中心线，对基槽开挖中心线标记并开挖；

浇灌基槽：在基槽底部浇灌混凝土；

安放排水沟：确定基槽中心线位置，拉线标记安装，在浇灌后基槽的底部铺设干湿混合的混凝土，将排水沟安装放置在基槽内，使得基槽与排水沟无缝连接；

将相邻排水沟沟体卡扣对接处理干净后进行对接，在对接处涂上结构胶；

在排水沟两侧浇灌混凝土。

作为本发明的进一步改进，所述盖板设计包括如下步骤：

确定盖板主体尺寸：

根据排水沟尺寸、盖板承载要求设计盖板主体尺寸：所述盖板主体尺寸包括横向长度、纵向宽度和盖板厚度，所述横向长度为排水沟内宽w与排水沟横向宽度之和；所述纵向宽度为500～1000mm，所述盖板厚度为20～50mm；

确定盖板内加强筋宽度及数量：

根据盖板跨度及承载要求，设计横向加强筋宽度及数量，横向加强筋宽度为15～30mm；

根据盖板宽度及承载要求，设计纵向加强筋宽度及数量，纵向加强筋宽度为10～25mm；

依据盖板主体尺寸和加强筋宽度及数量制备盖板。

作为本发明的进一步改进，所述线路信息还包括道砟粒径范围记录，所述盖板设计还包括排水孔设计，其包括如下步骤：

确定盖板上排水孔宽度：

根据线路排泥量大小及道砟粒径范围，确定盖板排水孔宽度；

根据线路道砟粒径确定排水孔宽度上限，即排水孔宽度略小于道砟粒径；

当线路排泥量需求较大时，排水孔宽度尽量取较大值；

当线路排泥量较小时，排水孔宽度尽量取较小值；

确定盖板上排水孔长度、数量：

根据排水沟排水量及盖板纵向方向长度得到单个盖板排水量要求；

根据公式2获得盖板所需排水孔总长、总宽；

结合排水孔宽度、排泥量需求、沟槽尺寸等因素，设计排水孔长度、数量；

排水孔长度为100～250mm；排水孔数量为6～10个。

作为本发明的进一步改进，所述盖板安装步骤包括：

确定病害整治区域，拆卸原有盖板，清理沟槽内部垃圾，调整沟槽顶部平整度；安装盖板，使得盖板中心线与排水沟中心线齐平；

将相邻盖板的搭接接头相互搭接，使得相邻盖板搭接处无间隙，依次搭接安装盖板。

作为本发明的进一步改进，所述盖板沿纵向两侧分别设有沿竖向相互卡合的搭接件，所述盖板上设有把手；所述盖板安装步骤包括：

确定病害整治区域，拆卸原有盖板，清理沟槽内部垃圾，调整沟槽顶部平整度；

手提盖板上的把手部分并将其安放在排水沟上，并使得盖板中心线与排水沟中心线齐平；

将相邻盖板之间的搭接件相互搭接卡合，使得相邻盖板搭接处无间隙，依次搭接安装盖板，使得盖板在排水沟上搭接成为整体。手提式盖板相较于传统混凝土盖板具备更轻的重量，且更加便于施工人员搬运，使得盖板安装时与排水沟中心线更加容易对齐，确保排水沟整治质量。相邻盖板搭接卡合形式可使得盖板安装后互锁形成一体结构，有助于盖板抵抗风压、减少振动。避免隧道等密闭环境下，风压过大时将盖板掀飞。

作为本发明的进一步改进，还包括检查验收步骤：

抽取一段整治过后病害段位置的排水沟作为目标检查段；

检查盖板和/或排水沟的外观、表面平整度；

若病害类型为沟槽堵塞、线路积水，检查目标段内排水沟外观面破损情况，连接段连接间隙或翘曲情况，中间段的平直情况，沟槽顶面的平整度情况；

若病害类型为盖板破损、排水不畅，检查目标段内盖板外观破损情况，盖板顶面平整情况，相邻盖板之间的搭接是否存在间隙；

检查承载能力：测量盖板的静态承载力、动态承载力是否满足设计要求；

检查排水能力：将线路最大排水量按长度等效换算至目标段排水量；在固定时间内倾倒对应目标段排水量的水体，每隔一定时间检查线路积水量、沟槽排水情况，查看规定时间内沟槽积水情况；

检查排泄泥沙能力：在规定时间内倾倒对应量的泥沙，每隔一定时间检查线路泥沙排泄情况，查看轨道时间内泥沙是否排尽。

作为本发明的进一步改进，还包括道砟通过情况检查：在线路附近随机收集一定数量道砟碎石，均匀洒落在目标段盖板上，检查道砟碎石落入排水沟内数量，记录沟槽内流失的道砟量。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的轨道交通排水沟病害整治方法，其通过对现场线路调研和统计分析，针对病害段的病害类型、病害严重程度及病害发生频次信息等进行记录，并针对该线路区域的排水沟尺寸材质、线路的最大降雨量、排泥量、道床排水率、盖板的承载力等进行信息记录，实时考虑现场的排水、排泥、排水沟表面径流系数等，确保排水沟具备良好的排水、排沙能力，在具备充足的排水量的同时，不会影响盖板的强度。同时在设计盖板时充分考虑盖板尺寸，根据道砟粒径大小、排水需求等设计盖板上排水孔宽度、长度、数量等，避免道砟流失的同时，确保盖板的排水量、排泄泥沙能力。本申请中的轨道交通排水沟病害整治方法整理充分结合现场实际情况，根据现场需求调整设计排水沟和盖板，使得该段排水沟充分适应现场排水、排泥、避免道砟流失，确保轨道交通的良好运行。

附图说明

图1是本发明实施例中轨道交通排水沟病害整治方法的整体流程示意图；

图2是本发明实施例中轨道交通整体结构示意图；

图3是本发明实施例中轨道交通排水沟的整体结构示意图；

图4是本发明实施例中轨道交通盖板的整体结构示意图；

图5是本发明实施例中轨道交通盖板的背面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请中的纵向为轨道线路延伸方向，横向为水平垂直于轨道线路延伸方向。

实施例：

请参阅图1～5，本发明优选实施例中的轨道交通排水沟病害整治方法，其包括如下步骤：

线路调研：针对病害信息和线路信息进行调研记录；

其中，病害信息记录包括病害类型、病害位置的记录，该病害类型包括沟槽堵塞和盖板破损，该病害位置为病害段区域位置信息；

线路信息记录包括排水沟尺寸材质、汇水面积、径流系数、线路最大降雨量、排泥量、道床排水率及盖板承载力；

根据上述线路调研中的病害类型选取整治方案并进行整治；

若病害类型为沟槽堵塞、线路积水等病害较为严重的情况，则需要对应设计病害段的排水沟并将对应病害区域的排水沟与盖板进行更换；

若病害类型为盖板破损、排水不畅等病害相对较轻的情况，则需要对应设计病害段盖板并将对应病害区域的盖板进行更换；

值得注意的是，当出现沟槽堵塞和盖板破损情况时，需要同时设计排水沟和盖板，并对应进行更换。

优选地，在沟槽堵塞时，本申请中的轨道交通排水沟病害整治方法中也将对应盖板进行更换，其主要原因在于沟槽堵塞同时也有很大原因是混凝土盖板带来的堵塞问题，为此需要将对应盖板进行更换，盖板替换为本申请中的不饱和树脂高分子材料进行制备，其强度高、抗冲击性强，且耐候耐腐蚀性能好，使用寿命长，能够有效降低该病害路段处后期病害的发生频率。

优选地，上述病害信息调查还包括病害发生频率，在上述病害类型发生时，还可根据病害发生频率调整整治方案。

具体地，当病害发生频率较低时，如线路积水和/或排水不畅频率为一月及以上发生一次，如一月一次、两月一次或三月一次时，该病害发生频率较低可对应修补排水沟和/或盖板，无需重新设计排水沟和/或盖板并进行更换。

当病害发生频率较高时，如线路积水和/或排水不畅频率在一月以内发生一次以上，如三天一次、七天一次、十天一次时，该病害发生频率较高，需对应设计排水沟和/或盖板并进行更换。此处病害发生频率与线路段的降雨情况相关，且上述病害发生频率在降雨量较多的情况下进行模拟，如一周2～3次降雨情况下该病害发生的频率。

进一步地，在上述病害类型中包括沟槽堵塞、线路积水情况时，需要根据上述线路调研情况优先设计排水沟，其设计步骤如下：

首先计算排水沟的理论排水量，然后根据排水沟理论排水量计算排水沟尺寸；

其中，该排水沟理论排水量计算公式为：

Q＝F×q×α×(1-β)/60 (公式1)

其中，Q为区段内排水沟理论排水量(L/s)，可选地，此处可计算单位长度内排水沟承担的排水量，仅需要通过区段排水量除以区段长度即可得到，该单位长度内排水沟承担的排水量主要用于计算单位长度内盖板排水量，并在盖板上设置排水孔时确定排水孔的长度、宽度及数量等；

F为汇水面积(m²)，即需要排水的区间的汇水面积；

q为线路最大降雨量(mm/min)；

α为径流系数，不同的地面材料具备不同的径流系数；

β为道床排水率，即道床本身的渗排水能力，在雨水来临之际，道床本身承担一部分渗排水能力，其余部分雨水通过排水沟进行排泄。通常道床排水率在1％～8％之间，大部分的排水工作仍然依靠排水沟来完成。

下面简单列举几类常见地面材料径流系数以作参考：绿地地面：0.15～0.3；各类屋面、混凝土或沥青路面：0.85～0.95；大块石铺切路面：0.55～0.7；沥青表面处理的碎石路面及广场：0.55～0.65；级配碎石路面及广场：0.4～0.5；干砌砖石或碎石路面及广场：0.35～0.4；非铺砌土路面：0.25～0.35。

通过上述公式1可以计算得到排水沟所需要的理论排水量，在根据该排水沟理论排水量对排水沟进行设计计算，具体如下：

其中，上述公式2中，v为雨水平均流速(m/s)；

γ为接触面粗糙度系数，指沟槽表面与标准接触面的粗糙度比值；

θ为排水沟相对水平面的坡度；

w为排水沟内宽(m)，h为排水沟内深(m)，w×h为排水沟过水断面面积。

优选地，排水沟的内深h尺寸通常在250～300mm之间，其通常根据轨道交通本身设计尺寸确定，设计人员根据情况在上述范围内确定，在施工时该内深h尺寸为确定值，在排水沟内深h确定的情况下，排水沟内宽w可通过排水沟过水断面面积除以排水沟内深获得。

通过上述公式2即可计算得到排水沟的具体尺寸，然后根据排水沟所需实际长度进行排水沟制备。

综合考虑排水沟的排水量、沟槽尺寸、接触面粗糙度系数及承载要求等设计参数后，选取强度高、抗冲击、耐候耐老化性能好的不饱和树脂高分子材料作为排水沟基体材料，经过高温模压成型后得到图3中所示的排水沟结构；

具体地，该排水沟结构包括沟槽主体部分，其主要用于排水、排泥，并用于承受外部荷载并将其传递到地面；在该沟槽主体背离排水区域的一面设置截面加强板以提高其整体强度，截面加强板沿沟槽延伸方向每隔一段距离设置，以避免沟槽截面向外或向内变形；同时在沟槽背离排水区域的底部和侧面均设置加强筋，以增加该排水沟在沟槽长度方向上的刚性，避免其沿沟槽长度方向发生弯曲变形。

在将排水沟对应制备完毕后，需要将排水沟安装在对应病害段，具体安装过程如下：

(1)开挖基槽：在安装前首先确定排水沟安装的标高，其中基槽的尺寸和排水沟两侧的混凝土构件尺寸将直接影响排水沟的承载力，以排水沟放置中心为准，确定好基槽的宽度中心点，标记开挖。基槽尺寸根据排水沟尺寸确定，通常情况下，对应轨道交通设计方案中会对基槽与排水沟设计尺寸进行限定，在排水沟尺寸确定的情况下可直接得到基槽尺寸数据。

(2)浇灌基槽：按照排水沟的承载要求在基槽底部浇灌混凝土，承载较大时需放置钢筋网格结构加固，用水泥混凝土浇筑符合承载登记要求尺寸的基槽底基。上述承载要求是避免排水沟与基槽底部泥土接触时发生沉降等问题，对此根据排水沟承载要求在基槽底部浇灌对应量混凝土，具体情况根据设计要求决定。

(3)安放沟体：确定好排水沟放置中心线，拉线进行标记安装，在浇灌有混凝土的基槽上铺设干湿度正好的混凝土，将排水沟放置到干湿度正好的混凝土上，使得该排水沟与基槽无缝连接，将相邻排水沟的沟体卡扣对接处清理干净然后对接，在相邻排水沟的对接处涂上结构胶，确保排水沟相接处不会渗漏。在排水沟设置过程中，为了确保排水沟之间连接的紧密和稳固性，在相邻的排水沟连接处设置有相互嵌合卡扣形式，通过两排水沟的搭接，并在二者的对接处涂上结构胶，使得相邻排水沟完成连接工作。

(4)在排水沟与基槽两侧的间隙间浇灌混凝土，需要避免水泥残渣掉落到排水沟内部，并根据承载力需求在排水沟两侧布上钢筋网并浇筑到混凝土内部，浇筑时不能超过前期设定的高度。该设定高度为排水沟两侧高度，以避免基槽与排水沟之间的混凝土进入到排水沟排水区域，以影响排水沟整体排水和排泥能力。

在排水沟安装完成后，可对排水沟两侧混凝土进行养护，使得其达到设计强度。

进一步地，在上述病害类型中包括盖板破损、排水不畅时，需要根据上述线路调研情况设计盖板，其设计步骤如下：

(1)确定盖板主体尺寸：根据排水沟尺寸、盖板承载要求设计盖板主体结构，根据排水沟的内宽、外宽确定盖板的宽度，一般情况下盖板的跨度为600～1000mm；根据盖板安装便利性及重量影响，盖板的宽度一般为500～1000mm；根据盖板的承载要求，盖板的厚度一般为20～50mm。

(2)确定加强筋的宽度及数量：根据盖板宽度及承载要求，设计横向加强筋宽度及数量，横向加强筋宽度一般在15～30mm内；根据盖板宽度及承载要求，设计中心加强筋宽度及数量，纵向加强筋宽度一般在10～25mm范围内。同时横向加强筋的数量一般为4～8根，纵向加强筋的数量为3～6根，二者的设置数量与盖板的长度、宽度相对应，在盖板跨度较长时，横向加强筋为7～8根，盖板长度相对较短时，横向加强筋为4～6根；同理，在盖板宽度较长时，纵向加强筋为5～6根，盖板宽度相对较短时，纵向加强筋为3～4根，如图5所示。加强筋的合理布设能够有效提高盖板支撑强度，增加盖板的承载力，增强盖板的刚度，降低盖板的破损风险，合理设置盖板厚度、加强筋数量、宽度后，盖板的承载力一般不小于6kN。

值得注意的是，上述盖板设计仅考虑与排水沟安装适配性和承载能力等，其本身不具备排水孔和排沙孔，主要适用于隧道内的排水使用，隧道内设有中心排水沟等专用排水系统。同时，无砟轨道本身主体为混凝土浇筑，不存在碎石等流失问题，设计时不需要考虑盖板上排水孔长度和宽度问题，仅需考虑其排水问题。

进一步地，在需要应对有砟轨道排水使用时，在上述盖板主体设计完毕后需要增设排水孔，具体步骤如下：

确定排水孔宽度：根据线路排泥量大小及道砟粒径范围，确定盖板排水孔宽度：首先根据线路道砟粒径确定排水孔宽度上限，即排水孔宽度略小于道砟粒径。当线路排泥量需求较大时，排水孔宽度满足不漏道砟粒径的同时尽量取较大值；在线路排泥量需求一般时，排水孔宽度可稍小。一般情况下，排水孔宽度过大，道砟容易掉入沟槽内造成堵塞，而宽度过小又不满足线路排泥需求，故排水孔宽度要略小于道砟粒径，一般可设为10～25mm，优选为20mm。

确定排水孔长度、数量：排水孔的设置不足可能导致排水不及时引起线路长时间积水，造成道床安全隐患；排水孔设置过多，可能影响盖板强度、刚度，导致盖板容易破损，故排水孔的长度和数量需要根据现场情况合理设计。具体地，根据上述公式1中计算的区段内排水沟排水量Q，除去盖板沿排水沟长度方向长度，即可得到单位盖板的排水量要求，根据公式2可获得排水面积，在获得排水孔宽度的情况下即可得到排水孔总体长度。综合考虑排水孔宽度、排泥量需求、沟槽尺寸等因素，合理设置排水孔长度和数量。一般情况下排水孔长度在100～250mm之间，排水孔数量在6～10个。优选情况下，排水孔长度为150mm，排水孔数量为8个。

在上述排水孔总长度确定过程中，在公式1中获得单位盖板的排水量要求后，由于盖板排水量要求均通过其上排水孔来实现，排水孔总体面积即为排水需求面积，在确定排水宽度后即可得到排水孔总长度。

进一步地，在上述盖板设计完成后需要根据计算尺寸制备盖板，然后将盖板对应安装在排水沟上。具体安装过程如下：根据线路调研情况，确定病害整治段，拆卸原有盖板，清理排水沟内垃圾，对沟槽顶部进行平整度调整，将盖板对应安装，保证盖板中心线与排水沟中心线对齐，且相邻盖板间无间隙连接。

优选地，本申请中的盖板同样采用不饱和树脂高分子材料进行制备，经高温模压成型，强度高、抗冲击性强，且耐候耐腐蚀性能好，使用寿命长，其相较于同规格混凝土盖板轻15％左右，便于运输、安装、抢修等工作，大大降低施工强度。优选地，本申请中的盖板上还设有把手，便于盖板的搬运放置，同时盖板沿排水沟布置两侧分别设置搭接头，使得相邻盖板沿排水沟方向搭接后成为整体，具备较好的密封性，盖板具体结构如图4所示。

进一步优选地，在上述病害类型判断过程中，若沟槽堵塞且盖板破损，则需要同时更换排水沟和盖板。则上述盖板设计过程中需要依据设计排水沟尺寸进行设计，并且整体病害整治顺序为：设计排水沟、设计盖板、制备排水沟和盖板、安装排水沟、安装盖板。

优选地，在上述步骤排水沟和/或盖板安装完毕后还包括检查验收步骤，具体为：

抽取一段整治过后的病害段位置的排水沟作为目标检查段；在病害整治段较长时，可通过随机抽取形式选取一段目标检查段，在该目标检查段合格后可判定本次病害整治工作达标；

检查排水沟和/或盖板的外观、表面平整度：

若病害类型为沟槽堵塞、线路积水，则需要检查目标段内排水沟外观面的破损情况，相邻排水沟连接处是否有连接间隙或翘曲情况，排水沟中间区域是否平直以及沟槽顶面是否平整；

若病害类型为盖板破损、排水不畅，检查目标段内盖板外观破损情况，盖板顶面是否平整，相邻盖板之间的搭接是否存在间隙等；

检查盖板的静态承载力、动态承载力是否满足设计要求；

上述盖板的静态承载力与动态承载力的检查通常通过压力试验机循环施加设计载荷，该盖板不破损且变形量不超过设计要求即为合格。且盖板的承载力检查一般为出厂时检查，现场一般查验承载力的第三方检测报告。并且排水沟承重要求与实际使用情况相关，考量因素有偶尔过人或经常过人、偶尔过车或经常过车、最大过车重量，是否存在长期放置重物、重物重量等。根据上述因素，通常铁路轨道盖板承载力要求具备不小于1.5kN的集中载荷，以及不小于5kN/m²的均布载荷。

检查排水能力：将线路最大排水量按长度等效换算至目标段排水量，在固定时间内倾倒对应目标段排水量的水体，每隔一段时间检查线路积水量、沟槽排水情况，查看规定时间内沟槽的积水情况；

检查排泄泥沙能力：在规定时间内倾倒对应两的泥沙，每隔一段时间检查线路泥沙的排泄情况，查看规定时间内泥沙是否排尽。

优选地，在针对有砟轨道路段时，盖板上需要对应开设排水孔，需要考虑排水孔的道砟通过情况，具体检查方式如下：在病害整治段的线路附近随机收集一定数量道砟碎石，均匀洒落在目标段盖板上，检查道砟碎石落入排水沟内数量，查看是否有道砟碎石落入排水沟，并记录沟槽内流失的道砟量。

上述过程中排水能力、排沙能力及道砟通过情况均为常规情况下的检测方式，根据实际线路排水沟设置需求进行检验即可。例如该轨道交通路段排水需求为10L/s，并将对应排水沟进行排水、排沙和道砟通过情况进行试验检测即可。

在上述检查验收阶段中，若各项检查数据均合格，则对应排水沟和盖板可正常使用。若有对应检查项数据不合格，则需对应进行改动调整，直至满足要求。

本领域的技术人员容易理解，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 (10)

1.一种轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，包括如下步骤：

线路调研：针对病害信息和线路信息进行调研记录；

所述病害信息包括病害类型、病害位置，所述病害类型包括沟槽堵塞和盖板破损，所述病害位置用于指示病害段区域；

所述线路信息包括排水沟尺寸、汇水面积、径流系数、线路最大降雨量、排泥量、道床排水率及盖板承载力；

确定整治方案：根据病害类型选取整治方案并进行整治；

若病害类型为沟槽堵塞，则根据汇水面积、线路最大排水量、径流系数及道床排水率设计病害段排水沟，并对应更换排水沟和盖板；

若病害类型为盖板破损，则根据排水沟尺寸、盖板承载力设计病害段盖板，并对应更换盖板。

2.根据权利要求1所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，设计排水沟包括如下步骤：

计算排水沟理论排水量，根据排水沟理论排水量计算排水沟尺寸；

其中，所述排水沟理论排水量计算公式为：

Q＝F×q×α×(1-β)/60 (公式1)

其中，Q为区段内排水沟理论排水量(L/s)；

F为汇水面积(m²)，即需要排水的区间的汇水面积；

q为线路最大降雨量(mm/min)；

α为径流系数；(不同地面材料，径流系数不同)

β为道床排水率，即道床基础的渗排水能力。

3.根据权利要求2所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，所述排水沟尺寸计算方式为：

其中，v为雨水平均流速(m/s)；

γ为接触面粗糙度系数，指沟槽表面与标准接触面的粗糙度比值；

θ为排水沟相对水平面的坡度；

w为排水沟内宽(m)，h为排水沟内深(m)，w×h为排水沟过水断面面积；

所述排水沟尺寸中排水沟内深h为250～300mm，排水沟内宽w为排水沟过水断面面积与排水沟内深的比值。

4.根据权利要求1所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，更换排水沟步骤为：

开挖基槽：根据排水沟尺寸获取基槽尺寸，以排水沟埋置位置中心线为基准确定基槽开挖中心线，对基槽开挖中心线标记并开挖；

浇灌基槽：在基槽底部浇灌混凝土；

安放排水沟：确定基槽中心线位置，拉线标记安装，在浇灌后基槽的底部铺设干湿混合的混凝土，将排水沟安装放置在基槽内，使得基槽与排水沟无缝连接；

将相邻排水沟沟体对接处理干净并进行对接，在对接处涂上结构胶；

在排水沟两侧与基槽之间的间隙处浇灌混凝土。

5.根据权利要求1或3所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，所述盖板设计包括如下步骤：

确定盖板主体尺寸：

根据排水沟尺寸、盖板承载要求设计盖板主体尺寸：所述盖板主体尺寸包括横向长度、纵向宽度和盖板厚度，所述横向长度为排水沟内宽w与排水沟横向宽度之和；所述纵向宽度为500～1000mm，所述盖板厚度为20～50mm；

确定盖板内加强筋宽度及数量：

根据盖板跨度及承载要求，设计横向加强筋宽度及数量，所述横向加强筋宽度为15～30mm，所述横向加强筋的数量为4～8根；

根据盖板宽度及承载要求，设计纵向加强筋宽度及数量，所述纵向加强筋宽度为10～25mm，所述纵向加强筋的数量为3～6根；

依据盖板主体尺寸和加强筋宽度及数量制备盖板。

6.根据权利要求5所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，所述线路信息还包括道砟粒径范围记录，所述盖板设计还包括排水孔设计，其包括如下步骤：

确定盖板上排水孔宽度：

根据线路排泥量大小及道砟粒径范围，确定盖板排水孔宽度，所述排水孔宽度为10～25mm，且所述排水孔宽度不大于道砟粒径；

确定盖板上排水孔长度、数量：

根据排水沟排水量及盖板纵向方向长度得到单位长度盖板排水量要求；

根据公式(2)获得单位长度盖板所需排水孔总长、总宽；

结合排水孔宽度，得到单位长度盖板上排水孔总长度；

根据排水孔总长度设置排水孔长度、数量，所述排水孔长度为100～250mm；排水孔数量为6～10个。

7.根据权利要求1所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，所述盖板安装步骤包括：

确定病害整治区域，拆卸原有盖板，清理沟槽内部垃圾，调整沟槽顶部平整度；安装盖板，使得盖板中心线与排水沟中心线齐平；

将相邻盖板相互搭接，使得相邻盖板搭接处无间隙，依次搭接安装盖板。

8.根据权利要求1所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，所述盖板沿纵向两侧分别设有沿竖向相互卡合的搭接件，所述盖板上设有把手；所述盖板安装步骤包括：

确定病害整治区域，拆卸原有盖板，清理沟槽内部垃圾，调整沟槽顶部平整度；

手提盖板上的把手部分并将其安放在排水沟上，并使得盖板中心线与排水沟中心线齐平；

将相邻盖板之间的搭接件相互搭接卡合，使得相邻盖板搭接处无间隙，依次搭接安装盖板，使得盖板在排水沟上搭接成为整体。

9.根据权利要求1所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，

还包括检查验收步骤：

抽取一段整治过后病害段位置的排水沟作为目标检查段；

检查盖板和/或排水沟的外观、表面平整度：

若病害类型为沟槽堵塞，检查目标段内排水沟外观面破损情况，相邻排水沟连接处间隙或翘曲情况，排水沟中间区域的平直情况，沟槽顶面的平整度情况；

若病害类型为盖板破损，检查目标段内盖板外观破损情况，盖板顶面平整情况，相邻盖板之间的搭接是否存在间隙；

检查承载能力：测量盖板的静态承载力、动态承载力是否满足设计要求；

检查排水能力：将线路最大排水量按长度等效换算至目标段排水量；在固定时间内倾倒对应目标段排水量的水体，每隔一定时间检查线路积水量、沟槽排水情况，查看规定时间内沟槽积水情况；

检查排泄泥沙能力：在规定时间内倾倒对应量的泥沙，每隔一定时间检查线路泥沙排泄情况，看规定时间内泥沙是否排尽。

10.根据权利要求9所述的轨道交通排水沟病害整治方法，其特征在于，还包括道砟通过情况检查：在线路附近随机收集一定数量道砟碎石，均匀洒落在目标段盖板上，检查道砟碎石落入排水沟内数量，记录沟槽内流失的道砟量。

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