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鐵路路基電纜槽模具施工遇到的問題與解決方法

  隨著我國鐵路特別是高速鐵路的發展,為方便養護維修、保證運營安全,各類線纜一般采用電纜槽的方式進行鋪設。鐵路路基電纜槽模具作為保障鐵路安全運營的一項基礎設施,其作用不能被忽視。目前,我國高速鐵路路基電纜槽模具按照通路(2017)8401《鐵路路基電纜槽》設計施工川,采用通信信號共槽、電力分槽的形式,電纜槽及蓋板采用鋼筋混凝土材料預製而成,均設置在路肩上。長期以來,各部門]對電纜槽引起的影響並未形成足夠的認識,這不僅造成電纜槽在服役期間出現槽身失穩、積水等問題,影響線纜服役質量,同時引起路基基床排水不暢,導致路基翻漿、路基凍脹等病害的發生。

1、鐵路路基電纜槽模具對路基結構的影響

  目前,客運專線路基底端電纜槽通常采取預製件拚裝的方式,槽體高37.5cm、頂寬72cm,中部設置隔板,通信和信號近線路側合槽設置,電纜槽遠離線路設置。基床表層級配碎石填築完成後,采用專用機械在無水條件下切除基床表層填料,切除至電纜槽側壁以外不小於5cm。電纜槽鋪設時槽底自下而上分別設置透水礫石和M10水泥砂漿找平層,槽體近線路側開挖基坑采取C25混凝土回填,槽體外側設置頂麵不小於10cm的現澆混凝土護肩,要求按一定間距在電纜槽底部、護肩相應電纜槽槽體底部位置處和護肩底部設置泄水孔。

  通過對京滬高速鐵路、大西高速鐵路、鄭西客運專線、成貴客運專線等多條運營及新建鐵路的電纜槽調研,發現並梳理出電纜槽存在的主要問題。

1.1基床進水點

  由於電纜槽與內側基床表層間、電纜槽槽體拚裝形式等存在縫隙,使得電纜槽成為路基的主要進水點之一。雨水通過縫隙入滲基床,導致基床浸泡,甚至路基邊坡失穩等問題。

1.2阻水效應

  電纜槽的存在影響了路基基床排水。由於電纜槽設置在路肩基床表層裏,施工過程極其繁瑣,對每填築一層材料都須處理接縫。實際施工中槽體底部材料不規範,容易造成地表水下滲;由於材料本身特性和路基後期不均勻變形,護肩泄水孔和電纜槽泄水孔較難定位在同一位置,且橫向排水極其容易堵塞,使得排水管難以達到理想的排水效果。以上因素導致電纜槽結構像“牆”一樣阻隔了基床表層中的滲水向兩側排出。

1.3其他問題

  由於路基電纜槽均設置在路肩上,交叉項目多,施工時需對已填築好的路基基床路肩部分進行切割,由於級配碎石密實、強度高,故切割困難且易造成相鄰未切割級配碎石部分鬆動,影響基床質量。

鐵路路基電纜槽

2、鐵路路基電纜槽模具改進措施

  針對現行高速鐵路路基電纜槽模具存在的問題,提出了2種設計思路:①使電纜槽脫離基床結構,徹底避免其對路基排水及穩定造成的影響;②將電纜槽及護肩統一設計成透水結構,避免結構阻水,提高基床結構的排水能力。

2.1脫離基床的電纜槽形式

  1)電纜槽布設方式

  電纜槽脫離基床結構後,結合路基結構的特點,電.纜槽布設位置可選擇在鐵路路肩上、路肩外側以及路基坡腳位置,以致不影響行車安全及路基穩定,並盡量減少對鐵路維護人員的幹擾。

  電纜槽可通過特製墊板、支墩或支架等結構形式支撐固定在路基上,該布設形式施工簡單,可有效避免與基床結構交叉,不影響基床填料穩定,確保基床結構排水通暢。電纜槽支撐結構不僅可以起到固定電纜槽的作用,同時可以保證路基麵雨水順利從電纜槽下方通過。必要時應對固定位置進行加固處理,避免基礎強度不夠,導致失穩等問題。

  2)電纜槽結構設計

  針對脫離基床的電纜槽布設形式,基於現行混凝土電纜槽結構尺寸,結合電纜槽功能和使用要求,可選用輕質、高強且耐久性較好的纖維複合材料作為電纜槽的材料,並通過優化電纜槽結構、連接方式、斷麵尺寸等,提高電纜槽密封和整體性能,改善線纜的服役環境,保障線纜的使用壽命及鐵路運營安全。

2.2結構透水式電纜槽

  根據現場調研和數值模擬結果可知,電纜槽引起路基病害的主要原因是電纜槽進水和阻水效應。因此,為提高電纜槽的疏排水能力,擬利用經過改良的透水混凝土,將電纜槽設計為透水結構,使得地表進水及基床表層水及時排除,避免產生電纜槽積水、浸泡基床等問題。透水式電纜槽具有以下優點:

  1)電纜槽布設位置改動小。透水式電纜槽依循現行電纜槽布設位置,極大程度保留了原有線纜上下路基過軌、接地等過渡設計,降低了設計的難度。

  2)優化電纜槽結構和材料。采用透水混凝土現澆結構,該結構不僅兼預製結構的優點,而且提高了電纜槽的整體性。不管是電纜槽下滲積水,還是路基基床表層積水都能及時排出。

  3)優化施工工藝。路基護肩、電纜槽墊層及電纜槽一體化澆築成型,簡化了施工工序,提高了施工效率,保證了施工質量。

  4)改善線纜服役環境。提高了疏排水能力的同時,多孔透水材料有助空氣的流通,又保證了路基基床和電纜槽幹燥的服役環境,降低了後期的運營維護費用,保障線纜的使用壽命及鐵路運營安全。

3、總結

  1)高速鐵路路基電纜槽由於自身結構、埋設方式等原因,容易造成地表水人滲、橫向排水管失效等問題,不僅影響線纜服役質量,同時引起基床排水不暢,導致路基翻漿、凍脹等病害的發生。

  2)為有效解決現行電纜槽進、阻水等問題,本文對電纜槽的布設方式和結構設計進行改進,提出了脫離基床結構電纜槽和透水結構電纜槽2種形式,可確保基床結構和電纜槽幹燥的服役環境,降低路基病害的發生率及維修費用,保障線纜的使用壽命及鐵路運.營安全,具有良好應用前景。


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