新建高速鐵路接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工缺陷整改及預防措施

黃濤

（中國鐵路蘭州局集團有限公司 蘭州局工程質(zhì)量監(jiān)督站，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

我國電氣化鐵路使用的接觸網(wǎng)支柱類型較多，有橫腹式預應力混凝土支柱、環(huán)形預應力混凝土支柱、格構(gòu)式鋼柱、H形鋼柱、環(huán)形截面鋼管支柱、槽鋼組合型鋼柱等，基礎(chǔ)形式有直埋式基礎(chǔ)、明挖擴大基礎(chǔ)、無臺階的側(cè)向承載式基礎(chǔ)等，支柱與基礎(chǔ)的連接方式有法蘭盤連接、杯口連接等。根據(jù)我國高速鐵路現(xiàn)狀及行業(yè)經(jīng)驗，我國用于高速鐵路客運專線的接觸網(wǎng)支柱類型主要有環(huán)形預應力混凝土支柱、H形鋼柱、各種截面鋼管支柱、薄壁離心鋼管混凝土支柱等［1］。

高速鐵路接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施工質(zhì)量與接觸網(wǎng)整體施工質(zhì)量密切相關(guān)。根據(jù)中國鐵路蘭州局集團有限公司新建高速鐵路建設(shè)模式，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)一般由站前施工單位預留，并與站前工程同步施工。但接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施作過程中由于施工不規(guī)范等原因，給站后施工單位造成諸多不便，需要進行大量整改克缺甚至返工，造成資源浪費、工期滯后等問題。結(jié)合新建中蘭鐵路建設(shè)過程中排查出的接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預埋地腳螺栓整體扭轉(zhuǎn)、基礎(chǔ)承臺高度不足、地腳螺栓歪斜、軟土區(qū)段鋼柱基礎(chǔ)沉降、隧道內(nèi)預埋槽道漏埋、槽道間距超標等問題，提出相應的整改方案和預防措施，以加強后期新建高速鐵路接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)及隧道接觸網(wǎng)預埋槽道施工質(zhì)量控制［2-4］。

1 路基接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施工缺陷及整改方案

1.1 基礎(chǔ)預埋地腳螺栓整體扭轉(zhuǎn)

接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工時預埋螺栓間距、基礎(chǔ)至線路中心距離、鉆孔灌注樁直徑和深度、鋼筋籠構(gòu)造、承臺結(jié)構(gòu)和尺寸等需滿足設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范要求。

路基區(qū)段環(huán)形等徑預應力混凝土支柱基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ)，中間柱采用φ350（100）/h支柱，支柱基礎(chǔ)直徑為700 mm，基礎(chǔ)采用10 根M42 的地腳螺栓，螺栓中心間距為450 mm?；A(chǔ)示意見圖1。

圖1 φ350（100）/h支柱鉆孔基礎(chǔ)示意圖

（1） 施工缺陷：部分已經(jīng)澆筑完成的φ350（100）/h支柱鉆孔基礎(chǔ)預埋地腳螺栓整體扭轉(zhuǎn)18°（見圖2、圖3），與支柱預留腕臂孔和附加導線肩架孔相沖突，無法安裝接觸網(wǎng)設(shè)施；缺陷問題產(chǎn)生原因可能為地腳螺栓定位框放置傾斜或混凝土澆筑完成后沒有復核校正。除此之外，基礎(chǔ)位置、尺寸、預埋件數(shù)量均與設(shè)計圖紙一致。

圖3 支柱基礎(chǔ)設(shè)計圖紙和地腳螺栓整體扭轉(zhuǎn)對比

（2）整改方案：已施工的接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)尺寸與圖紙尺寸完全一致，僅地腳螺栓布置角度有誤，基礎(chǔ)本身強度及地腳螺栓強度滿足設(shè)計要求。因此采用直接調(diào)整支柱法蘭與現(xiàn)有接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)法蘭相匹配的整改方案，將該部分環(huán)形支柱柱底法蘭盤相應調(diào)整18°，支柱預留孔大小、間距及誤差等要求同設(shè)計圖紙保持一致，支柱受力滿足要求，接觸網(wǎng)設(shè)施安全可靠。該方案可直接利用既有基礎(chǔ)，減少工程廢棄、降低整改工程施工難度、節(jié)約工程施工工期。

1.2 基礎(chǔ)承臺高度不足、地腳螺栓歪斜

路基區(qū)段接觸網(wǎng)GHT240B 支柱基礎(chǔ)采用單根鉆孔灌注樁基礎(chǔ)?；釉诼坊雺和瓿?、未鋪軌時采用旋挖鉆機開挖，基坑直徑為700 mm，承臺長、寬、高為900 mm×700 mm×1 270 mm。GHT240B 支柱基礎(chǔ)示意見圖4。

圖4 GHT240B支柱基礎(chǔ)示意圖

（1） 施工缺陷：部分已經(jīng)澆筑完成的接觸網(wǎng)GHT240B 支柱基礎(chǔ)承臺高度不足、地腳螺栓歪斜（見圖5），造成接觸網(wǎng)支柱無法安裝。

圖5 接觸網(wǎng)GHT240B支柱基礎(chǔ)存在問題

（2）整改方案：

①采用人工開挖方式，從基礎(chǔ)四周開挖至承臺設(shè)計底面以下10 cm，施工時應注意保護好鋼筋籠主筋。

②開挖完成后，將基礎(chǔ)頂面至承臺設(shè)計底面以下10 cm 的部分鑿除。承臺底面采用人工鑿毛，盡量減少對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。鑿毛應露出全部新鮮混凝土，清除混凝土鑿毛面的雜物，確保新老混凝土接觸面粘結(jié)牢固。施工時不得破壞鋼筋籠主筋。

③鑿毛完成后，清除基坑內(nèi)垃圾，支?；A(chǔ)承臺尺寸、鋼筋保護層厚度等均需滿足設(shè)計圖紙要求。鋼筋籠的主筋應通長，鋼筋籠構(gòu)造、承臺鋼筋等均按設(shè)計圖紙進行配筋。

④采用C40混凝土二次澆筑支柱基礎(chǔ)。施工時注意做好混凝土養(yǎng)護和基坑回填。

⑤針對地腳螺栓歪斜校正，必須先擰緊螺母后進行校正，防止螺栓絲扣損傷，如偏斜角度過大時可采用加熱法進行處理。

整改后GHT240B 支柱基礎(chǔ)承臺高度、地腳螺栓布置見圖6。

圖6 基礎(chǔ)承臺高度、地腳螺栓布置圖

1.3 軟土區(qū)段鋼柱基礎(chǔ)沉降

（1）施工缺陷：接觸網(wǎng)鋼柱基礎(chǔ)在施作過程中經(jīng)常遇到復雜多樣的地質(zhì)情況。在地質(zhì)情況良好區(qū)段，通常采用臺階型現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)（見圖7），開挖深度一般不小于3 m。在軟土區(qū)段，因其地質(zhì)特征為含水量大、壓縮性高、承載能力低，在荷載作用下，軟土地基承載力較低，地基沉降變形較大，容易造成支柱基礎(chǔ)不均勻沉降等不良后果［5］。且由于臺階型現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)底部需要擴挖，存在多個臺階，軟土區(qū)段這種基坑內(nèi)壁支護困難，開挖過程中易造成基坑擴挖部分塌陷，無法形成臺階，施工困難。

圖7 臺階型現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)

（2）整改方案：軟土區(qū)段鋼柱可采用淺埋擴展式基礎(chǔ)（見圖8），其利用鋼柱上部結(jié)構(gòu)傳遞至支柱基礎(chǔ)的垂直荷載、基礎(chǔ)自重和覆土重量來平衡支柱底部水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩［6］。

圖8 淺埋擴展式基礎(chǔ)示意圖

與臺階型現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)相比，淺埋擴展式基礎(chǔ)的埋深較淺，一般控制在2 m 左右，鋼柱基礎(chǔ)底部面積較大、高度較小。在軟土地基區(qū)段開挖基坑較淺，開挖相對簡單，基礎(chǔ)底部面積較大則基礎(chǔ)下沉量較小。

2 隧道接觸網(wǎng)預埋槽道施工缺陷及整改方案

根據(jù)TB 10621—2014《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，目前新線隧道接觸網(wǎng)基礎(chǔ)多采用預埋槽道，其主要特點為：預埋槽道與隧道混凝土結(jié)構(gòu)同步實施，不需要鉆孔螺栓和焊接；與隧道鋼筋結(jié)構(gòu)整體受力，對隧道二次襯砌混凝土影響??；預埋槽道施工精度高、施工成本低且結(jié)構(gòu)受力均勻穩(wěn)定，可以縮減工期。預埋槽道主要由滑槽、錨桿和T形螺栓組成，錨桿通過焊接連接到槽道背面［7-8］。

2.1 預埋槽道施工缺陷

預埋槽道預留在隧道二次襯砌內(nèi)，與二次襯砌內(nèi)的接地鋼筋網(wǎng)連接可靠，并與隧道二次襯砌同步施工。接觸網(wǎng)吊柱等支持結(jié)構(gòu)在隧道內(nèi)通過預埋槽道進行安裝。施工過程中常出現(xiàn)槽道漏埋、型號錯誤、里程錯誤、不平行（見圖9）等情況，無法滿足接觸網(wǎng)設(shè)施安裝要求。

圖9 同組中2根槽道不平行問題

2.2 整改方案

預埋槽道安裝缺陷的整改前提是不能影響隧道結(jié)構(gòu)安全，優(yōu)先利用已經(jīng)施工完成的預埋槽道來安裝接觸網(wǎng)設(shè)施。同組中2根槽道不平行但間距超標較小的部分槽道仍可利用，通過調(diào)整接觸網(wǎng)吊柱安裝底板可解決該問題；2根槽道間距超標較大、槽道漏埋、槽道型號錯誤、槽道里程錯誤等問題則采用后植槽道方案。

（1）調(diào)整接觸網(wǎng)吊柱安裝底板。接觸網(wǎng)吊柱底板結(jié)構(gòu)尺寸僅能滿足槽道間距380～420 mm 的安裝，槽道間距L<380 mm 或L>420 mm 時，則無法安裝。整改方案為擴大接觸網(wǎng)懸掛吊柱底座的適應范圍，底板開孔調(diào)節(jié)余量由20 mm增加為40 mm，滿足槽道組兩端間距360～440 mm 安裝要求（見圖10），吊柱加勁板長度等相應進行調(diào)整。

圖10 適用于槽道間距360～440 mm的吊柱底板示意圖

（2）隧道內(nèi)后植槽道方案。后植槽道系統(tǒng)由后植槽道及力矩控制式膠粘型錨栓共同構(gòu)成，后植槽道為工廠定制成型構(gòu)件。后植槽道由槽道本體與背面鋼板焊接而成，鋼板材質(zhì)與槽道本體一致，采用Q355B 材質(zhì)，鋼板厚度為16 mm。后植槽道本體應與原預埋槽道本體規(guī)格、型號完全一致，應可靠接入綜合接地系統(tǒng)。

選用適用于開裂混凝土的M16 力矩控制式膠粘型錨栓，錨栓施工應避開施工縫及變形縫，嚴禁破壞止水帶、防水板等防水結(jié)構(gòu)。施工鉆孔時應避開主筋，防止破壞結(jié)構(gòu)。力矩控制式膠粘型錨栓安裝完成后應逐一進行拉拔試驗。對隧道接觸網(wǎng)后植槽道位置處襯砌質(zhì)量進行檢測，避開裂紋、漏水等區(qū)段，確保后植槽道區(qū)段隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)的厚度、強度等滿足要求。隧道內(nèi)后植槽道方案示意及實例分別見圖11、圖12。

圖11 后植槽道方案示意圖

圖12 后植槽道和標準預埋槽道實例

3 預防措施建議

3.1 加強設(shè)計源頭管理和施工技術(shù)交底

施工圖設(shè)計階段，站前專業(yè)設(shè)計人員要適當深化站后專業(yè)接口部分的設(shè)計，為施工單位提供準確、詳實的四電工程接口技術(shù)交底；運營部門的工務、供電等專業(yè)需認真審核施工圖，及時發(fā)現(xiàn)、整改存在的問題；施工單位認真編制接口工程施工作業(yè)指導書，嚴格按設(shè)計圖紙和有關(guān)規(guī)范文件要求施工。路基支柱基礎(chǔ)、隧道預埋槽道均應與路基、隧道工程同步設(shè)計、同步施工，加強接觸網(wǎng)與路基、隧道專業(yè)之間的協(xié)調(diào)配合。

3.2 提升施工人員業(yè)務水平

通過對施工作業(yè)隊伍進行技術(shù)交底、下發(fā)作業(yè)指導書、加強培訓等方式，進一步提高施工作業(yè)隊伍技術(shù)水平，這是提高接口工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)接觸網(wǎng)不同接口工程施工特點，可分別組建不同的專業(yè)小組，使不同接口工程的施工人員專業(yè)化。專業(yè)化施工作業(yè)隊伍經(jīng)過長期工程實踐，其操作技能和業(yè)務水平進一步提高，可為實現(xiàn)高質(zhì)量工程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

3.3 新線建設(shè)運營與供電專業(yè)提前介入

運營單位提前介入是確保新建鐵路施工階段與運營階段高質(zhì)量銜接的有效手段，運營單位從施工圖設(shè)計階段開始，到開通運營全過程參與，參與核對設(shè)計圖紙、確認施工安裝工藝、控制施工質(zhì)量。通過供電專業(yè)提前介入，全面盯控施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可及早發(fā)現(xiàn)施工工藝不標準和質(zhì)量問題缺陷等問題。針對路基支柱基礎(chǔ)、隧道預埋槽道等接口工程，應加強巡視檢測，防止施工現(xiàn)場發(fā)生重復、批量不合格的接口工程。支柱基礎(chǔ)混凝土澆筑前要加強對預埋地腳螺栓、槽道檢查校核，發(fā)現(xiàn)移位、變形必須立即整改。

4 結(jié)束語

高速鐵路站前預留接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工質(zhì)量影響牽引供電整體工程質(zhì)量。施工過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，需要組織參建各方認真分析原因，從設(shè)計角度進行論證，從而制定科學、有效的整改方案。提出通過進一步加強設(shè)計源頭、施工過程管理以及強化運營單位提前介入等措施，規(guī)范和提高專業(yè)接口工程施工質(zhì)量，實現(xiàn)缺陷問題早發(fā)現(xiàn)、早整治，確保新線建設(shè)的高質(zhì)量和有序推進，為線路運營創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)、安全的環(huán)境。