高速铁路路基插板式金属风屏障施工技术

涂俊柱

摘要:就武广客专新衡山站路基风插板式金属屏障工程施工技术，进行了探讨和实施，并在实际施工中取得了良好的效果，可为类似工程提供参考。

关键词:风屏障;底梁;H型钢立柱;金属单元板

Construction Technology of Subgrade-inserted Metal Air Barrier for high speed railway

TU Jun-Zhu 1

（1.No.4 Engineering Corporation Limited of China Railway 14th Bureau Group，China ）

Abstract: The present paper reviewed and discussed the construction technology of subgrade-inserted metal air barrier, which was built for the new Hengshan station in the Wuhan-Guangzhou high speed railway. This technology was well performed in real construction performance and this paper provided a reference for the similar construction project.

Key words: air barrier; bottom beam; H-shaped steel column ; metal panels

1 引言

随着京津城际、武广客专等高速铁路的正式运营，高速铁路运营的安全性越来越受到大家的重视。风屏障作为减少动车侧向风的有效手段，正广泛应用于新建高速铁路上。

2 工程概况

武广客专新衡山站位于湖南省衡阳市南岳区，车站下为填方路基，路基长度约2公里，填料类别为AB组料，填筑高度大于7m。

新衡山站路基风屏障1382.3延米，其中钻孔桩2115延米，砼底梁1382.3延米，H2990型钢立柱698根，金属单元板4188块，施工时间多为联调联试期间，既有线施工，安全要求高，施工时间短且多为夜间施工，施工难度大。

3 施工流程及操作要点

施工工艺流程：

3.1 风屏障砼底梁施工

（1）根据施工图纸、施工规范和作业指导书认真编写技术交底，技术交底要具有具体性、可操作性，并对作业层认真交底。

（2）测量放线

根据图纸放出每个钻孔桩中心桩，钻孔前引出护桩。

（3）钻孔施工

钻机为履带式，可直接驶入并将钻头中心直接对位，调整钻机垂直度精准定位；定位后开始钻孔，孔深约为6m，路基为碾压合格的加筋AB组料，自稳性很好，不需要埋设护筒。钻机钻孔时要随时根据护桩校核钻机位置和垂直度。由于钻孔施工前路基基床表层已经填筑完成，为防止钻机走动和钻孔时破坏路基面，钻机施工范围内铺设5mm厚车道板保护路基面。

（4）喷浆清孔

钻孔完成后，为防止后续施工和相邻施工干扰照成孔壁AB组料掉块，清孔前对孔壁进

行喷水泥浆，水泥浆凝固后；人工进行清孔，设计孔底距离路基桩筏结构基础约为20cm，施工过程中，清至桩筏结构砼面并相应的增加钢筋笼的长度。这样施工虽然增加了工程量，但是大大增加了风屏障的安全系数。

（5）钢筋笼绑扎吊装

与一般的钻孔桩相同，需要指出的是：钢筋笼深入到底梁的钢筋位置和标高安装一定要准确，否则蒋影响风屏障底梁螺栓预埋位置，为风屏障上部结构（H型钢立柱）安装造成很大的困难。

（6）桩基砼浇筑

风屏障桩孔内无水，砼可以分层浇筑，采用插入式振动棒振捣密实。砼浇筑前要把桩孔周围清理干净，防止杂物落入砼中。

（7）砼养护

施工时为夏季，砼采用塑料薄膜包裹，保水；外敷土工布洒水养护。如果是冬天必须安装冬季施工方案——保温保湿，砼强度≥2.5Mpa时人工凿毛，再进行底梁砼施工

（8）底梁钢筋绑扎

风屏障底梁钢筋绑扎与一般钢筋砼施工一样，需要注意的是：风屏障螺栓预埋位置预留要准确。

（9）底梁预埋件安装

底梁预埋件（风屏障螺栓）安装的准确与否直接影响风屏障上部结构的安装，安装前测量人员再次放线，确保螺栓位置和标高的准确。

在施工，当中把螺栓焊接到底梁钢筋上确保在砼施工中不移动；为了能够顺利的安装风屏障上部结构（H型钢立柱），我们加工了一个和H型钢立柱底座一样的模具安装在螺栓组顶，同时起到了固定螺栓的作用，也为后续安装钢立柱带来了方便 。

（10）底梁砼浇注和养护

底梁砼施工和养护与一般的钢筋砼相同，需要注意的是：砼要及时浇筑，防止钻孔过长的时间暴露，不利于路基本体的稳定。砼强度达到设计70%后拆除风屏障预埋螺栓上的底座模具，并且清除螺栓上附着的浮浆后，在螺栓上摸上黄油，并用透明胶带包裹，防止螺栓生锈，并注意螺栓保护。

3.2 风屏障上部结构安装

（1）调整风屏障螺栓

H型钢立柱安装前，用底座模具直接在基础螺栓上套装以检查螺栓间距是否满足安装要求；对无法满足套进模具的螺栓采用钢管进行调整，严禁采用大锤敲击。

（2）安装薄螺母垫圈

薄螺母调平后放弹性垫圈，否则造成钢立柱安装不平衡，无法施工和返工；再放置弹性垫圈前一定用校正过的水平靠尺，纵横交错多次校正，确保薄螺母的水平。

（3）立H型钢立柱

立柱安装应将一根绳索系在H型钢立柱上端以防止H型钢立柱向路基外侧倒斜，立柱安装要缓慢放入螺栓内严禁来回晃动，立柱放平后调整平整度及垂直度使两侧纵向线条要顺直。放置防松垫圈和第一个螺母，用扳手上紧，用施工线在基础上找两个相对高点，长度以线绳不下垂为准，用该线绳校对H钢柱底板上面，使钢立柱底加强钢板至砼顶面距离为3.5cm，并用带磁铁的水平尺检测钢柱是否垂直，在灌注重力式砂浆前确保钢立柱的垂直度和线性合格。

（4）灌注重力砂浆施工

对H型钢立柱底加强钢板至底梁砼顶面3.5cm采用灌注重力砂浆施工，重力砂浆施工要在工艺性试验检测合格的情况下进行大面积施工。施工时使用台称进行准确称量，确保按施工配比进行搅拌3-5分钟，达到要求后静置5分钟。特别注意重力砂浆灌注的密实度，防止遗漏，以免影响风屏障安装质量。施工过程中应注意防止砼面污染。

用喷雾器充分湿润基础混凝土，将导流管由立柱底座孔插入底座下部；按照预先搅拌好的砂浆用水舀倒入导流管中，通过导流管灌入立柱底座空隙，直至模板与底座周边间隙全部充盈灌满为止；把导流管缓缓抽出，直至模板框架周围充盈为止；每次配料使用量在30分钟内施工完毕。

（5）加下螺母预紧力

重力砂浆达到设计要求强度满足养护期后对螺栓施加预紧力。

为便于现场操作，现场施工时采用扭矩控制螺栓预紧力。根据《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工、及验收规程》的扭力与扭矩的关系T=K.P.b（例如：扭力100KN，螺栓直径2.4cm，安全系数1.2，换算成扭矩为：360N.M）。每个螺栓扭矩必须达到设计要求，不宜不大和过小，扭矩过大会破坏钢立柱底部薄螺母和重力式砂浆；过小风屏障阻挡侧向风时螺栓不紧照成螺栓松动，影响风屏障的使用寿命。所以施工必须每个螺栓的扭矩做好记录，经常检查扭矩扳手的扭矩，避免错误。

（6）安装风屏障综合接地

风屏障单元板接地在上下板间采用50mm2铜导线，最下面一块单元板的50mm2铜导线接入H型钢立柱连接螺栓的两螺母间，施工过程要对综合接地进行测试。

（7）拧上螺母并施加力

拧上螺母并施加预紧力与下螺母相同。

（8）插入铝合金单元板

风屏障采用2990m型H钢立柱插入0.43m+0.5m+0.5m+0.5m+0.5m+0.5m六块铝合金板，铝合金板安装过程中要注意铝合金板安装顺序和色调（风屏障1-5、5#色），为保证上下两块单元板压紧，插入每块单元板后，用橡胶锤均匀击打单元板顶，禁止使用铁锤重击，使上下单元板压紧，线性美观。

（9）成品保护

对施工完成后的风屏障上部结构应进行有效的保护，如防止电焊、尖锐物的滑动与撞击、撬棍等的外力损伤，其他临近施工作业时应使用物体隔开。

4劳动组织和机具

为了保证施工工期的顺利安完成，对现场人员明确分工，责任到人，明确奖罚（对影响施工工序的责任人罚；满足的奖）。

表二 主要机具设备

5 质量保证措施

（1）建立健全质量责任制，实施项目工程质量终身责任制。以质量责任的可追溯性明确质量责任和工作分工，确保全体质量相关人员以高度负责的态度对待质量工作，实现以人员素质保证工作质量，以工作质量保证各项制度和现场操作到位的良性工作循环。

（2）专职质检员在灌浆和螺栓加载预紧力过程中跟班作业，保证现场施工100%合格率。

（3）每道工序必须进行检测工作，在上一道工序施工完毕验收合格后才进行下一道工序施工，逐项控制。及时填写分项工程质量检查单，使得各项工序特别是关键工序处于受控状态，杜绝不合格工序流入下道工序中。

6结束语

在武广客专新衡山站路基风屏障施工中，由于过程控制严格，组织有序，圆满完成了施工任务，并且有效减少了对路基本体的扰动和破坏。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。