地鐵減振隔振輕質混凝土複合道床製作方法與流程

2023-06-07 06:03:56 1

本發明公開了一種地鐵減振隔振輕質混凝土複合道床設計方法，輕質混凝土材料組成中包含有EPS顆粒輕質材料與石子、砂、水泥及一些添加劑按一定的比例拌合而成的輕質混凝土，用這種輕質混凝土澆築地鐵減振隔振複合道床，並進行相關的設計。

背景技術：

隨著我國地鐵建設速度的加快、運營裡程的不斷加大，確保地鐵運營安全，既是一項重要的民生工程，也是城市發展綠色經濟的戰略工程，關係到每個人的出行安全。事實上，上海、南京等城市地鐵運營中已出現了不少安全隱患與危害，如運營累積沉降、差異沉降嚴重超標後停運檢修，地鐵列車振動使襯砌結構出現滲水漏泥危害加劇，甚至出現周邊土體與襯砌脫空等問題，嚴重威脅到城市軌道交通運營安全，這是軌道交通建設中必須面臨的挑戰。另外，地鐵列車振動擾民也是新的投訴問題，地鐵列車運營引起的振動通過周圍地層向外傳播，進一步誘發建築物的二次振動，對建築物的結構安全以及居民的工作和日常生活都產生了相當程度的影響。

我國地鐵的埋深大多在15m左右，屬於淺埋地鐵，淺埋地鐵列車運行時產生的振動影響地鐵沿線居民的工作和生活，同時由於地表淺層大多為第四系鬆軟土層，地鐵列車振動長期作用，致使地鐵周邊軟弱土層的累積變形嚴重超標，已影響到地鐵的安全運營，甚至產生危害，如上海地鐵1號線最大累積沉降接近30cm，年度最大沉降差達到3cm，已嚴重威脅地鐵的安全運營，現在只能限速運營，降低了地鐵的運營效率。聖彼得堡地鐵1號線「森林」站與「英勇廣場」站之間的區間隧道穿越涅瓦河古河道，在施工期間和1975年投入運營後發生了一系列事故，後期隧道襯砌結構滲漏，並大量湧水湧砂，導致地面沉降、隧道變形，結構嚴重破壞，最終於1995年終止列車運行。

近年來，我國地鐵運輸系統迅猛發展，有近40個城市開始或計劃修建地鐵或輕軌。由於城市地鐵均貫穿城區商業中心和密集居民小區，對沿線周圍建築物居住環境產生的影響不容忽視。地鐵通常採用整體道床結構，為增加軌道的彈性，鋼軌扣件採用雙彈性墊層設計，即在鋼軌和軌枕用之間扣件鐵墊板下均設靜剛度係數較小的橡膠墊板。

雖然目前地鐵減振措施已取得一定效果，但長期的周期振動引起地鐵下的地基的累積變變形不斷增大，已威脅到地鐵的安全運營，並大大增加了運營維護成本。

現有的地鐵道床採用C30-C35的混凝土澆注，屬於剛性道床，對列車振動基本上沒有任何衰減作用。地鐵工程在一般區間段的基礎道床都沒有採用任何減振措施，只是在醫院、有減振要求的廠房、機關等部位所在區域採用減振設施，如浮置板式道床、彈性短軌枕式整體道床軌道、橡膠墊板等措施進行減振，但這些措施難以達到好的減振隔振效果，振動衰減6-10dB，使用壽命有限，價格昂貴。

技術實現要素：

技術問題：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種地鐵減振隔振道床輕質混凝土的設計方法，採用發泡聚苯乙烯(EPS)顆粒的輕質混凝土，具有明顯的減振隔振效果。

技術方案：本發明的一種地鐵減振隔振道床輕質混凝土製作方法，不同於傳統的普通混凝土道床的設計，針對減振要求的不同採用不同配製方案。

該製作方法包括：

a.根據不同減振要求設計輕質混凝土的配比：

減振5-10dB區間採用混凝土，體積比為輕質混凝土∶EPS＝0.85∶0.15；

減振10-15dB區間採用混凝土，體積比為輕質混凝土∶EPS＝4∶1；

減振15-20dB區間採用混凝土：體積比為輕質混凝土∶EPS＝7∶3；

b.輕質混凝土的強度需達到C30-C35，其水灰比不大於0.31，為增加輕質混凝土的和易性可添加適量的減水劑，混凝土∶EPS體積比7∶3的輕質混凝土摻減水劑為水泥重的2％，混凝土∶EPS體積比4∶1的輕質混凝土摻減水劑為水泥重的1.5％，混凝土∶EPS體積比0.85∶0.15的輕質混凝土摻減水劑為水泥重的1％，；

c、配製輕質混凝土採用的EPS顆粒密度12-15kg/m3，粒徑1-3mm；

d、輕質混凝土地鐵道床澆築可採用現場澆築，也可製作相應的預製件，輕質混凝土採用水泥、砂、石及水等原料應符合GB50204《混凝土結構工程施工質量驗收規範》的有關規定；

e、輕質混凝土道床內布設鋼筋，鋼筋布設應結合防雜散電流腐蝕要求進行；

f、抽檢：每50-100方的輕質混凝土需要製備一組三個試樣，進行密度、抗壓強度的測試檢驗。

所述的輕質混凝土應統一廠拌，如運輸的距離較遠，需添加緩凝劑，延緩輕質混凝土的初凝時間。

所述的輕質混凝土現場澆築道床時應採用泵送，均勻振動密實，為防止EPS顆粒出現上浮，應摻加適量的粘稠劑。

所述的輕質混凝土道床澆築完畢後24小時後拆模，再進行保溼養護。

所述的輕質混凝土地鐵道床，不同減振要求的道床之間的過渡段，採用斜坡過渡，過渡的長度不小於15米。

有益效果：本發明提供的一種地鐵減振隔振輕質混凝土複合道床製作方法，以確保地鐵減振隔振複合道床所需的混合輕質混凝土得以在工程中應用，保證減振隔振複合道床能夠實施，這樣可以有效地阻隔和減小列車振動的能量傳遞到地鐵的襯砌結構，並由襯砌結構傳到周邊的地基土體中，減小對地表的建築物和地鐵地基產生附加振動或引發二次振動的影響。

具體實施方式

具體的操作如下：

1、地鐵減振隔振道床採用輕質混凝土代替普通的混凝土，其製作方法包括：

a、根據減振要求設計輕質混凝土的配比：減振5-10dB區間採用混凝土∶EPS體積比0.85∶0.15的輕質混凝土，減振10-15dB區間採用混凝土∶EPS體積比4∶1的輕質混凝土，減振15-20dB區間採用混凝土∶EPS體積比7∶3的輕質混凝土；

b、輕質混凝土的強度需達到C30-C35，其水灰比不大於0.31，為增加輕質混凝土的可添加適量的減水劑，混凝土∶EPS體積比7∶3的輕質混凝土摻減水劑為水泥重的2％，混凝土∶EPS體積比4∶1的輕質混凝土摻減水劑為水泥重的1.5％，混凝土∶EPS體積比0.85∶0.15的輕質混凝土摻減水劑為水泥重的1％，；

c、配製輕質混凝土採用的EPS顆粒密度12-15kg/m3，粒徑1-3mm；

d、輕質混凝土地鐵道床澆築可採用現場澆築，也可製作相應的預製件，輕質混凝土採用水泥、砂、石及水等原料應符合GB50204《混凝土結構工程施工質量驗收規範》的有關規定；

e、輕質混凝土道床內布設鋼筋，鋼筋布設應結合防雜散電流腐蝕要求進行；

f、抽檢：每50-100方的輕質混凝土需要製備一細試樣(三個試樣)，進行密度、抗壓強度的測試檢驗。

2、輕質混凝土應統一廠拌，如運輸的距離較遠，需添加緩凝劑，延緩輕質混凝土的初凝時間。

3、輕質混凝土現場澆築道床時應採用泵送，均勻振動密實，為防止EPS顆粒出現上浮，應摻加適量的粘稠劑。

4、輕質混凝土道床澆築完畢後24小時後拆模，再進行保溼養護。

5、不同減振要求的道床之間的過渡段，採用斜坡過渡，過渡的長度不小於15米。