高速铁路接口管理
2015-12-28刘春阳王开民
刘春阳，王开民
(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)
高速铁路接口管理
刘春阳，王开民
(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)
结合哈大线、沪昆线(江西段)施工系统地总结监理在接口管理方面的经验，重点讨论桥梁、隧道、路基、站场接口工程施工难点及施工中存在的问题，分析问题产生的原因并探讨问题的解决办法。经过对接口的重点管理，为站后单位进场施工提供了必要的条件，从而确保高速铁路接口工程顺利交接。
接口管理 综合接地 桥梁 隧道 路基 站场
综合接地系统以铁路沿线两侧敷设的贯通地线为主干，充分利用沿线桥梁、隧道、路基地段构筑物设施内的接地装置作为接地体，形成低阻等电位综合接地平台。它是一种安全防护系统，针对雷击、电磁干扰、接触网断线而对客运专线设施和人员加以防护，做到有强电磁侵入时能够在侵入点处最小范围内将入侵的有害电量安全地释放到大地中。
预留预埋接口工程包括接触网支柱、隧道预埋滑道槽、纵向电缆槽、过轨管、电缆井、分支槽道等的施工。本文分工程类别阐述接口管理技术要点及施工中的注意事项。
1 桥梁接口
桥梁工程为四电专业预留的接口包括接触网支柱基础及预留锯齿孔、墩身及桥梁预埋套筒。连续箱梁接触网支柱基础按照里程设置，预制箱梁接触网支柱基础设置在箱梁小里程梁端+8 m或者大里程梁端－8 m处，T梁接触网基础设置在墩顶两侧。
1.1 桥梁接触网支柱施工中存在的问题
1.1.1 接触网支柱位置偏差
1)桥梁接触网基础预埋在箱梁翼缘板上，要严格控制接触网基础底板纵横向及竖向坐标。若偏向线路侧可能导致侵线，偏向线路外侧可能导致桥面系护栏无法安装。若底板位置过低则螺栓外露长度不够，底板位置过高则可能导致螺栓过长(预埋螺栓顶部190 mm有螺纹，外露螺栓根部没有螺纹)。接触网预埋支柱外露长度误差要求见图1。
2)接触网支柱基础预埋螺栓与底面钢板未满焊，导致桥梁混凝土浇筑后外露螺栓长短不一。
3)据全路高速铁路验收经验，接触网限界应宁大勿小。限界大了只是影响护栏安装，可以通过调整施工工序或护栏来解决，限界小了则需要对接触网基础进行重新整改，难度很大。影响限界的因素包括架梁误差、曲线地段箱梁中心线与线路中心线偏移等。这些都会导致原本满足要求的限界再次超标。接触网限界整改方法:接触网支柱立柱与法兰加工为偏心;螺栓孔在工厂加工成长条形;整改接触网基础螺栓。
图1 接触网预埋支柱外露长度误差
1.1.2 接触网支柱基础漏设、扭面、扭转90°
接触网支柱基础漏设、扭面、扭转90°等绝大多数较严重问题都发生在连续梁施工上。由于连续梁施工点多面广，现场技术人员缺少施工经验，对梁预留预埋图纸审核不细致，导致连续梁存在问题较多。连续梁接口为控制重点。
1.1.3 桥梁拉线基础设置方向错误
支柱拉线基础应该设置在基础小里程侧，但现场有的预留到大里程侧，或因技术人员预埋错误，或因图纸错误而技术人员审核图纸时未发现。出现此类问题需补设拉线基础。
1.1.4 桥梁接触网支柱跨距差过大
有的箱梁架设时将梁架反，导致桥梁接触网支柱跨距差过大(达32 m)。为适应这种情况，箱梁预制时要做好编号，并标识出梁端方向，箱梁编号对应相应桥跨位置，完善与架梁队的交接手续，明确桥跨编号和梁端方向。出现此问题需补设接触网支柱基础。
1.1.5 接触网螺栓间距不满足要求
1)接触网基础螺栓在浇筑时采用两层钢板定位控制，可在螺栓顶层加一层钢板防止螺栓在浇筑过程中偏位。接触网预埋螺栓间距要求如图2所示。
图2 接触网预埋螺栓间距
2)在箱梁出场前对螺栓精度进行检测，二次浇筑基础混凝土前进行复测。若存在偏差则须调整。
3)二次浇筑前若发现接触网基础螺栓外露长度不够，则调整基础混凝土顶面标高，保证螺栓外露长度。二次浇筑后如果螺栓还有偏差，必须在加热的条件下调整螺栓间距。
4)如果螺栓整体偏差过大，达到20 mm，或者外露螺栓根部存在偏差，必须凿除部分基础混凝土后进行调整。
1.1.6 接触网基础螺栓断裂
调整螺栓间距时或因方法不当导致螺栓断裂。此外，Q345-B钢在常温及低温下脆性很大，螺栓外露长度较短的情况下调整螺栓间距也可能导致脆段。螺栓断裂后要凿开基础混凝土，将原有断裂螺栓从顶部截断10 cm，新设螺栓与原有螺栓对接。用4跟φ16钢筋帮条焊接，在帮条钢筋底部设置10 cm弯钩。整改后的螺栓要经过拉板试验验证，拉拔力设为1.1倍最大抗拔力。
1.1.7 螺栓锈蚀
螺栓锈蚀应从源头开始控制，对进场材料进行金属及化学分析，保证镀锌方式是热浸镀锌。在浇筑混凝土的过程中要保护好螺栓使之不被混凝土污染。基础二次混凝土浇筑后要涂黄油裹胶带防护。
1.2 预留锯齿孔存在问题
1)锯齿孔预留位置错误、整体漏设、对接的两片梁中有一片梁漏设。
2)由于需求位置调整导致锯齿孔作废:①设计调整;②四电用房征地导致锯齿孔位置调整。
1.3 接触网下锚补偿器与声屏障位置冲突
1)接触网下锚补偿器与声屏障立柱位置冲突;通过调整声屏障立柱位置避开接触网下锚补偿器坠砣位置，但必须保证接触网立柱最大间距不能大于2.5 m。
2)接触网下锚补偿器与声屏障插板位置冲突，尤其是曲线桥梁的内侧。对此，可通过将声屏障插板减薄来处理。
3)接触网隔离开关操作机构箱与声屏障立柱位置冲突。通过调整接触网立柱的位置来避开冲突。
2 隧道接口
2.1 滑道槽施工控制工艺
2.1.1 安装准备
1)按照隧道弧度现场制作一个工作台，长约4 m，宽约1 m，作为滑道槽安装的工作平台。
2)在模板台车上开孔，根据设计的滑道槽在衬砌中的埋设位置及间距，确定模板台车上的开孔位置。安装长2.5 m滑道槽，每根滑道槽安装需要在台车上开定位孔3个，开孔位置在2.5 m轨槽的两个端头和拱顶，每组滑道槽开孔6个;安装长1.5 m轨槽需在模板台车上开孔2个，开孔位置在安装滑道槽的两个端头，每组滑道槽开孔4个。
2.1.2 滑道槽施工工序
1)安装前将滑道槽放置在专用的安装模具上，并将2条滑道槽固定成1组。2条滑道槽用不小于40 mm×4 mm的扁钢固定(图3)。
图3 滑道槽在模具上固定
2)将两条滑道槽放置在工作台上，从滑道槽侧面引出1根接地钢筋至模板边缘，用于滑道槽接地，跟二衬纵向接地钢筋焊接，同时将轨槽固定点泡沫抠除。
3)将事先焊接好的成组轨槽通过T形螺栓固定在模板台车上(图4)，将T形螺栓放入滑道槽，水平旋转90°，扭紧螺母。
4)台车移动到指定位置，模板顶升到位，将预留的滑道槽接地钢筋与二衬纵向接地钢筋可靠焊接。
图4 滑道槽在模板台车上固定
5)浇筑二次衬砌混凝土。
6)台车前行，清理滑道槽，检测滑道槽预埋精度。
2.2 隧道接触网预埋滑道槽施工存在的问题
2.2.1 间距问题
滑道槽间距超出设计及规范要求。设计要求预埋滑槽道间距偏差±10 mm，而实际偏差最大达到了±60 mm。这是因为没有按照上述工序控制滑道槽施工，只是通过简单的点焊将滑道槽固定在模板台车上，从而导致二衬混凝土浇筑过程中滑道槽跑位。对此，四电安装单位可以通过调整吊柱法兰盘螺栓孔的预留位置来解决。但这样会造成吊柱的法兰盘螺栓孔不统一，如果要更换吊柱，每一个吊柱法兰盘都要单独定制，不能通用，给维修单位带来不便。
2.2.2 较严重问题
隧道滑道槽埋入深度允许误差0～5 mm，现场检查存在如下问题:2条滑道槽跑位严重，呈八字形;滑道槽欠深往往达50 mm，最大达到70 mm;漏设1条滑道槽;漏设1组滑道槽。这些问题只能通过后植入滑道槽方式整改。后植入滑道槽施工难点及注意事项如下:
1)采用化学锚栓定位，每组长2.5 m间距400 mm的滑道设置7片扁钢，每片扁钢设置4个螺栓孔。每组滑道槽的28个螺栓孔须精确定位。多为高空仰视作业，螺栓定位是控制难点。
2)铁路隧道多为弧形拱顶，打孔需与孔位点的切面垂直。
3)后植入式滑道必须与原有滑道槽可靠焊接，保证后植入滑道接地可靠。
4)正式整改前应作工艺性试验，确保整改方案可行。
5)整改完成后从同一种型号滑道槽中随机选取1组进行拉拔力试验。
2.3 隧道预埋过轨管施工存在的问题
1)过轨管堵塞。施工过程中要注意管口封堵与保护，防止后期施工水泥浆进入，堵塞管道。
2)预埋过轨管避免埋成直角弯，必须按设计要求预埋成弧形弯，保证过轨管的弯曲半径，否则电缆无法从过轨管通过。
3)电力过轨管在仰拱中引出的位置应对应电力电缆槽下方，通信信号过轨管在仰拱中引出的位置应对应通信信号电缆槽下方。
4)电力过轨管的材质采用镀锌钢管，管径应保证3根电力电缆能顺利通过。
2.4 隧道后植入滑道槽固定化学锚栓锚固深度不足
部分后植入的化学锚栓存在松动现象，将化学锚栓拉出，化学锚栓最短只有5 cm，锚固深度严重不足。原因在于植入锚栓打孔时，碰到隧道二衬钢筋，施工人员私自将化学锚栓截断。这种做法存在的危害:在运行和调试阶段，接触网震动可能导致化学锚栓脱落，严重时可能导致整组滑道槽脱落，危及行车安全。为避免这种情况，逐个对后植入的化学锚栓进行拉拔试验，试验拉力不小于20 kN(最大设计拉力)。对于被拉出的化学锚栓重新打孔，重新植入。并对所有后植入化学锚栓用扭矩扳手重新校验。
3 路基接口
3.1 路基接触网支柱基础存在的问题
1)接触网支柱基础位置在涵洞顶。路基接触网基础施工单位要仔细核对接触网基础位置是否与涵洞位置冲突。如有冲突要及时反馈给设计单位，以便作出调整。
2)接触网基础螺栓被撞弯。上下路基的施工便道位置经常有施工机械通过;在铺设道砟过程中经常损坏接触网支柱预埋螺栓。这些位置接触网支柱施工完成后要加以防护。一旦接触网螺栓被损坏须将接触网基础凿除，在原位重新接桩。
3)路基接触网支柱基础侵线。路基接触网基础放线是基于CPⅡ控制网，轨道铺设是基于CPⅢ控制网，侧面限界测量要在轨道铺设后进行。路基接触网基础横向定位要经过反复验证，尤其是曲线地段。接触网基础横向偏差允许范围为0～+5 cm，放线时尽量靠近正偏差。
3.2 路基过轨施工存在的问题
开挖电缆井后可能找不到过轨管，这是因为过轨管敷设和开挖电缆槽之间时间间隔较长，施工技术人员有变动，导致找不到过轨管。因此，严格按照实际给出里程放线，作好记录，并在现场作好标记。
4 车站两侧咽喉区现浇无砟底座板施工存在的问题
设计要求纵向与横向钢筋之间绝缘良好，绝缘电阻不小于2 MΩ。而实际上上下层钢筋网片中，同层钢筋网片、纵向钢筋网与横向之间绝缘电阻很低。这是因为整个岔区每一段现浇底座板之间有大量的钢筋接触点，如果个别点出现绝缘不良就会导致绝缘性能下降。这可致使在后期调试中产生工频干扰问题。
必须严格做好绝缘电阻测试工作，绝缘电阻测试不合格，不得进入下道工序。
5 站场接口
5.1 站场雨棚柱存在的接口问题
站场雨棚柱为雨棚和接触网共柱，雨棚柱间距为24 m，接触网支柱间距48 m。在雨棚柱基础施工时应考虑将雨棚柱基础作为接地极，在共柱位置小里程侧设置接地端子供站区轨道板接地。
5.2 站场电缆沟存在的问题
站场范围的电缆沟应由四电总体设计统一考虑。并在施工时尽量避免交叉干扰。在施工前通过与设计沟通将站房前的电缆沟统一设置成综合管沟，供通信、信号、高压电力、低压电力专业施工。在施工时规定好各自使用的范围，避免引起混乱。
6 综合接地施工注意事项
接地钢筋焊接要求单面焊≥100 mm，双面焊≥55 mm。选用结构钢筋≥16 mm作为接地钢筋。若没有φ16 mm及以上钢筋应采用2根φ12 mm的钢筋并联使用。
6.1 桥梁综合接地施工
1)箱梁电力电缆槽内接地端子与最终防水层面要平齐，预制时应高出梁面80 mm，桥面防水层厚60 mm，还要考虑直线地段防水层的纵向坡度预留20 mm。
2)梁面中部两根纵向接地钢筋由于桥面防水层施工导致距混凝土面距离＞10 cm。在施工梁面防水层时需重新设置梁面中部接地钢筋。
3)防撞墙内接地端子要保证高出梁面15 cm。
4)在桥面系施工时应将防护栏杆和声屏障接地端子引至梁端50 cm以内，这是因为部分梁端+1 m处设置有接触网拉线基础，其位置刚好与接地端子位置冲突，影响拉线底板安装。
5)保证接触网支柱底面钢板与梁体内接地钢筋可靠连接。
6.2 路基综合接地施工
1)要保证接地端子与接触网基础侧面平齐。
2)接地端子要与2根钢筋笼主筋可靠焊接。
3)每个接触网支柱基础小里程侧设置2个接地端子，分别在地面以下10 cm及地面以上10 cm且相互连通。
6.3 隧道综合接地施工
1)从隧道初支引出的接地钢筋和从二衬引出的接地钢筋应分别与电缆槽纵向主筋焊接。
2)接触线(轨道中心)向上投影两侧各1.5 m范围间隔0.5 m设置1根接地钢筋。
3)保证环向接地钢筋与纵向接地钢筋间的可靠焊接，尤其是拱顶位置的接地钢筋焊接和滑道槽与接地钢筋的焊接要可靠。
4)应在仰拱混凝土浇筑前作接地极检测，利用隧道开挖断面检测隧道初支接地电阻。
7 结语
目前高铁接口工程施工管理模式是站前单位为站后单位预留、预埋接口。这样会减少站后单位进场施工周期和成本，也可以充分利用站前单位的资源如混凝土拌合站和劳动力。由于站前单位对站后单位的需求了解不够深入，经常会出现漏埋或错埋，因此，需要站后单位在正式施工前组织技术人员提前介入，将存在问题或者可能出现的问题以文件形式转发站前单位，便于站前单位的预留、预埋能满足站后工程的需要。
接口问题是制约站后单位施工的关键，解决接口问题需要业主、设计、施工、监理单位共同努力。哈大铁路客运专线、沪昆铁路客运专线(江西段)各个单位高度重视，成功地解决了绝大多数接口问题，未影响站后单位施工。
［1］铁道部工程设计鉴定中心．铁路综合接地和信号设备防雷系统工程设计指南［M］．北京:中国铁道出版社，2009．
［2］中国中铁二院工程集团有限责任公司．铁路综合接地系统(图号:通号(2009)9301)［Z］．北京:铁道部经济规划研究院，2009．
［3］中国中铁二院工程集团有限责任公司．哈大客专沈大施网隧通［Z］．成都:中国中铁二院工程集团有限责任公司，2008．
［4］哈大铁路客运专线有限责任公司．哈大接口要点手册［Z］．沈阳:哈大铁路客运专线有限责任公司，2008．
［5］中华人民共和国铁道部．铁集成［2006］220号客运专线综合接地技术实施办法(暂行)［S］．北京:中华人民共和国铁道部，2006．
(责任审编葛全红)
U238
A
10．3969/j．issn．1003-1995．2015．04．41
1003-1995(2015)04-0158-04
2014-08-19;
2014-09-26
刘春阳(1982—)，男，黑龙江哈尔滨人，助理研究员。
