武广铁路客运专线站后预留接口施工质量通病及防治方法

2010-01-25王小明李冬立

铁道标准设计 2010年1期

王小明,李冬立

(中铁一局集团有限公司,西安 710054)

1 概况

接口技术是系统集成技术的重要内容之一,站后预留接口质量直接影响客运专线的整体性,对建成后运营至关重要,对于以土建施工为主的单位来说是一个新的课题,站后预留接口施工与站前土建同步施作,要做到预留正确,无遗漏,满足站后“四电”专业功能使用条件。

站后预留接口施工主要内容如下。

1.1 隧道专业

接触网基础预埋槽道安装、防闪络钢筋设置、洞口段及综合洞室附近的过轨管埋设、初支内综合接地设置、电缆沟槽上的综合接地钢筋及端子设置等。

1.2 桥梁专业

墩台(含桩基础、桩基承台、明挖扩大基础)综合接地钢筋及端子设置、墩身及梁部电缆爬架上桥槽道、梁部接触网基础施工、梁部综合接地钢筋及端子设置、梁部锯齿形槽口设置等。

1.3 路基专业

接触网基础施工、过轨管(电力、通信、信号、接触网、牵引供电等)埋设、贯通地线及分支电缆敷设等。

1.4 无砟轨道

综合接地钢筋、接地端子、结构钢筋绝缘设置、钢缆连结等。

2 站后预留接口施工质量通病及防治方法

由于站后预留接口施工是保证客运专线运行可靠的关键工程之一,复杂精细,施作完成后难以整改,质量控制重点在事前。站后预留接口施工由于陌生或思想忽视易形成质量问题,是站后预留接口施工中质量控制的要点。

2.1 隧道接触网基础预埋槽道

2.1.1 质量通病

安装误差大,超过设计图纸要求,主要是平行误差(±5 mm/m)和间距误差(±1 cm),另外由于固定不良导致槽道扭曲变形。

槽道被水泥浆覆盖或嵌入二衬表面过深,设计要求嵌入混凝土≤5 mm。

槽道安装型号错误。(1)槽道间距错误,现场把附加导线下锚槽道、附加导线悬挂吊柱槽道间距相混淆,比如附加导线下锚槽道设计为60 cm,现场按40 cm安装；(2)位置错误,应该偏左侧,实际安装在右侧；(3)将槽道与模板台车的相对位置弄错,应该是在大里程,现场埋设在小里程。

槽道漏设,在设计位置现场未安装槽道。

2.1.2 防治方法

隧道中一组槽道为2根同长度槽道组合,控制好2根槽道的相对位置是质量控制的关键,采取以下措施：第一,事先用6根钢筋将2根槽道按照设计型号的间距焊接固定,如图1所示；第二,浇筑二衬前,采用在模板台车上开孔、螺栓定位的方法固定槽道。

为了方便定位螺栓拆卸,模板台车面板上开条形孔,1根槽道至少有3个点用T形螺栓固定,T形螺栓在隧道拱墙衬砌灌注完后1～2 h取出。为了保证精度,T形螺栓严禁自行加工,须采用厂家提供的定型产品。严禁将槽道杆锚与钢筋或台车点焊定位,拱墙衬砌脱模后须对安装精度进行检查(否则,第一,不掌握情况,第二,所填资料没有数据来源),把安装精度的自检纳入工序化管理。

图1 槽道采用钢筋焊接固定

二衬混凝土浇筑前由质检工程师专门针对槽道型号、位置进行确认。

2.2 桥梁接触网基础

2.2.1 质量通病

接触网基础预埋钢板自行加工制作,未采用多元金属共渗技术,不具备防锈防腐能力。

底脚螺栓处钢筋网片按照设计要求布设,未考虑电缆方孔(12 cm×15 cm)预设要求。

接触网基础保护不力,接触网基础在浇筑之前随意堆放材料,部分底脚螺栓变形严重。

浇筑梁体翼缘板之前,底部预埋钢板与底脚螺栓未焊接,浇筑混凝土时底脚螺栓移位,导致安装精度超限。

浇筑接触网基础混凝土前,未对有问题的底脚螺栓进行对位调整,导致最终精度超限。

安装精度满足以下要求：接触网基础距离线路中心距离为5 650 mm,允许误差0～+10 mm；接触网基础螺栓顺线路方向中心线与线路中心线平行,两个方向(即平面扭角)的允许误差≤2°；底脚螺栓呈竖直状态,安装精度≤±1 mm,2个螺栓对角线误差≤±2 mm；底脚螺栓外露丝扣长度设计为170 mm/220 mm,允许误差为±5 mm。

2.2.2 防治方法

严把材料关,接触网基础预埋钢板采用正式厂家统一进货。

底脚螺栓处钢筋网片要适当调整,考虑电缆方孔(12 cm×15 cm)预设要求。

精确控制安装接触网基础的几何位置,并采用加强措施：首先将底部预埋钢板与底脚螺栓倒置后采用自制辅助定位架(图2)固定在一起并焊接牢固,焊接后及时检查底脚螺栓间距是否满足要求。辅助定位钢板两层,螺栓孔直径39.5 mm,钢板螺孔栓间距偏差不大于0.2 mm。底脚螺栓焊接时注意对称焊接。

图2 辅助定位架

浇筑混凝土(翼缘板或接触网基础)前,质检工程师对接触网基础高程、位置以及螺栓外露长度进行确认,浇筑混凝土时,底脚螺栓上面套定位钢板二次固定,定位钢板螺栓孔直径按39.5 mm控制。

2.3 接地端子类

2.3.1 质量通病

桥墩接地端子未全部埋设在大里程方向,部分埋置在小里程方向。

桥面接地端子有丢失现象,主要是前期使用接地套筒,接地套筒前端为铜套筒,中间部分为铜线,铜线易被割断。

桥面接地端子高程任意控制,要求高出第一次浇筑面7.5 cm,实际埋设位置偏低。

接地端子嵌入混凝土,完全被混凝土覆盖,包括梁底、墩底、隧道电缆槽侧壁、道床板等。

接地端子未保护,导致混凝土进入丝扣。

桥墩墩底接地端子埋置过深,不满足埋设在回填地面以下30 cm位置处的要求。

道床板侧面接地端子位置偏差大,导致后序连接钢缆加长,尤其是桥梁地段板与板之间的表现突出。

2.3.2 防治方法

桥墩墩顶与梁底部接地端子采用钢缆连接,如果桥墩接地端子埋置在小里程,最终会造成钢电缆加长,购置钢缆时考虑加长。

桥面接地端子可以采取在端子周围抹砂浆以防丢失；如果已经丢失,须凿除混凝土露出综合接地钢筋,并满足综合接地钢筋焊接长度要求,然后补装接地端子。

采取在模板上开孔固定的方法，可以有效防止接地端子嵌入混凝土过深的问题。

如果下道工序作业污染接地端子时,接地端子须用胶带缠裹予以保护,防止混凝土进入丝扣。

如果埋置墩底过深,可以采用镀锌扁铁(截面至少为50 mm×4 mm)或凿槽补设的方法引至正确位置,为了确保有效连接,要对扁铁进行接地电阻测试,如图3所示。

图3 采用镀锌扁铁引至正确位置(单位：cm)

针对道床板侧面接地端子位置偏差大的现象,施工人员要考虑到接地端子连接的后序工序,保证连接钢缆长度合适,主要为道床板侧面接地端子与桥梁防撞墙之间、隧道电缆槽侧壁、路基接触网基础内侧、桥梁地段板与板间的端子。

2.4 综合接地钢筋及电阻测试类

综合接地钢筋可靠焊接直接关系到整个接地系统的贯通性,是质量控制关键的一环。根据设计文件,桥梁墩台接地电阻要求≤10 Ω,隧道接地电阻≤10 Ω(一般地段)或≤20 Ω(困难地段)。

2.4.1 质量通病

综合接地钢筋采用闪光对焊,尤其在预制梁或现浇梁顶板钢筋中表现突出。

综合接地钢筋采用搭接焊,焊缝长度满足双面焊4d/5d(单面焊8d/10d)的要求。搭接焊未能成缝,点焊现象严重,尤其是用于隧道内接地设置引出至水沟电缆槽底的钢筋与钢架点焊。

隧道内防闪络接地设置槽道与结构钢筋不焊接,未与综合接地系统连接。

2.4.2 防治方法

综合接地钢筋焊接不能依据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的要求,应参照《客运专线综合接地技术实施办法(暂行)》(铁集成[2006]220号)的有关要求,结合武广铁路客运专线的设计要求,采用搭接焊工艺,且焊缝长度满足双面焊100 mm,单面焊200 mm。如果采用闪光对焊,须在焊点处加补钢筋焊接,当钢筋十字交叉时,采用“L”形钢筋焊接。

钢筋焊接完成后,对电气回路采用双臂直流电桥进行测试,如果电阻值不符合要求,则要检查钢筋的焊接质量,有无漏焊、是否存在点焊。根据中铁一局武广铁路客运专线的实践经验,现浇梁或预制梁接地钢筋之间电阻在0.001 5～0.004 9 Ω。对于涉及到接地电阻的部位,采用接地电阻测试仪进行测试,如果接地电阻未达标,施工人员要对焊接质量进行检查。根据实践经验,桥梁墩台接地电阻在0.4～4.0 Ω,隧道接地电阻1.2～7.9 Ω。

2.5 无砟轨道

管段内无砟轨道设计为双块式无砟轨道,按照设计文件,道床板非接地钢筋之间绝缘性能≥2 MΩ。

2.5.1 质量通病

非接地钢筋之间绝缘卡漏设、破损,尤其在接地钢筋焊接处容易损坏；接地钢筋焊接时,焊渣烧损桥梁土工布；绝缘性能测试未达标就进入下道工序。

2.5.2 防治方法

除一个接地单元内接地钢筋采用搭接焊贯通外,其余任意2个钢筋接头均采用绝缘卡连接,保证绝缘良好。钢筋绑扎焊接完成后,首先检查绝缘卡有无漏设,绝缘卡有无破损,再采用兆欧表测试绝缘性能。

绝缘性能测试仪器采用兆欧表(起码500 V/500 MΩ以上),要确保结构钢筋、块枕的钢桁架、接地钢筋任意两者之间以及任意2根结构钢筋之间电阻值大于2 MΩ,尤其是3根纵向接地钢筋与块枕的钢桁架之间要认真测试,满足指标后方能进入下道工序。水、作业工具、人等因素均对绝缘指标造成一定影响,所以绝缘性测试在不良因素消除后才能得到准确值。

表1数据为管段内某段道床板电阻实际测试情况。

表1 道床板电阻实测一览

2.6 过轨管类

2.6.1 质量通病

设在隧道综合洞室附近的过轨管未按设计要求设置,未在水平及垂直2个面内设弯曲半径。

路基过轨管漏设,尤其是电力、牵引供电等在路基基底位置的过轨管。

过轨管中未穿铁丝。

过轨管材质与设计不符,尤其是接触网过轨设计为PVC管,现场可能设置成钢管。

过轨管埋设后被压扁,管口堵塞。

2.6.2 防治方法

隧道内PVC过轨管在水平和垂直方向的弯曲,采用在工厂异型加工的方法来解决,只有进行了弯曲才能保证后序电缆顺利穿管。

针对过轨管漏设、材质与设计不符、过轨管被压扁的问题,一方面,事前认真检查确认、加强保护；另一方面,事后必须进行补设。事后补设难度大,尤其是设在路基基底的过轨,如果路基已填筑至基床(假如路堤高4～5 m),开挖过深将会导致路基的不均匀,采取在基床顶面以下1 m位置采用开挖后重新设置过轨管的方法整改,同时增加相应加强措施：在原设计里程,顺线路方向6 m范围挖成台阶状,埋管后填筑成型路基；填料掺加5%水泥。

2.7 其他

2.7.1电缆爬架上桥预埋槽道

上桥预埋槽道包括墩身及梁体两个部位,类似于隧道内接触网基础预埋槽道,质量通病在于几何位置是否满足要求,主要是平行安装误差按照±3 mm控制(50 cm内最多3 mm)能否达到要求。防治方法在于槽道采用在模板上开孔定位的方法固定,严禁在模板上点焊,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,然后从模板外拧紧螺栓的方法固定,浇筑混凝土后从模板上取下螺栓。

2.7.2 隧道内防闪络接地设置

二衬施作前,用于隧道内防闪络接地设置的环向钢筋未引出至水沟电缆槽底,钢筋漏设。如果二衬已经施作完成,须凿除边墙底部的混凝土找到环向钢筋引出。

2.7.3隧道内接地设置

初支内用于作为接地极的钢架不引出至水沟电缆槽底,钢筋漏设。如果二初尚未施作,须凿除钢架表面混凝土,采用钢筋搭接焊引出。如果二衬已经施作完成,采取以下补救方法：在电缆槽底钻孔,打入直径42 mm的镀锌钢管(长5 m)作为接地极。