高速鐵路隧道內接觸網預埋槽道施工質量缺陷及預防措施

張浩然

（中國鐵建大橋工程局集團第三工程有限公司，天津 300000）

杭紹臺鐵路隧道施工前期，預埋槽道報廢率高達32%，加強隧道內接觸網預埋槽道質量控制，降低預埋槽道報廢率尤為重要。文章通過對隧道內接觸網預埋槽道缺陷種類判別、產生原因進行分析，從而提出解決缺陷的預防措施。

1 接觸網埋件設置方式及應用情況

1.1 接觸網埋件設置方式

現階段我國鐵路工程在隧道內接觸網埋件的設置上主要有兩種方式，分別是預埋槽道和后植化學錨栓。其中預埋槽道需要參照施工設計時提供的尺寸以及受力條件進行設計，并在襯砌施工時一起完成，以此確保與隧道襯砌形成整體的結構。該埋設方式工藝結構簡單，技術成熟扎實，使用壽命長，后期的安裝維護也十分簡便。但該方式也存在明顯的缺陷，包括工程造價高、建設周期長、工程銜接問題增多，進而影響工程整體的匹配性和協調性。如出現預埋位置錯誤、型號錯誤、偏差超范圍等。

相比預埋槽道，后植化學錨栓則具有很大的價格優勢，該設置方式造價低廉。但后植化學錨栓設置對操作人員的專業水平有很高的要求，設置工藝流程復雜，科技含量密集，施工難度大。同時，后植化學錨栓開始施工后很難人為控制施工的各項進站，影響二次襯砌使用的混凝土與鋼筋，在實際的使用過程中也存在壽命短、可維護性差、安全標準低等相關問題。

1.2 接觸網埋件應用情況

上述兩種方法各有不同的優缺點，適用范圍也不盡相同。普通低速鐵路和電氣化鐵路隧道更適合應用后植化學錨栓設置方式。根據相關數據統計，在貨運鐵路中45%以上的鐵路在建設中采用后植化學錨栓。而在客運專線鐵路中83%的鐵路在建設中使用了預埋槽道設置方式。可見，貨運更重視整體的運輸成本，而客運更重視運輸安全與穩定性。我國相關管理部門在TB 10009—2016文件中，呼吁鐵路建設部門，在接觸網預埋工藝的選擇中應充分考慮其在投入使用后的荷載承受能力、防火標準、經濟型以及結構穩定性，還應充分考慮鐵路運輸的運行穩定性與安全性，倡議選擇預埋槽道作為主要工藝。

2 現階段施工缺陷比例及種類

我國高速鐵路研究起步較晚，各方面技術相對西方先進國家還不夠成熟，其中預埋槽道技術更是存在較大的差距，報廢比例極高，超過30%。但近年來我國逐漸認識到預埋槽道技術對于鐵路交通發展的重要性，逐步加強了對預埋槽道技術的研究力度，也取得了相應的成果。隨著施工工藝的提高，措施的不斷加強，現階段預埋槽道安裝合格率大概為90%。主要質量缺陷類型如下：（1）間距超標；（2）槽道被混凝土覆蓋；（3）槽道嵌入深度超標；（4）位置錯誤；（5）槽道與施工縫距離不滿足設計要求；（6）槽道偏斜；（7）槽道遺漏；（8）型號錯誤；（9）槽道表面鍍鋅損壞；（10）槽體及錨腿分離。其中間距超標問題占比最高，約占總質量問題比例的28%；槽道被混凝土覆蓋或存在影響的問題成為第二大質量問題，占總質量問題比例約為23%；剩余問題占總質量問題比均為6%～10%，但許多問題存在連鎖效應，部分問題的出現會導致一系列質量問題的出現。

2.1 問題原因分析

（1）預埋槽道接口管理不到位，作業人員對設計要求不清楚，技術交底不到位，常常出現槽道預埋位置、方向錯誤，漏埋，型號使用錯誤，槽道與隧道二次襯砌施工縫距離不足1m等。

（2）預埋槽道組成品運輸保存困難，一組槽道現場焊接不規范，無有效的工裝保證焊接質量，易造成預埋槽道組2根槽道不平行，間距偏差超標。

（3）二襯施工對預埋槽道的安裝不重視，保護不到位，易造成預埋槽道組偏斜，接觸網補償下錨裝置用槽道不水平，槽道與隧道中心線垂直度超標，槽道嵌入襯砌深度超標，槽道未與綜合接地系統連接等。

（4）隧道二次襯砌施工不規范，造成槽道無法使用。尤為常見有預埋槽道處混凝土質量差、不密實，背后空洞。

（5）預埋槽道與二襯臺車進行焊接，導致表面涂層損壞，槽道防腐性能無法保證。焊接過程破壞槽體內的填充條，導致槽體內漏入混凝土砂漿，影響后期T型螺栓安裝。脫模過程生拉硬拽，很容易將槽體從混凝土中拔出，或發生槽體與錨腿分離現象，導致槽道后期無法使用。

（6）二襯施工臺車加工過程中為了保證隧道凈空要求，往往需要外擴5cm，導致臺車面板半徑與預埋槽道半徑不匹配。另外，由于預埋槽現場施工的誤差，T型螺栓擰緊后槽口無錨板約束，不利于疲勞受力，兩側槽口受力不平均，導致一側槽口更容易發生破壞，各種因素導致很難滿足槽口與混凝土表面完全在一個平面上。

2.2 預埋槽道質量問題的危害

前文對預埋槽道中可能出現的質量問題做出了闡述和分析，預埋槽道各類質量問題都會引發一系列的后續問題，雖然高速鐵路建設企業針對上述質量問題，采取了一些整改措施，但仍存在一定的缺陷和隱患。首先，對觸網吊柱結構進行修改并安裝，但更改后的觸網吊柱結構零件規格不再統一，工程造價也大幅度地提升，同時需要進行大量的化學錨栓安裝，這對隧道的二次襯砌存在一定的影響和破壞，會導致高速鐵路的安全運營年限縮短，運營成本增加。其次，預埋槽道的整治施工在工程后期進行，交叉施工難度大；后置槽道在耐久性、防腐性能、安全性等方面均不能達到預埋槽道的性能，且運營后維護難度大。

2.3 降低接觸網預埋槽道報廢率的預防措施

為了能夠更好地解決隧道內接觸網預埋槽道報廢率問題，降低后期“克缺”整改成本。從存放、運輸、工裝、工藝等不同方面解決接觸網施工問題。

（1）槽道存放：預埋槽應離地架空堆放，不得直接放置于地面。零散槽道應分層碼放，且每層之間應進行架空。槽道堆放過程中，應避免互相碰撞，避免槽道表面涂層破損及錨腿發生變形或破壞。弧形槽堆放應避免受壓導致弧度發生變化。

（2）槽道選擇：根據設計圖紙，建立隧道內接觸網預埋槽道臺賬，結合相應里程、位置，槽道類型選定如1.5m，2.5m，半徑大小，單槽雙槽等，同時檢查槽道外觀、槽道內填充物的完整狀態。

（3）位置固定：根據設計位置，在二次襯砌臺車上開方形螺栓定位孔，1.5m以上單個槽道需要三點固定，兩端及中心位置，1.5m以下單個槽道需要兩點固定，兩端位置。同時應注意保證T型螺栓穿過孔洞以及利用螺栓封堵的便利。

（4）槽道組拼裝、焊接：因槽道要求平行誤差小，為了解決誤差超標問題，應提前加工槽道焊接工作平臺，槽道組焊接前應將槽道擺放至工作平臺上進行初步固定，檢查槽道之間的間距。應注意槽道焊接只能焊接槽道錨腿，不得焊接槽道本體，焊接后的槽道應做表面涂層修復處理，并達到要求的防腐性能。焊接應不能影響錨腿的受力性能。

（5）槽道安裝：將槽道移至二襯臺車相應位置后，將槽道固定點的填充物摳出，放入T型螺栓，水平旋轉90°，鎖緊螺栓，初步固定槽道的位置，檢查槽道的各項誤差是否超標，并檢查槽道組預留接地鋼筋預留長度等是否符合要求。應注意必須使用T型螺栓，禁止采用將槽道電焊至二襯臺車的方式進行固定。

（6）槽道校核：嚴格執行三次中心距校核工作。①在工作臺焊接成槽道組后，第一次檢查槽道組間距誤差。②在槽道組初步定位緊固后，第二次檢查槽道組間距誤差。③臺車頂升就位后，二襯混凝土澆筑前，第三次檢查槽道組間距誤差。

（7）澆筑施工：在二襯混凝土澆筑前，需在預埋槽道中間部位加設一個混凝土澆筑孔，避免因預埋槽道錨腿及鋼筋過密導致槽道背后、槽道距二次襯砌施工縫1m范圍內混凝土不密實，出現空洞。對于多余的螺栓開孔應進行有效封堵，避免漏漿，形成混凝土蜂窩。二襯混凝土澆筑完成后，松開T型螺栓螺母，放下臺車，旋轉T型螺栓90°取出螺栓。脫模時一定要先將臺車與槽道組鎖緊時用的T形螺栓螺母取下，然后才可以脫模。

（8）改變接觸網吊柱底板。隧道內預埋槽道平行間距與原設計標準相比，若尺寸偏差在-70～+70mm，考慮到槽道本體機械性能滿足原設計標準，通過設計檢算后改變接觸網吊柱底板為特殊吊柱底板，對底板尺寸、開孔大小進行調整，充分利用預埋槽道。特殊吊柱底板采用長孔并進行加強，加筋板厚度12mm。隧道內接觸網腕臂用特殊吊柱底板有2種尺寸，分別適用于槽道間距330～410mm和390～470mm兩種工況，而其他類型的吊住底板可以有更多的選擇，如使用腕臂用特殊吊柱底盤等，在工程應用中也可以實時對吊住底板的尺寸進行調整。

（9）其他整治措施。槽道安置工藝中容易出現混凝土覆蓋槽道，導致安置工藝無法進行的問題，導致問題出現的原因是槽道切入襯砌深度較高，超過預定的范圍，該問題可以通過鑿取混凝土覆蓋層、打磨隧道保護層的方法進行處理和緩解，但如果混凝土覆蓋層厚度和槽道如隧道襯砌層深度嚴重超標時，則需要進行后置槽道施工，以此徹底解決上述問題。

3 結束語

對于隧道預埋槽道施工后的質量問題，在盡量利用預埋槽道的原則下，根據實際情況在工程中可采用改變接觸網吊柱底板、后置槽道、拆除隧道二次襯砌重新預埋槽道等整治方案。整治方案實施前，仍需經過設計方確認，以滿足隧道結構、接觸網設備安裝要求。同時質量問題的控制方案以及改造方案在制訂時應充分考慮制造成本以及改進的安全性能，我國相關管理部門對高速鐵路建設工程有明確的指示和倡議，要在確保安全性能基礎上，完成各項建設內容。

隧道內接觸網預埋槽道施工要求精確度高，而槽道的預埋往往因為定位、變形、二襯臺車固定等因素，影響預埋槽道預埋精度，造成質量缺陷，隧道內接觸網預埋槽道后期很難補救，僅僅依靠后期外植，這也難以保證預埋槽道的施工質量。而預埋槽道施工質量直接影響鐵路信號工程，影響鐵路運營安全，因此必須加強人員培訓，提高全體參建人員認知，確保隧道內接觸網預埋槽道施工質量。