Soluciones de ingeniería para túneles ferroviarios

1.Industry Pain Points & Challenges

La ingeniería ferroviaria y de túneles es un proyecto de infraestructura de alto nivel nacional, con requisitos extremadamente altos en cuanto a durabilidad de los materiales y estabilidad dinámica:

(1) Desafío de carga dinámica de alta frecuencia: Los ferrocarriles de alta velocidad y de carga pesada generan enormes cargas de vibración durante su funcionamiento, lo que provoca que el balasto (capa de piedra triturada) se desgaste entre sí, se rompa y se hunda en la base de la vía, lo que conduce al asentamiento de la superficie de la carretera.

(2) Problema de filtración de agua en el túnel: La presión del agua subterránea es enorme. Si la capa impermeable no es hermética o el drenaje no es adecuado, el agua se filtrará en las paredes del túnel y formará hielo, lo que amenaza seriamente la seguridad de la operación del tren.

(3) Problema de asentamiento por congelación y descongelación: En regiones frías, la calzada no puede drenar la humedad a tiempo, y los ciclos repetidos de congelación y descongelación causarán deformación y levantamiento de la vía férrea.

-Estructura inestable de la pendiente: Las pendientes profundas excavadas a lo largo de las vías férreas se erosionan fácilmente por el agua de lluvia, lo que provoca desprendimientos de rocas o derrumbes localizados.

2. Solución del sistema Changfeng: «Refuerzo estructural + Impermeabilización hermética + Drenaje rápido» Solución ferroviaria:

(1) Refuerzo de balasto y subrasante: Se coloca una geomalla de acero y plástico en la parte inferior de la capa de balasto. Su módulo de tracción extremadamente alto bloquea el desplazamiento de la grava, reduce la rotura de partículas y mantiene la estabilidad de la geometría de la vía.

(2) Capa de estructura impermeable del túnel: Se utiliza una geomembrana impermeable especializada como barrera principal para impermeabilizar el revestimiento del túnel, evitando la intrusión de agua subterránea.

(3) Red de drenaje permanente: Tuberías permeables rígidas y cunetas ciegas de plástico están enterradas en las cunetas laterales del túnel y en la subrasante. Mediante acción capilar, el agua acumulada se conduce rápidamente a las tuberías de drenaje principales.

(4) Protección rápida de cunetas y taludes de intercepción: Se utilizan mantas de cemento para colocar cunetas de intercepción a ambos lados del ferrocarril, logrando un endurecimiento rápido mediante "manta a hormigón", lo que evita la infiltración de agua de lluvia y la erosión de la plataforma de la carretera.

3. Ventajas principales de la solución

(1) Aumento del 300% en el ciclo de mantenimiento: la rejilla de acero y plástico reduce eficazmente la tasa de pulverización del balasto, reduciendo significativamente la frecuencia de mantenimiento y limpieza de la plataforma de la vía férrea, ahorrando enormes costos de mantenimiento.

(2) Drenaje altamente eficiente con "acumulación cero de agua": La combinación de drenajes ciegos de plástico y tuberías permeables resuelve el problema de la acumulación de agua subterránea, previniendo eficazmente los desastres por levantamiento del suelo debido a las heladas y asegurando el funcionamiento de los trenes en cualquier condición climática en regiones frías.

(3) Estructura autorreparable e impermeabilización a largo plazo: La manta impermeable GCL utilizada en conjunto tiene una función de autorreparación al entrar en contacto con el agua, lo que proporciona una impermeabilización confiable para túneles durante hasta 100 años.

(4) Avance en la eficiencia de la construcción: La aplicación de nuevos materiales como las mantas de cemento elimina la necesidad de mezcladoras y encofrados al colocar zanjas de drenaje, lo que hace que la construcción sea de 5 a 10 veces más rápida que el hormigón tradicional vertido in situ.

4. Estudios de caso y productos relacionados

Caso típico: Proyecto de ampliación del ferrocarril de transporte pesado en el norte de Kazajstán.