水泥管在隧道工程中應(yīng)用廣泛,其耐久性、抗壓性和經(jīng)濟(jì)性使其成為關(guān)鍵建材之一,以下是典型應(yīng)用案例:
1. 排水系統(tǒng)組件
隧道內(nèi)部滲水、雨水及消防廢水需排放,直徑300-1500mm的水泥管常作為主排水通道。例如英法海峽隧道采用鋼筋混凝土管構(gòu)建縱向排水溝,其抗?jié)B等級(jí)達(dá)P12,可承受2MPa水壓。東京灣海底隧道更創(chuàng)新使用帶內(nèi)襯PVC涂層的水泥管,兼具防腐與抗沖刷性能。
2. 通風(fēng)管道結(jié)構(gòu)層
山區(qū)隧道常將水泥管作為通風(fēng)豎井襯砌,如終南山隧道在海拔2000米處設(shè)置直徑4米的預(yù)制管節(jié),管壁厚度達(dá)40cm,內(nèi)嵌鋼纖維提升抗裂性能。這種設(shè)計(jì)使通風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)時(shí)可耐受800℃高溫2小時(shí),遠(yuǎn)超金屬管道耐火極限。
3. 電纜管線保護(hù)廊道
城市綜合管廊隧道普遍采用矩形水泥管模塊,深圳前海地下管廊使用3×3米預(yù)制管節(jié),內(nèi)部設(shè)置多層支架,實(shí)現(xiàn)電力、通信、燃?xì)夤艿婪謱硬荚O(shè)。管節(jié)接口采用承插式橡膠密封,抗震等級(jí)達(dá)8度設(shè)防。
4. 盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)
南京長(zhǎng)江隧道應(yīng)用C50混凝土管片,單環(huán)由7塊管片拼裝而成,接縫采用三元乙丙橡膠止水帶。管片預(yù)埋注漿孔道,在掘進(jìn)過(guò)程中同步注漿填充地層空隙,控制地表沉降在15mm以內(nèi)。
5. 臨時(shí)支護(hù)體系
新奧法施工中常采用水泥管棚作為超前支護(hù),成昆鐵路復(fù)線隧道使用φ108mm管棚,環(huán)向間距40cm,縱向搭接3米,配合注漿形成加固圈,成功穿越富水砂層地段。
隨著UHPC(超混凝土)技術(shù)發(fā)展,水泥管承載能力已突破150MPa,瑞士圣哥達(dá)基線隧道創(chuàng)新應(yīng)用鋼-混凝土復(fù)合管片,將結(jié)構(gòu)厚度減少30%。未來(lái),3D打印預(yù)制管節(jié)、自修復(fù)混凝土管等新技術(shù)將進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景。
