高速铁路隧道内接触网预埋槽道施工质量缺陷及预防措施

张浩然

（中国铁建大桥工程局集团第三工程有限公司，天津 300000）

杭绍台铁路隧道施工前期，预埋槽道报废率高达32%，加强隧道内接触网预埋槽道质量控制，降低预埋槽道报废率尤为重要。文章通过对隧道内接触网预埋槽道缺陷种类判别、产生原因进行分析，从而提出解决缺陷的预防措施。

1 接触网埋件设置方式及应用情况

1.1 接触网埋件设置方式

现阶段我国铁路工程在隧道内接触网埋件的设置上主要有两种方式，分别是预埋槽道和后植化学锚栓。其中预埋槽道需要参照施工设计时提供的尺寸以及受力条件进行设计，并在衬砌施工时一起完成，以此确保与隧道衬砌形成整体的结构。该埋设方式工艺结构简单，技术成熟扎实，使用寿命长，后期的安装维护也十分简便。但该方式也存在明显的缺陷，包括工程造价高、建设周期长、工程衔接问题增多，进而影响工程整体的匹配性和协调性。如出现预埋位置错误、型号错误、偏差超范围等。

相比预埋槽道，后植化学锚栓则具有很大的价格优势，该设置方式造价低廉。但后植化学锚栓设置对操作人员的专业水平有很高的要求，设置工艺流程复杂，科技含量密集，施工难度大。同时，后植化学锚栓开始施工后很难人为控制施工的各项进站，影响二次衬砌使用的混凝土与钢筋，在实际的使用过程中也存在寿命短、可维护性差、安全标准低等相关问题。

1.2 接触网埋件应用情况

上述两种方法各有不同的优缺点，适用范围也不尽相同。普通低速铁路和电气化铁路隧道更适合应用后植化学锚栓设置方式。根据相关数据统计，在货运铁路中45%以上的铁路在建设中采用后植化学锚栓。而在客运专线铁路中83%的铁路在建设中使用了预埋槽道设置方式。可见，货运更重视整体的运输成本，而客运更重视运输安全与稳定性。我国相关管理部门在TB 10009—2016文件中，呼吁铁路建设部门，在接触网预埋工艺的选择中应充分考虑其在投入使用后的荷载承受能力、防火标准、经济型以及结构稳定性，还应充分考虑铁路运输的运行稳定性与安全性，倡议选择预埋槽道作为主要工艺。

2 现阶段施工缺陷比例及种类

我国高速铁路研究起步较晚，各方面技术相对西方先进国家还不够成熟，其中预埋槽道技术更是存在较大的差距，报废比例极高，超过30%。但近年来我国逐渐认识到预埋槽道技术对于铁路交通发展的重要性，逐步加强了对预埋槽道技术的研究力度，也取得了相应的成果。随着施工工艺的提高，措施的不断加强，现阶段预埋槽道安装合格率大概为90%。主要质量缺陷类型如下：（1）间距超标；（2）槽道被混凝土覆盖；（3）槽道嵌入深度超标；（4）位置错误；（5）槽道与施工缝距离不满足设计要求；（6）槽道偏斜；（7）槽道遗漏；（8）型号错误；（9）槽道表面镀锌损坏；（10）槽体及锚腿分离。其中间距超标问题占比最高，约占总质量问题比例的28%；槽道被混凝土覆盖或存在影响的问题成为第二大质量问题，占总质量问题比例约为23%；剩余问题占总质量问题比均为6%～10%，但许多问题存在连锁效应，部分问题的出现会导致一系列质量问题的出现。

2.1 问题原因分析

（1）预埋槽道接口管理不到位，作业人员对设计要求不清楚，技术交底不到位，常常出现槽道预埋位置、方向错误，漏埋，型号使用错误，槽道与隧道二次衬砌施工缝距离不足1m等。

（2）预埋槽道组成品运输保存困难，一组槽道现场焊接不规范，无有效的工装保证焊接质量，易造成预埋槽道组2根槽道不平行，间距偏差超标。

（3）二衬施工对预埋槽道的安装不重视，保护不到位，易造成预埋槽道组偏斜，接触网补偿下锚装置用槽道不水平，槽道与隧道中心线垂直度超标，槽道嵌入衬砌深度超标，槽道未与综合接地系统连接等。

（4）隧道二次衬砌施工不规范，造成槽道无法使用。尤为常见有预埋槽道处混凝土质量差、不密实，背后空洞。

（5）预埋槽道与二衬台车进行焊接，导致表面涂层损坏，槽道防腐性能无法保证。焊接过程破坏槽体内的填充条，导致槽体内漏入混凝土砂浆，影响后期T型螺栓安装。脱模过程生拉硬拽，很容易将槽体从混凝土中拔出，或发生槽体与锚腿分离现象，导致槽道后期无法使用。

（6）二衬施工台车加工过程中为了保证隧道净空要求，往往需要外扩5cm，导致台车面板半径与预埋槽道半径不匹配。另外，由于预埋槽现场施工的误差，T型螺栓拧紧后槽口无锚板约束，不利于疲劳受力，两侧槽口受力不平均，导致一侧槽口更容易发生破坏，各种因素导致很难满足槽口与混凝土表面完全在一个平面上。

2.2 预埋槽道质量问题的危害

前文对预埋槽道中可能出现的质量问题做出了阐述和分析，预埋槽道各类质量问题都会引发一系列的后续问题，虽然高速铁路建设企业针对上述质量问题，采取了一些整改措施，但仍存在一定的缺陷和隐患。首先，对触网吊柱结构进行修改并安装，但更改后的触网吊柱结构零件规格不再统一，工程造价也大幅度地提升，同时需要进行大量的化学锚栓安装，这对隧道的二次衬砌存在一定的影响和破坏，会导致高速铁路的安全运营年限缩短，运营成本增加。其次，预埋槽道的整治施工在工程后期进行，交叉施工难度大；后置槽道在耐久性、防腐性能、安全性等方面均不能达到预埋槽道的性能，且运营后维护难度大。

2.3 降低接触网预埋槽道报废率的预防措施

为了能够更好地解决隧道内接触网预埋槽道报废率问题，降低后期“克缺”整改成本。从存放、运输、工装、工艺等不同方面解决接触网施工问题。

（1）槽道存放：预埋槽应离地架空堆放，不得直接放置于地面。零散槽道应分层码放，且每层之间应进行架空。槽道堆放过程中，应避免互相碰撞，避免槽道表面涂层破损及锚腿发生变形或破坏。弧形槽堆放应避免受压导致弧度发生变化。

（2）槽道选择：根据设计图纸，建立隧道内接触网预埋槽道台账，结合相应里程、位置，槽道类型选定如1.5m，2.5m，半径大小，单槽双槽等，同时检查槽道外观、槽道内填充物的完整状态。

（3）位置固定：根据设计位置，在二次衬砌台车上开方形螺栓定位孔，1.5m以上单个槽道需要三点固定，两端及中心位置，1.5m以下单个槽道需要两点固定，两端位置。同时应注意保证T型螺栓穿过孔洞以及利用螺栓封堵的便利。

（4）槽道组拼装、焊接：因槽道要求平行误差小，为了解决误差超标问题，应提前加工槽道焊接工作平台，槽道组焊接前应将槽道摆放至工作平台上进行初步固定，检查槽道之间的间距。应注意槽道焊接只能焊接槽道锚腿，不得焊接槽道本体，焊接后的槽道应做表面涂层修复处理，并达到要求的防腐性能。焊接应不能影响锚腿的受力性能。

（5）槽道安装：将槽道移至二衬台车相应位置后，将槽道固定点的填充物抠出，放入T型螺栓，水平旋转90°，锁紧螺栓，初步固定槽道的位置，检查槽道的各项误差是否超标，并检查槽道组预留接地钢筋预留长度等是否符合要求。应注意必须使用T型螺栓，禁止采用将槽道电焊至二衬台车的方式进行固定。

（6）槽道校核：严格执行三次中心距校核工作。①在工作台焊接成槽道组后，第一次检查槽道组间距误差。②在槽道组初步定位紧固后，第二次检查槽道组间距误差。③台车顶升就位后，二衬混凝土浇筑前，第三次检查槽道组间距误差。

（7）浇筑施工：在二衬混凝土浇筑前，需在预埋槽道中间部位加设一个混凝土浇筑孔，避免因预埋槽道锚腿及钢筋过密导致槽道背后、槽道距二次衬砌施工缝1m范围内混凝土不密实，出现空洞。对于多余的螺栓开孔应进行有效封堵，避免漏浆，形成混凝土蜂窝。二衬混凝土浇筑完成后，松开T型螺栓螺母，放下台车，旋转T型螺栓90°取出螺栓。脱模时一定要先将台车与槽道组锁紧时用的T形螺栓螺母取下，然后才可以脱模。

（8）改变接触网吊柱底板。隧道内预埋槽道平行间距与原设计标准相比，若尺寸偏差在-70～+70mm，考虑到槽道本体机械性能满足原设计标准，通过设计检算后改变接触网吊柱底板为特殊吊柱底板，对底板尺寸、开孔大小进行调整，充分利用预埋槽道。特殊吊柱底板采用长孔并进行加强，加筋板厚度12mm。隧道内接触网腕臂用特殊吊柱底板有2种尺寸，分别适用于槽道间距330～410mm和390～470mm两种工况，而其他类型的吊住底板可以有更多的选择，如使用腕臂用特殊吊柱底盘等，在工程应用中也可以实时对吊住底板的尺寸进行调整。

（9）其他整治措施。槽道安置工艺中容易出现混凝土覆盖槽道，导致安置工艺无法进行的问题，导致问题出现的原因是槽道切入衬砌深度较高，超过预定的范围，该问题可以通过凿取混凝土覆盖层、打磨隧道保护层的方法进行处理和缓解，但如果混凝土覆盖层厚度和槽道如隧道衬砌层深度严重超标时，则需要进行后置槽道施工，以此彻底解决上述问题。

3 结束语

对于隧道预埋槽道施工后的质量问题，在尽量利用预埋槽道的原则下，根据实际情况在工程中可采用改变接触网吊柱底板、后置槽道、拆除隧道二次衬砌重新预埋槽道等整治方案。整治方案实施前，仍需经过设计方确认，以满足隧道结构、接触网设备安装要求。同时质量问题的控制方案以及改造方案在制订时应充分考虑制造成本以及改进的安全性能，我国相关管理部门对高速铁路建设工程有明确的指示和倡议，要在确保安全性能基础上，完成各项建设内容。

隧道内接触网预埋槽道施工要求精确度高，而槽道的预埋往往因为定位、变形、二衬台车固定等因素，影响预埋槽道预埋精度，造成质量缺陷，隧道内接触网预埋槽道后期很难补救，仅仅依靠后期外植，这也难以保证预埋槽道的施工质量。而预埋槽道施工质量直接影响铁路信号工程，影响铁路运营安全，因此必须加强人员培训，提高全体参建人员认知，确保隧道内接触网预埋槽道施工质量。