武廣鐵路客運專線站后預留接口施工質量通病及防治方法

王小明,李冬立

(中鐵一局集團有限公司,西安 710054)

1 概況

接口技術是系統集成技術的重要內容之一,站后預留接口質量直接影響客運專線的整體性,對建成后運營至關重要,對于以土建施工為主的單位來說是一個新的課題,站后預留接口施工與站前土建同步施作,要做到預留正確,無遺漏,滿足站后“四電”專業功能使用條件。

站后預留接口施工主要內容如下。

1.1 隧道專業

接觸網基礎預埋槽道安裝、防閃絡鋼筋設置、洞口段及綜合洞室附近的過軌管埋設、初支內綜合接地設置、電纜溝槽上的綜合接地鋼筋及端子設置等。

1.2 橋梁專業

墩臺(含樁基礎、樁基承臺、明挖擴大基礎)綜合接地鋼筋及端子設置、墩身及梁部電纜爬架上橋槽道、梁部接觸網基礎施工、梁部綜合接地鋼筋及端子設置、梁部鋸齒形槽口設置等。

1.3 路基專業

接觸網基礎施工、過軌管(電力、通信、信號、接觸網、牽引供電等)埋設、貫通地線及分支電纜敷設等。

1.4 無砟軌道

綜合接地鋼筋、接地端子、結構鋼筋絕緣設置、鋼纜連結等。

2 站后預留接口施工質量通病及防治方法

由于站后預留接口施工是保證客運專線運行可靠的關鍵工程之一,復雜精細,施作完成后難以整改,質量控制重點在事前。站后預留接口施工由于陌生或思想忽視易形成質量問題,是站后預留接口施工中質量控制的要點。

2.1 隧道接觸網基礎預埋槽道

2.1.1 質量通病

安裝誤差大,超過設計圖紙要求,主要是平行誤差(±5 mm/m)和間距誤差(±1 cm),另外由于固定不良導致槽道扭曲變形。

槽道被水泥漿覆蓋或嵌入二襯表面過深,設計要求嵌入混凝土≤5 mm。

槽道安裝型號錯誤。(1)槽道間距錯誤,現場把附加導線下錨槽道、附加導線懸掛吊柱槽道間距相混淆,比如附加導線下錨槽道設計為60 cm,現場按40 cm安裝；(2)位置錯誤,應該偏左側,實際安裝在右側；(3)將槽道與模板臺車的相對位置弄錯,應該是在大里程,現場埋設在小里程。

槽道漏設,在設計位置現場未安裝槽道。

2.1.2 防治方法

隧道中一組槽道為2根同長度槽道組合,控制好2根槽道的相對位置是質量控制的關鍵,采取以下措施：第一,事先用6根鋼筋將2根槽道按照設計型號的間距焊接固定,如圖1所示；第二,澆筑二襯前,采用在模板臺車上開孔、螺栓定位的方法固定槽道。

為了方便定位螺栓拆卸,模板臺車面板上開條形孔,1根槽道至少有3個點用T形螺栓固定,T形螺栓在隧道拱墻襯砌灌注完后1～2 h取出。為了保證精度,T形螺栓嚴禁自行加工,須采用廠家提供的定型產品。嚴禁將槽道桿錨與鋼筋或臺車點焊定位,拱墻襯砌脫模后須對安裝精度進行檢查(否則,第一,不掌握情況,第二,所填資料沒有數據來源),把安裝精度的自檢納入工序化管理。

圖1 槽道采用鋼筋焊接固定

二襯混凝土澆筑前由質檢工程師專門針對槽道型號、位置進行確認。

2.2 橋梁接觸網基礎

2.2.1 質量通病

接觸網基礎預埋鋼板自行加工制作,未采用多元金屬共滲技術,不具備防銹防腐能力。

底腳螺栓處鋼筋網片按照設計要求布設,未考慮電纜方孔(12 cm×15 cm)預設要求。

接觸網基礎保護不力,接觸網基礎在澆筑之前隨意堆放材料,部分底腳螺栓變形嚴重。

澆筑梁體翼緣板之前,底部預埋鋼板與底腳螺栓未焊接,澆筑混凝土時底腳螺栓移位,導致安裝精度超限。

澆筑接觸網基礎混凝土前,未對有問題的底腳螺栓進行對位調整,導致最終精度超限。

安裝精度滿足以下要求：接觸網基礎距離線路中心距離為5 650 mm,允許誤差0～+10 mm；接觸網基礎螺栓順線路方向中心線與線路中心線平行,兩個方向(即平面扭角)的允許誤差≤2°；底腳螺栓呈豎直狀態,安裝精度≤±1 mm,2個螺栓對角線誤差≤±2 mm；底腳螺栓外露絲扣長度設計為170 mm/220 mm,允許誤差為±5 mm。

2.2.2 防治方法

嚴把材料關,接觸網基礎預埋鋼板采用正式廠家統一進貨。

底腳螺栓處鋼筋網片要適當調整,考慮電纜方孔(12 cm×15 cm)預設要求。

精確控制安裝接觸網基礎的幾何位置,并采用加強措施：首先將底部預埋鋼板與底腳螺栓倒置后采用自制輔助定位架(圖2)固定在一起并焊接牢固,焊接后及時檢查底腳螺栓間距是否滿足要求。輔助定位鋼板兩層,螺栓孔直徑39.5 mm,鋼板螺孔栓間距偏差不大于0.2 mm。底腳螺栓焊接時注意對稱焊接。

圖2 輔助定位架

澆筑混凝土(翼緣板或接觸網基礎)前,質檢工程師對接觸網基礎高程、位置以及螺栓外露長度進行確認,澆筑混凝土時,底腳螺栓上面套定位鋼板二次固定,定位鋼板螺栓孔直徑按39.5 mm控制。

2.3 接地端子類

2.3.1 質量通病

橋墩接地端子未全部埋設在大里程方向,部分埋置在小里程方向。

橋面接地端子有丟失現象,主要是前期使用接地套筒,接地套筒前端為銅套筒,中間部分為銅線,銅線易被割斷。

橋面接地端子高程任意控制,要求高出第一次澆筑面7.5 cm,實際埋設位置偏低。

接地端子嵌入混凝土,完全被混凝土覆蓋,包括梁底、墩底、隧道電纜槽側壁、道床板等。

接地端子未保護,導致混凝土進入絲扣。

橋墩墩底接地端子埋置過深,不滿足埋設在回填地面以下30 cm位置處的要求。

道床板側面接地端子位置偏差大,導致后序連接鋼纜加長,尤其是橋梁地段板與板之間的表現突出。

2.3.2 防治方法

橋墩墩頂與梁底部接地端子采用鋼纜連接,如果橋墩接地端子埋置在小里程,最終會造成鋼電纜加長,購置鋼纜時考慮加長。

橋面接地端子可以采取在端子周圍抹砂漿以防丟失；如果已經丟失,須鑿除混凝土露出綜合接地鋼筋,并滿足綜合接地鋼筋焊接長度要求,然后補裝接地端子。

采取在模板上開孔固定的方法，可以有效防止接地端子嵌入混凝土過深的問題。

如果下道工序作業污染接地端子時,接地端子須用膠帶纏裹予以保護,防止混凝土進入絲扣。

如果埋置墩底過深,可以采用鍍鋅扁鐵(截面至少為50 mm×4 mm)或鑿槽補設的方法引至正確位置,為了確保有效連接,要對扁鐵進行接地電阻測試,如圖3所示。

圖3 采用鍍鋅扁鐵引至正確位置(單位：cm)

針對道床板側面接地端子位置偏差大的現象,施工人員要考慮到接地端子連接的后序工序,保證連接鋼纜長度合適,主要為道床板側面接地端子與橋梁防撞墻之間、隧道電纜槽側壁、路基接觸網基礎內側、橋梁地段板與板間的端子。

2.4 綜合接地鋼筋及電阻測試類

綜合接地鋼筋可靠焊接直接關系到整個接地系統的貫通性,是質量控制關鍵的一環。根據設計文件,橋梁墩臺接地電阻要求≤10 Ω,隧道接地電阻≤10 Ω(一般地段)或≤20 Ω(困難地段)。

2.4.1 質量通病

綜合接地鋼筋采用閃光對焊,尤其在預制梁或現澆梁頂板鋼筋中表現突出。

綜合接地鋼筋采用搭接焊,焊縫長度滿足雙面焊4d/5d(單面焊8d/10d)的要求。搭接焊未能成縫,點焊現象嚴重,尤其是用于隧道內接地設置引出至水溝電纜槽底的鋼筋與鋼架點焊。

隧道內防閃絡接地設置槽道與結構鋼筋不焊接,未與綜合接地系統連接。

2.4.2 防治方法

綜合接地鋼筋焊接不能依據《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》的要求,應參照《客運專線綜合接地技術實施辦法(暫行)》(鐵集成[2006]220號)的有關要求,結合武廣鐵路客運專線的設計要求,采用搭接焊工藝,且焊縫長度滿足雙面焊100 mm,單面焊200 mm。如果采用閃光對焊,須在焊點處加補鋼筋焊接,當鋼筋十字交叉時,采用“L”形鋼筋焊接。

鋼筋焊接完成后,對電氣回路采用雙臂直流電橋進行測試,如果電阻值不符合要求,則要檢查鋼筋的焊接質量,有無漏焊、是否存在點焊。根據中鐵一局武廣鐵路客運專線的實踐經驗,現澆梁或預制梁接地鋼筋之間電阻在0.001 5～0.004 9 Ω。對于涉及到接地電阻的部位,采用接地電阻測試儀進行測試,如果接地電阻未達標,施工人員要對焊接質量進行檢查。根據實踐經驗,橋梁墩臺接地電阻在0.4～4.0 Ω,隧道接地電阻1.2～7.9 Ω。

2.5 無砟軌道

管段內無砟軌道設計為雙塊式無砟軌道,按照設計文件,道床板非接地鋼筋之間絕緣性能≥2 MΩ。

2.5.1 質量通病

非接地鋼筋之間絕緣卡漏設、破損,尤其在接地鋼筋焊接處容易損壞；接地鋼筋焊接時,焊渣燒損橋梁土工布；絕緣性能測試未達標就進入下道工序。

2.5.2 防治方法

除一個接地單元內接地鋼筋采用搭接焊貫通外,其余任意2個鋼筋接頭均采用絕緣卡連接,保證絕緣良好。鋼筋綁扎焊接完成后,首先檢查絕緣卡有無漏設,絕緣卡有無破損,再采用兆歐表測試絕緣性能。

絕緣性能測試儀器采用兆歐表(起碼500 V/500 MΩ以上),要確保結構鋼筋、塊枕的鋼桁架、接地鋼筋任意兩者之間以及任意2根結構鋼筋之間電阻值大于2 MΩ,尤其是3根縱向接地鋼筋與塊枕的鋼桁架之間要認真測試,滿足指標后方能進入下道工序。水、作業工具、人等因素均對絕緣指標造成一定影響,所以絕緣性測試在不良因素消除后才能得到準確值。

表1數據為管段內某段道床板電阻實際測試情況。

表1 道床板電阻實測一覽

2.6 過軌管類

2.6.1 質量通病

設在隧道綜合洞室附近的過軌管未按設計要求設置,未在水平及垂直2個面內設彎曲半徑。

路基過軌管漏設,尤其是電力、牽引供電等在路基基底位置的過軌管。

過軌管中未穿鐵絲。

過軌管材質與設計不符,尤其是接觸網過軌設計為PVC管,現場可能設置成鋼管。

過軌管埋設后被壓扁,管口堵塞。

2.6.2 防治方法

隧道內PVC過軌管在水平和垂直方向的彎曲,采用在工廠異型加工的方法來解決,只有進行了彎曲才能保證后序電纜順利穿管。

針對過軌管漏設、材質與設計不符、過軌管被壓扁的問題,一方面,事前認真檢查確認、加強保護；另一方面,事后必須進行補設。事后補設難度大,尤其是設在路基基底的過軌,如果路基已填筑至基床(假如路堤高4～5 m),開挖過深將會導致路基的不均勻,采取在基床頂面以下1 m位置采用開挖后重新設置過軌管的方法整改,同時增加相應加強措施：在原設計里程,順線路方向6 m范圍挖成臺階狀,埋管后填筑成型路基；填料摻加5%水泥。

2.7 其他

2.7.1電纜爬架上橋預埋槽道

上橋預埋槽道包括墩身及梁體兩個部位,類似于隧道內接觸網基礎預埋槽道,質量通病在于幾何位置是否滿足要求,主要是平行安裝誤差按照±3 mm控制(50 cm內最多3 mm)能否達到要求。防治方法在于槽道采用在模板上開孔定位的方法固定,嚴禁在模板上點焊,槽道可采用T形螺栓固定,也可以采用在槽道背面焊上螺帽,然后從模板外擰緊螺栓的方法固定,澆筑混凝土后從模板上取下螺栓。

2.7.2 隧道內防閃絡接地設置

二襯施作前,用于隧道內防閃絡接地設置的環向鋼筋未引出至水溝電纜槽底,鋼筋漏設。如果二襯已經施作完成,須鑿除邊墻底部的混凝土找到環向鋼筋引出。

2.7.3隧道內接地設置

初支內用于作為接地極的鋼架不引出至水溝電纜槽底,鋼筋漏設。如果二初尚未施作,須鑿除鋼架表面混凝土,采用鋼筋搭接焊引出。如果二襯已經施作完成,采取以下補救方法：在電纜槽底鉆孔,打入直徑42 mm的鍍鋅鋼管(長5 m)作為接地極。

3 結語

(1)把站后預留接口與土建施工結合在一起是一個新生事物,與傳統普速鐵路有質的差別,站后預留接口施工與土建施工同等重要,是關系到客運專線建設成敗的大事,參建者要克服“重土建施工而忽略站后預留接口施工”的思想。

(2)關于站后預留接口施工圖紙多,文件多,尤其是設計意圖可能反復修改,所以要對圖紙及文件(主要是業主單位的會議紀要)不斷查看,吃準相關要求,頭腦中建立相關概念。

(3)站后預留接口施工標準高,如橋梁接觸網基礎底腳螺栓安裝精度≤±1 mm等,采取一些固定措施可以達到高標準的要求。

(4)站后預留接口施工要嚴格過程控制,注重細節管理,在加固固定措施上多做文章,以要求的數據為依據精心施工。

[1] TZ210—2005,鐵路混凝土工程施工技術指南[S]．

[2] TB10424—2003,鐵路混凝土與砌體工程施工質量驗收標準[S]．

[3] TB12420—2003,鐵路電力工程質量驗收標準[S]．

[4] TB10009—2005,鐵路電力牽引供電設計規范[S]．

[5] 鐵建設[2005]160號,客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準[S]．

[6] 鐵建設[2005]160號,客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準[S].

[7] 王小明.武廣鐵路客運專線站后預留接口施工關鍵控制技術[J].鐵道標準設計,2009(S1)．