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        自進(jìn)式水射流裝置在浮置板道床排水溝清淤的應(yīng)用研究

        2020-06-01 10:16:08王道永邸廣杰
        理論與創(chuàng)新 2020年6期
        關(guān)鍵詞:浮置水射流排水溝

        王道永 邸廣杰

        【摘? 要】浮置板道床因其特殊結(jié)構(gòu),排水溝位于浮置板道床中部,屬于暗道結(jié)構(gòu),為排水、清掏問題等工務(wù)作業(yè)帶來困難。本文通過對浮置板道床排水溝結(jié)構(gòu)介紹以及排水不暢及堵塞原因分析,提出一種自進(jìn)式水射流裝置,并通過應(yīng)用驗(yàn)證裝置的可行性。

        【關(guān)鍵詞】浮置板道床排水溝;自進(jìn)式水射流裝置。

        引言

        隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展,地鐵隧道的建設(shè)應(yīng)充分考慮地下水滲漏、消防用水及隧道清洗的排水要求,因此沿線路縱向設(shè)置排水溝,將水流引入線路低點(diǎn)軌道集水坑處,并通過泵站將水排出隧道。線路縱向排水溝有多種形式,主要由線路道床結(jié)構(gòu)所決定,常見的有道床兩側(cè)排水溝和道床中心排水溝。浮置板道床是一種適用于特殊減振地段的減振型道床結(jié)構(gòu)。為解決地鐵隧道運(yùn)營過程中振動(dòng)和噪聲等問題,北京、上海、廣州等城市軌道交通在穿越噪音敏感地段時(shí)均采用浮置板道床結(jié)構(gòu)。浮置板道床排水溝位于浮置板道床中部,屬于暗道結(jié)構(gòu)。浮置板道床在減振降噪方面具有一定優(yōu)點(diǎn),但其特殊結(jié)構(gòu)使得工務(wù)維護(hù)困難,尤為突出的是道床中心排水溝排水、清掏問題。一旦堵塞,浮置板道床中心排水溝的清淤作業(yè)十分不便。

        本文通過對浮置板道床中心排水溝結(jié)構(gòu)分析以及排水不暢等原因分析,設(shè)計(jì)一款適用于浮置板道床中心排水溝清淤的自進(jìn)式水射流裝置,能夠解決浮置板道床中心排水溝清淤問題,方便道床維護(hù)保養(yǎng)。

        1.浮置板道床中心排水溝

        浮置板道床目前主要有鋼彈簧浮置板和橡膠浮置板兩種形式,兩種結(jié)構(gòu)形式的原理一致,本文以鋼彈簧浮置板道床為例進(jìn)行分析。鋼彈簧浮置板道床主要由混凝土道床板、鋼彈簧隔振器和基底混凝土等組成,如圖1所示。鋼彈簧浮置板道床將混凝土道床板浮置于鋼彈簧隔振器上,構(gòu)成“質(zhì)量-彈簧”隔振系統(tǒng),這種隔振系統(tǒng)具有良好的隔振效果,主要應(yīng)用于噪音敏感地段。以上海軌道交通某號線為例,該線一段鋪設(shè)鋼彈簧浮置板道床,其排水溝設(shè)置在基底混凝土上,中心排水溝為矩形斷面,寬度為300mm,溝深100mm。排水溝整體位于浮置板道床下方,屬于暗道結(jié)構(gòu),間隔5-6m有一處觀察筒。

        受地質(zhì)條件、氣候、設(shè)計(jì)、運(yùn)營等因素的影響,浮置板道床中心排水溝極易出現(xiàn)排水不暢甚至堵塞,導(dǎo)致整個(gè)排水系統(tǒng)失效,嚴(yán)重威脅到列車安全運(yùn)營。浮置板道床中心排水溝屬暗道結(jié)構(gòu),排水溝端部設(shè)有水篦子,防止雜物流入排水溝內(nèi),但水篦子的網(wǎng)孔間距較大,易流入細(xì)小雜物。排水溝中的水流攜有大量鈣鹽物質(zhì),在排水溝內(nèi)緩慢流動(dòng)或存積時(shí)會(huì)產(chǎn)生鈣質(zhì)沉淀,長期的鈣質(zhì)沉淀會(huì)凝結(jié)成塊。地鐵隧道內(nèi)的大量粉塵顆粒,受水流沖刷聚集到排水溝內(nèi)形成淤泥。以上積垢長時(shí)間聚集在排水溝內(nèi),影響排水,甚至導(dǎo)致堵塞。

        2.自進(jìn)式水射流裝置

        自進(jìn)式水射流裝置原理是以高壓水為動(dòng)力,帶動(dòng)噴嘴及高壓水管路前行,并采用非淹沒式高壓水射流對排水溝內(nèi)污物進(jìn)行破碎及清除。通過高壓水射流沖擊排水溝上附著的積垢,在壓力、空化等作用下對污物產(chǎn)生沖蝕、破碎等行為。如圖2所示。

        自進(jìn)式水射流裝置主要由高壓清洗機(jī)、水箱、手持噴槍、高壓水管路及自進(jìn)式噴嘴組成,如圖3所示。自進(jìn)式水射流裝置的高壓清洗機(jī)采用汽油機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),產(chǎn)生高壓水源。自進(jìn)式噴嘴采用前一后三噴射,噴頭前部的高壓水射流對排水溝壁上的積垢沖蝕、破碎,噴頭后部的三股高壓水射流將污垢排除。通過噴頭后部的三股高壓水射流的反作用力帶動(dòng)噴嘴和高壓水管路前行。

        自進(jìn)式水射流裝置選用壓力為220Bar,流量約16L/min,射流介質(zhì)為消防用水,高壓水管路長度20m。自進(jìn)式水射流裝置參數(shù)如表1所示。

        3.浮置板道床中心排水溝清淤試驗(yàn)

        為檢驗(yàn)自進(jìn)式水射流裝置的實(shí)際使用效果,選取上海軌道交通某號線浮置板道床中心排水溝現(xiàn)場作業(yè),開展對自進(jìn)式水射流裝置的現(xiàn)場試驗(yàn),驗(yàn)證作業(yè)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,自進(jìn)式水射流裝置能夠很好地完成對排水溝內(nèi)的淤泥、碎石及鈣質(zhì)沉積物的清洗。但仍有部分鈣質(zhì)沉積物積附在排水溝壁上。

        4.結(jié)束語

        本文通過對浮置板道床中心排水溝的結(jié)構(gòu)及積垢情況進(jìn)行調(diào)研分析,提出一種自進(jìn)式水射流裝置。經(jīng)過對浮置板道床中心排水溝的應(yīng)用試驗(yàn),所提出的自進(jìn)式水射流裝置能夠較好完成浮置板道床中心排水溝清淤工作,大量的淤泥、碎石及鈣質(zhì)沉積物被清理出來,清理效果良好。本文提出的自進(jìn)式水射流裝置仍有不足之處,建議后期充分調(diào)研分析地鐵隧道內(nèi)各排水溝結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),研制集攝像、定點(diǎn)破碎等功能的適用各地鐵隧道排水溝的清淤裝置,以提高地鐵隧道的排水功能和健康運(yùn)營狀態(tài)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 李俊璽 鋼彈簧浮置板道床排水過渡段設(shè)計(jì)? 2009.11 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);

        [2] 邱凌 城市軌道交通地鐵盾構(gòu)隧道鋼彈簧浮置板道床的工程應(yīng)用與分析。沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),2018.5 創(chuàng)新與發(fā)展;

        [3] 趙鵬 郭小雄 馬偉斌 鐵路隧道排水管道疏通設(shè)備研制及應(yīng)用 2018 鐵道建設(shè)。

        作者簡介:王道永(1989-)男,山東臨沂人,大連交通大學(xué)機(jī)械工程碩士,現(xiàn)就職于中車山東機(jī)車車輛有限公司,主要從事軌道交通工程車研制工作。

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