关键词:高速公路隧道;事故主动防控;行车环境感知;系统联动;交通安全保障系统
文献标识码:A中图分类号:U453文章编号:1009-2374(2016)16-0102-02DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.049
隧道作为高速公路交通的咽喉,不仅事故多发,而且隧道交通事故发生后处理困难,极易造成群死群伤等严重后果。如何利用隧道行车感知网络以及相关集成应用技术,及时了解、处理和隧道运行状态和交通预警信息,提升隧道交通安全的应急联动能力,为隧道监管人员和司乘人员提供快捷的隧道行车安全预警信息服务显得极其重要。
1系统建设需求
1.1隧道数量里程的增多,需要做相应的改善措施
隧道行车安全一直是高速公路尤其是山区高速在运营管理中面对的一大问题。目前我国高速公路隧道里程逐年增长,车流量也随经济的发展在逐步增加,为了从根本上寻求解决隧道交通事故多发的现象,需要改变过去被动监控的传统模式,积极介入隧道行车行为,主动预防,防患于未然。
1.2交通信息化水平的提高,促使隧道安全预警体系技术变革
高速公路隧道作为交通运输行业的重要组成部分,为了给出行者提供全面便捷的出行服务,最有效的途径就是加强隧道综合交通信息服务并推向产业化建设。高速公路综合交通信息服务应为道路使用者提供良好的行驶环境和优质的交通服务,隧道安全预警体系也亟需进行变革,从而提升隧道行车安全与服务水平。
1.3出行信息服务需求的提升,专项化的隧道安全需求的成型
司乘人员获得的有效交通信息越充分,出行就变得越来越便捷,交通事故发生的可能性就越低,目前我国高速公路隧道向司乘人员提供专项信息服务程度较低,缺乏指导性和有效性,很难满足日益增长的出行信息服务需求,面对隧道这样的事故多发地段,专项化的隧道安全需求已经成型,需要相关部门提供有效的应对策略。
2建设目的和意义
2.1可以有效规范司机驾驶行为,降低交通事故发生概率
通过建设隧道安全保障系统,及时感知隧道洞内交通状况、感知来车速度,采用警示、诱导等信息提前引导司机规范驾驶行为,并采取相应措施,达到安全驾驶的目的。
2.2可以有效降低隧道内交通事故的发生,减少隧道次生事故
系统及时感知隧道洞内突发事件,与就近的情报板、广播、相关联路段情报板联动,实现与公众服务平动,使司乘人员第一时间获得路况信息,及时采取措施,避免隧道内交通事故发生,减少次生事故发生。
2.3提高营运管理水平,提高公众服务形象
以预警识防为主,尽可能将可能在洞内发生的交通事故排除在车辆进入隧道之前,防患于未然,提高对隧道交通情况的掌控,及时提供通行信息,提高营运管理水平,提高公众服务形象。
2.4提升隧道科学化管理,实现智慧隧道
通过对交通事件、火灾、能见度、照度、行人、行车低速、行车高速等全方位、立体式的感知,建立统一的数据平台,采取全面的措施,如照明控制、信息、超速警示、交通诱导、低速告警、行人警告等;综合判断预测预防交通事故,实现智慧化隧道。
3关键技术说明
3.1隧道交通事故主动防控技术
在高速公路封闭条件下,针对隧道的特殊行车环境,依据对交通事故发展稳定状况的判断,对高速公路隧道交通安全发展态势进行过程描述、追踪分析危险源形成和及时警情预报。以主动感知、主动分析、主动介入的方式改变过去传统的被动监控模式,提升隧道监管者日常与应急状态下的业务能力,减免交通事故以及二次事故发生率,保障过往司乘人员生命与财产的安全。
3.2隧道行车状态感知技术
以基于视频的隧道车辆行车状态感知技术为基础,辅助雷达测速、微波车检等多种手段,实时把握即将驶入隧道以及隧道中的行车状态。对可能影响隧道行车安全的诸多不利因素及时采集与追踪,为建立隧道行车危险源预警模型提供数据支撑。
3.3隧道行车危险源预警技术
以隧道行车状态感知数据为基础,从安全的角度对采集到的信息进行系统分析,揭示隧道系统中可能导致事故的各种因素及其相互关联来识别系统中的危险源。对危险源导致事故发生的可能性以及危险导致可能损害的严重程度两方面进行评价分析,通过危险源辨识与评价的结果,启动相关危险源预警信息措施、应急指挥预案,保证事故的主动防控,以建立隧道行车危险源预警模型。
3.4隧道安全预警联动服务技术
系统提供强大的数据处理功能,对隧道行车状态安全预警告警数据,及时分析处理,以联动的思想为不同的目标提供专业化的数据服务。调取隧道相关视频以及车辆信息,联动关联设备,为监控人员及时介入提供平台;危险源的提前辨识与评价,为管理人员预警信息服务提供支持;预警信息的及时与警示,为隧道行车人员生命与财产安全提供保障。
4系统建设方案
安全保障系统将紧紧围绕着高速公路隧道交通事故主动防控的思想,通过如下方式主动介入高速公路隧道行车环境,降低交通事故发生率:(1)通过隧道行车状态感知技术,实时把握隧道行车状态,采集相应信息通过后台服务辨识各类隧道行车危险源,通过联动服务隧道行车安全警示,实现隧道交通事故主动防控;(2)采用雷达测速与交警测速等警示手段,主动介入高速隧道行车环节,达到让司机在进入隧道前主动降低车速的目的,从而降低隧道洞通事故发生率,实现隧道交通事故主动防控。
4.1隧道行车环境感知
4.1.1基于视频感知。实时感知隧道行车状态,通过视频图像实时采集以及后台数据处理,采集隧道行车安全相关的各类数据:车辆行驶速度、车型大小、超速、低速、逆行、停车、隧道行人状态以及其他异常状态感知。4.1.2辅助感知手段。集成现有的各类感知手段,如雷达测速、微波车检、交警测速、隧道环境检测、火灾报警检测等多种检测方式对隧道行车安全相关各要素,实时感知隧道交通行车安全各类信息。其中雷达测速也可以作为一种警示手段,在隧道入洞前提前规范司机的驾驶规范。
4.2危险源辨识评价
本系统的数据分析处理过程就是一个隧道行车安全危险源的辨识与评价的过程。此过程主要包含两方面内容:4.2.1交通事故主动防控。隧道交通事故主动防控,是指在隧道的特殊环境下,当人、车、路系统的危险状态即将出现却还没出现时,危险因素就被准确识别,系统应以主动的手段及时介入并消除隐患。系统主动防控的评价标准在于隧道危险源是否需要进行处理,并且按危险性大小将各危险源排序,为确定采取控制措施的优先次序提供依据,建立隧道行车危险源预警模型。4.2.2预警服务联动体系。预警服务联动体系是建立于主动防控技术的基础上,在系统接收到不同的危险源信息时,隧道监控中心系统将实时发出告警信息,并为后台工作人员联动相关的视频信息与隧道相关技术参数,实现隧道行车环境管理主动介入。同时针对告警级别,系统为管理人员提供综合预警信息服务,从宏观上把握隧道实时行车状况,辅助制定相关预警告警预案。
4.3信息服务
针对于隧道特殊的地理环境,系统可采用情报板与防雾警示灯相结合的方式,为即将驶入隧道的车辆提供预警信息服务。4.3.1情报板。第一,情报板的布设。根据隧道行车限制速度要求,在安全停车间距之外,选择洞外布设一处情报板和防雾警示灯。利用防雾警示灯的高穿透性,在事故多发的恶劣天气下,也能达到提醒司机规范驾驶习惯的作用。第二,情报板内容。情报板内容根据信息等级利用颜色区分前方行车状况,分级预警内容。4.3.2其他信息手段。考虑到国家大力推广物联网技术在高速公路领域的应用,系统将支持车联网技术的应用与拓展。系统采集分析的数据,可以通过与车联网车载单元的互动,实时隧道行车状态与预警信息。另外对于提醒车辆注意行车安全的手段还包括采用限速标志、诱导灯、反光标志警示灯等各类信息化技术。
4.4联动服务
系统实行联动服务,将隧道行车的安全、服务与管理三方面相结合。采用24小时事件感知,实时预警告警,及时信息,根据交通状况实时显示各种通告信息,为驾驶人员安全快速行车提供优质服务。同时联动一切可以使用的监控资源,为隧道监控和管理人员提供主动介入隧道行车环境的平台,实行跨部门联动,当有事故发生时,处警人员以及救援人员可第一时间到达事故现场,在最短时间内恢复正常通行。
5结语
高速公路隧道交通安全保障系统的建设,是当前隧道交通信息化建设的必然产物和发展方向,通过不断的系统完善和新知识的输入,隧道交通安全将得到有效的技术支撑和保障,也随之会体现出如下好处:(1)隧道交通事故主动防控思想的介入,改变传统隧道被动监控的局面;(2)通过隧道入洞前安全信息服务与警示手段,建立缓冲区,提高隧道行车对于突发事件的应对能力,降低隧道交通事故和二次事故的发生率;(3)隧道行车状态的实时感知,提升隧道监管人员对于隧道行车状态的掌握能力;(4)高速公路隧道基础设施的充分利用,提升隧道信息资源的服务价值;(5)隧道危险源预警算法的引入,提升隧道管理系统预防事故发生和应对突发事件的能力;(6)隧道安全联动服务模式的完善,及时提醒行车人员规范驾驶行为。
参考文献
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[3]曾祥平.公路隧道交通安全预警理论与方法研究[D].重庆交通大学,2008.
关健词:隧道照明系统改造分析
Abstract:JinLiWenhigh-speedjinhuasectionoftunnel,thereissomepotentialproblems,ifthespeedtoofast,extremelyeasytrafficaccidents,throughtotheJinLiWenhighwaytunnellightingsystemtransformation,sothattheproblemseffectivelysolved.EverylightthatLEDlamppowerfor70W,theoriginalhighpressuresodiumlampforeach250W.Powerconsumptionisreducedandthelightingintensityisgreatlyincreased.
Keywords:tunnellightingsystemtransformationanalysis
中图分类号:TD625文献标识码:A文章编号:
一、现状分析:
近年来,随着我国高速公路的迅速发展,公路隧道照明系统作为保证车辆安全通行的同时也使得隧道照明运营开支居高不下。
LED以其低能耗高效率的特点,在照明行业正得到广泛的应用,随着高速公路建设的不断加快,在高速公路中隧道的数量在整个高速公路中占据了相当大的比例。所以,采用节能、环保、可靠的隧道照明灯具已经是势在必行。
浙江金丽温高速公路横穿浙江省的金华、丽水和温州三地市,全长234公里,共有隧道54座,桥梁69座,其中金华段隧道群共有6个隧道,分别是:黄家垄隧道、水坑隧道、白阳山隧道、黄埔坑隧道、黄坞垄隧道、焦岩隧道。由于该路段隧道众多,存在一定的安全隐患,主要是由于隧道内灯光昏暗,遇上晴天,隧道外光线明亮,当司机把汽车驶入灯光昏暗的隧道时,由于光线反差太大,就会让人突然产生“黑洞”的感觉,如果车速过快,极易发生交通事故。
二、系统技术指标:
金丽温公路全线设置隧道照明控制系统。利用成熟的计算机、通信网络和自动控制技术,实现全线照明回路的控制。
1.照明标准
隧道不设遮阳棚,全部以光电照明实现光过渡;分白天和夜间照明两种工况。光源采用高压钠灯和LED灯切换使用。
2.安装方式及位置:
隧道中间段加装一排LED灯,安装位置为平行原有中排灯移位距离为1.5米,安装方式为吸顶式,安装间距为8米,保留原中排灯安装位置不变。
3.控制方式:
新加装LED灯组成一个回路与原有中排高压钠灯组成一个回路(注:与新加装LED灯等长度的原有中排高压钠灯),两个新组成的回路能够自动切换,在现场能够手动控制,并要求实现远程PLC控制功能。
4.照明配光:
原设计洞内灯具采用250W、150W二种,根据隧道长度不同采用三排、单排布灯方式。
路面亮度总均匀度U0≥0.4
车道路面纵向均匀度UL≥0.6
失能眩光:TI≤15%
5.LED照明灯性能要求:
灯具的额定电源:AC85~265,防护等级为IP67级。
灯具功率:70W;
光效:大于80lm/W;
色温:3000―7500K;
照射范围角度:90°~140°;
显色性:大于80Ra;
外壳耐腐蚀等级:Ⅱ类(GB70002),或铝合金外壳;
防触电保护类型:Ⅰ类,灯具的其它电气性能应符合现行国家灯具通用标准,灯具及安装托架的整体强度应能受洞内风速,灯具结构应具有拆卸及维护应急方便。
三、系统改造的主要设备、材料选型:
1.LED灯光源
LED灯具是改造项目的重要设施,根据图纸及规定的技术指标、性能要求,我们选用上海三思研发的一款以高亮度LED为光源的照明灯。该产品具有亮度高、照度分布好、节能环保、防水防尘、外观时尚等特点,可广泛应用于各种隧道、收费站、加油站、厂房、卖场、仓库、停车场、广场的照明。
2.灯具特点
1.采用灯束专利散热技术,散热好、重量轻,便于安装维护。
2.灯具效率高,且采用日本、美国原装大功率白色LED发光管,整灯光效率高。
3.近似大尺寸平面发光,光线柔和、视觉效果好。
4.寿命长、可靠性高,相比传统照明灯具可大大降低维护成本。
5.灯体采用铝合金挤压型材,结构紧凑、可靠耐用。防护等级IP67,适合室外恶劣环境。
6.采用具有自主知识产权的光学结构设计,使光强在水平和垂直方向合理分布。
7.灯体设计新颖、美观、轻盈,安装简单,维护简便。
8.无汞及其他有害物质,绿色环保、节能。
3.灯具结构
1.LED照明灯由底座、外壳、LED光源、光学组件、电源及控制电路等组成。
2.结构坚固耐用,由能承受一定的机械应力和热应力的材料制成,电器元件采用防潮、无自爆及阻燃产品。
4.LED灯的技术参数
光源功率:70W
光源组成:日本、美国原装大功率白色LED发光管
光源效率:110Lm/W
灯具光效:>80Lm/W
色温:3000K~7500K
显色指数:>80Ra
灯具效率:≥80%
照射范围角度:90°―140°
输入电源:AC85~265V,50/60Hz
功率因素:≥0.9
MTBF:20000小时
光源寿命:50,000小时光衰小于30%
温度范围:-30℃~55℃
湿度范围:10~98%
防护等级:IP67
抗风速:36m/S
外壳耐腐等级:铝合金外壳
四、系统改造:
本次改造系统分为两个环节:
首先是在中间段中排灯一侧1.5米的距离处加装一排LED灯,灯的间距为8米,采用吸顶安装,电源从夜间照明箱引出,电缆沿原环形桥架引上,LED灯管路采用KBG25镀锌钢管,管内穿BV聚氯乙烯铜芯电线,在每个灯处都留有铸铝接线盒,方便LED灯接线,灯与供电线路采用T接缠绕法连接,电缆与电线的连接采用穿刺线夹,每个隧道中间段的LED灯均组成一个回路,我们还需要在夜间照明箱内加装LED灯回路的控制系统,进行亮灯控制,并且与箱内的PLC控制器进行连接,达到远程控制的目的。
另一环节将原有中排白天/夜间高压钠灯的中间段拆分出来,通过加装的开关箱,使之能够受开关箱的手动控制,来达到二级控制。第一级仍然为原来的控制回路控制,第二级手动控制,以达到在LED灯亮灯的时候能将中间段的中排高压钠灯进行关断。电缆沿原环形桥架和桥架引入,连接采用穿刺线夹。开关箱处的管路采用镀锌钢管内穿电缆方式。
五.优化运行与规范维护
1.优化运行
隧道照明节能的实现离不开专业的隧道运营管理队伍,只有让他们彻底了解和领会隧道照明的设计意图和相关的规范要求,知道隧道为什么要开灯、怎么开灯、相关法律法规又是
如何要求的,才能脱离那种纯靠经验积累来进行工作的状态。隧道照明系统在设计与建设过
程中,由于隧道现场情况复杂多变,可能也会由于设计或施工的不规范或者局限性,造成一
些不尽合理的地方。这些就要求在隧道运营管理过程中需要对照明方案进行不断的优化,运营管理者根据自身隧道实际情况,对照明系统的参数选取、系统框架等进行及时调整。
2.规范维护
隧道照明系统涉及范围广、设备数量庞大,故障点也比较多,及时、高效的维护尤为重要,对隧道照明节能也有着很大的影响:灰尘尾气使得隧道照明灯具光线暗、易老化,因此灯具的清洁、更换是隧道照明管理的重点,必须定期进行以保证灯具较高的养护系数。
六.结语
通过对金丽温高速公路金华段原来的普通高压钠灯,改装LED高亮度发光二级管隧道灯。该灯具比普通的高压钠灯节能60%以上,使用寿命比传统的高压钠灯提高了5倍以上,且视觉效果好,可以明显提高司机行车的反应灵敏度。此番改造可以使该问题得到有效解决。每盏LED灯功率为70W,原来的高压钠灯每盏为250W。耗电量明显降低,照明亮度却大大增加。
[关键词]隧道工程;防水设施;施工技术
0引言
水因素是影响公路桥梁隧道正常施工的关键因素。在实际的施工过程中,地下水会使围岩趋于不稳定,增加了前期支护的困难。在后期公路桥梁隧道运行过程中,地下水会从变形缝、施工缝等裂隙中渗漏出来,导致隧道内积水,侵蚀隧道内的照明灯等设备,严重的甚至会影响行车安全,容易引发车祸。同时,如果地下水属于侵蚀性或者容易产生结冰现象,会严重损害衬砌结构。但是,在实际施工中,地下水是肯定存在的,只有尽可能地减少其对工程的损害才能保证工程质量。因此,本文主要探讨相关防水设施在公路桥梁隧道中的应用,望对同行有借鉴意义。
1隧道工程防水施工技术要求
当前,我国对隧道工程防水施工技术的要求是根据隧道的具体用途来进行规定的,我国现行的隧道技术要求规范有《铁路隧道施工技术规范》以及《公路隧道施工技术规范》,除此之外,内容相对较为具体的是《地下工程防水技术规范》,其中的内容容易被施工人员熟练掌握。在《地下工程防水技术规范》中,防水等级有四级,同时企业对这4个等级划分了具体的使用范围。根据《地下工程防水技术规范》的要求,我国公路隧道防水施工要做到边墙不漏水、排水沟不冻结、拱部不渗水、冻害地区衬砌背后不存在积水、路面不积水等要求。在设计人员及施工人员进行施工之前,要熟练掌握规范要求,从而提高隧道工程的防水质量。
2我国公路桥梁隧道防水施工现状
隧道工程作为一项地下工程,其防水施工是相当重要的。很多施工单位都将其作为公路隧道施工的重点项目。在具体的施工过程中,施工团队不仅要考虑施工卷材的选择、施工工艺,还要考虑到防水设施的具体应用,同时还要考虑到防水施工管理、防水施工体系建立等。但是,当前我国大部分公路桥梁隧道工程的防水项目实施都不是很理想,就当前隧道防水工程发展情况来看,防水设施的应用相当重要。
3公路桥梁隧道工程防水施工中存在的问题
1)传统的施工方法施工采取的是先拱后墙整体衬砌的方式。在实际的施工过程中,上导坑开挖的速度过快且上导坑与下导坑之间的距离较大,同时没能及时封闭的话,在软土地基层中,其修成不久,就会出现端部下沉。端部下沉会因为导坑的开挖而扩大,导致拱顶沿着施工缝产生裂缝,拉断止水带,进而产生渗水、漏水的现象。
2)纵向施工缝在施工中留置于拱圈及边墙之间,在填塞马口时,旧混凝土表面未做凿毛处理,使新旧混凝土不能牢固黏结。在填塞混凝土的同时,使止水带变形失去作用。由于马口填塞混凝土为高强度等级抗渗混凝土,在凝固过程中,收缩较大,止水带与混凝土结合欠密实造成漏水。
3)如果衬砌混凝土外纵向盲沟管在实际施工过程中没有包裹完好,就会导致堵塞,水流汇聚速度变慢。在安装排水导管时,如果没有掌握好其坡度的设置,也会导致地下水无法正常排出,进而产生渗水、漏水现象。
4公路桥梁隧道工程防水原则
当前,我国隧道工程人员为了减少水因素对隧道质量的影响,提出了防水止水的相关原则,即“排、堵、截相结合”,同时其将模筑混凝土衬砌当作隧道防水的主要措施。
1)所谓排水就是设立排水系统,将堵塞水资源排出桥梁隧道,同时要结合具体的施工条件,因地制宜,选择具体可行的施工方案,使其适宜当地的情况。另外,方案的制订还要考虑到技术的可行性、成本的高低、适用效果的优劣、环境保护等相关因素。而其中的“相结合”可以指具体施工与相关设计紧密结合,但是施工时最为核心的要素,设计要充分结合具体的施工条件,实行点面结合,从而使得大面积的渗水、漏水汇集为局部出水,然后进行科学合理的排水,尽可能在实际施工中做好水处理,减少水害对环境的破坏。
2)所谓堵水就是将衬砌混凝土结构作为堵水的第1层防水设施,其他相关的防水材料设置为第2层的防水设施,通过这种方式堵截地下水,使其不能进入公路桥梁隧道的防水措施。
3)所谓截水就是截留隧道的地下水及隧道外部的地表水,使其不能进入公路桥梁隧道的防水设施中。一般采用的截水方式都是设置截水的天沟。
5公路桥梁隧道工程施工防水设施应用
为了确保隧道内的行车安全及隧道的长久使用,应做好公路桥梁隧道的防水及支护工作。公路桥梁隧道支护的作用是防止隧道的围岩发生变形并降低隧道的荷载力。当前,对于公路桥梁隧道的支护方式主要采用的都是锚喷支护的方式,在这种方式下,施工人员要格外注意锚杆的质量,保障其焊接的质量及强度等符合国家标准,防止在具体施工中发生断裂现象。除此之外,施工人员还要严格检查防水材料。公路桥梁隧道防水系统的作用是防止隧道出现渗水、漏水,进而使得桥梁隧道内部出现积水,导致隧道行车出现安全隐患。在设立隧道防水系统时,要保证管道的质量符合国家标准,尤其是安全管道时,要保证围岩与软管的安装保持紧贴。施工完成之后,施工人员也要加强对施工防水系统的检查,如果存在安全隐患,就要及时提出解决措施,做到合理妥善解决。
1)结构自防水措施
混凝土结构自防水发生作用的关键是要保证施工的混凝土的密度合理并控制混凝土使其不容易产生裂缝。因为一般的混凝土都容易产生裂缝,所以当前可以研究新型混凝土,如补偿性收缩混凝土。所谓补偿性收缩混凝土就是在普通水泥中混合很多外加剂,减少混凝土的开裂状况,使其提高抗开裂的能力。另外,设计人员要对混凝土进行合理设计,并设计相关方案,确保混凝土的质量符合设计标准。
2)公路桥梁隧道防水层设施的铺设
对于公路桥梁隧道防水层设施的铺设主要包含以下几个方面:①施工人员仔细测量混凝土的断面,凿除隧道还未开挖的地方,同时,要分层喷射混凝土表面;②施工人员要切断、切除锚杆头、钢筋外漏部分,同时用水泥浆抹平其表面;③对衬砌背后设施进行合理排水,检查排水沟、引水管及盲沟的连接紧密程度。另外,还要保障处于寒冷地区的排水设施具有良好的保温性能。加强对公路桥梁隧道防水层的检查。在铺设完防水层后,要着重检查防水层及其焊接的质量。检查的主要方式为:用手将防水板托起,检查防水板与喷射混凝土的贴合程度,同时还要检查防水层的表面是否存在扎破、褶皱现象,从而保障防水层的整体质量。
3)隧道防水设施的初期支护处理
在完成初期支护之后,经常出现灰浆浮渣。这种情况下,如果直接铺上防水板,就导致密实度不够紧实。可以先找平厚水泥砂浆,清除表面的灰浆浮渣,磨平表面的突出物(防止其扎破防水层)。对于隧道初期支护转弯处,必须先将阴阳角处理成圆弧,其中阳角的半径要≥5cm,阴角的半径要≥15cm,从而使得防水层有较好的结合面,在之后还要清理其表面,使其保持干净整洁。
4)防水卷材设施的应用
防水卷材的质量及其具体铺设影响着公路桥梁隧道防水层的质量。采购人员在采购防水卷材时,要仔细检查其规格和材质,保证防水卷材的整体厚度一致,平铺时也不会产生明显的皱褶和隆起。在铺设防水卷材时,需要在公路桥梁隧道的拱顶部位划出中心线段,搭设板台架,再对卷材进行铺设,铺设的方向是由拱顶向两侧进行铺设,同时,其要保持铺设平顺,不能出现褶皱和空鼓,卷材的粘贴也要保证牢固可靠。对于卷材的结合部位,也要使其搭接合理牢固。防水卷材的铺设一般都采用环向铺设的方式,其宽度要≥100mm,短边要>150mm,同时要错开相邻的两幅卷材。当前,采用的防水大卷材大都是复合式的防水材料,而且施工时都会在支护后订上水泥钉,不过这种方式会导致在二次衬砌时刺破防水卷材,进而使隧道出现渗水、漏水。所以,可以使用隐形钉铺合的方法,即在支护后先挂上土工布,对其进行固定,再摄入水泥钉,之后在外层采用热熔焊接技术对防水卷材进行铺设,这种方式可以使得防水层密封成一个整体。
5)施工缝、变形缝、穿墙管处的防水措施
施工缝是公路桥梁隧道及防水工程的薄弱环节,所以尽量要减少布置施工缝。如果一定要设置施工缝,一定要仔细施工,使得新混凝土与旧混凝土之间黏结密实;另外,还要着重加强施工缝处混凝土的捣固,使得混凝土密实贴合。施工缝设置时,尽量使用形式不同的企口缝,从而延长隧道渗水的路线,对于较为核心的部位,施工人员可以使用膨胀型止水带对施工缝进行加固。变形缝、施工缝及穿墙管在隧道防水施工中是相当重要的部分,同时其也是产生渗水漏水的高发部位。因此,在对施工缝、变形缝及穿墙管进行施工时要着重注意防水工作。其中变形缝在设计时,要在模筑混凝土内侧设置宽度为600mm的防水加强层,同时要采用聚氨酯密封胶进行结构密封,密封胶要认真设置,沿着变形缝进行环向涂抹,同时其不能出现密封胶断点的现象。
6)防水层养护
防水层铺设完毕后,还要加强对防水层的养护工作,这样可以避免施工,尤其是二次衬砌中焊接钢筋时破坏防水层。如果出现防水层破损,需要及时进行设计修补。隧道的仰拱部位应该铺1层50mm厚细石混凝土保护防水层,同时可以铺设跳板。在进行二次衬砌,浇筑混凝土过程中,要防止防水层的砂浆保护层与混凝土疏松的管架直接接触,应在砂浆保护层上铺设一些砂袋,减少对防水层的破坏。在实际的施工过程中,特别是对拱部基面进行处理时,要保护好边墙的防水层,主要是为了防止浮渣进入其中。在二衬施工焊接钢筋或挡头板施工时,要遮挡住防水层,防止焊接过程中烧毁防水层。
7)二次衬砌抗渗混凝土施工
二次衬砌抗渗混凝土的施工在一定程度上是指公路桥梁隧道的防水排水系统进行完善,使其处于密封状态,进而形成其他相关材料与透水管结合使用的“多方引”的排水格局,从这个角度来说,施工人员要注意防水混凝土需要具有良好的密实度。
8)先进防水设施的应用
当前,传统的施工技术存在价格高昂、施工周期长、施工质量偏低现象,而且很容易产生渗水漏水现象。通过运用先进的防水设施,可以减少公路桥梁隧道产生渗水现象。例如,在设计隧道时,采用锚喷的方式进行隧道支护,通过监测控制围岩变形,充分发挥围岩自承能力的新奥法,这种先进的方式在一定程度上有效节省了资金投入,缩短了施工周期,同时其可以有效防水。如再喷混凝土,其是公路桥梁隧道的一部分,可以有效防止围岩恶化,防止出现隧道坍塌现象,同时直接粘贴岩面,阻止裂隙中填充物的流失。另外,还要保持喷层表面的平整,这样可以使得防水卷材发挥最大价值,将地下水排堵在隧道衬砌范围以外。
9)畅通的排水通道设施的应用
公路桥梁隧道进行防水主要是要防止地下水大规模聚集到衬砌结构的周围及基底部分。简单来说,防水工程主要是以排水为主体,其排水过程为水从围岩的裂隙流入盲沟中,然后流入泄水孔中,在经过排水沟流出隧道之外。其中盲沟主要是将大规模的地下水引导为局部集中的水资源,同时,在衬砌结构与围岩之间形成过水通道,并使这些地下水源汇入泄水孔,防止堵塞,造成积水。
6具体案例
云南安楚高速公路大红田隧道全长2700m,纵坡采用-2.182%的单向坡,隧道设计净跨14.90m,净高为7.5m的三心圆拱典墙断面;设计采用新奥法施工,复合式衬砌,防水层设计为无纺布—PVC防水板。隧道沿线位于大红田一带山中,横穿大龙潭断层(垂直穿过隧道),围岩为板岩,白云质灰岩,岩体破碎强烈,差异风化性强。中部为中厚层状白云灰岩,岩溶发育弱-强裂,为垂直悬挂式溶隙,洞内岩溶差异较大,地表可见溶蚀洼地及垂直溶隙岩溶漏斗,该岩层含水量强岩溶水,隧道掘进时将产生大量涌水,随季节性变化大。针对这种地质情况,设计中采用了以“防、排”为主,“防、排、堵、截”相结合的综合治理原则。复合式衬砌结构防水系统由初期支护、二次衬砌防水混凝土及二者之间敷设的防水层3部分组成。初期支护采用每隔5m左右(根据涌水量适当加密)沿岩面布设一环向排水管(见图3),与拱脚设置纵向排水管相通,使初期支护背后的水通过纵向排水管排走,喷射混凝土要求均匀密实平整,无裂缝脱落,容鼓渗漏水现象;防水层由400g/m2的土工布及PVC-P1.5mm厚防水板组成,全封闭设置,并根据初期支护实际渗漏水状况,在防水层背后设置Ω形弹簧排水管(见图4)。防水层施工采用无钉铺设工艺及严格的气密性检查以确保施工效果;二次衬砌采用防水混凝土,混凝土抗渗等级>1.2MPa,以达到防水目的(见图5)。施工缝采用遇水膨胀止水条,沉降缝、伸缩缝、变形缝采用橡胶止水带。通过采取以上严格的设计及施工措施,大红田隧道在地质条件很恶劣的情况下仍然取得了很好的防水效果。
7结语
公路桥梁隧道建筑工程在不断地发展进步中,其数量也在不断增加,这种情况促进了我国建筑行业的发展。我国是一个地域广阔、地质条件复杂的国家,因此为了完善我国的交通运输体系,施工人员需要逐渐加强对公路桥梁隧道的研究,并不断提高公路桥梁隧道的施工水平。但是近些年来,我国经常出现公路桥梁隧道安全事故,使得人民的关注重点逐渐转移到公路桥梁隧道的质量问题上,而防水问题作为公路桥梁隧道质量的最大影响因素,其成为我国专家与学者研究的重点。因此,在当前公路桥梁隧道施工过程中,施工人员也在不断地克服隧道渗水、漏水难题,以提高公路桥梁隧道的施工质量。
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