新建高速鐵路接觸網基礎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 蘭州局工程質量監督站，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

我國電氣化鐵路使用的接觸網支柱類型較多，有橫腹式預應力混凝土支柱、環形預應力混凝土支柱、格構式鋼柱、H形鋼柱、環形截面鋼管支柱、槽鋼組合型鋼柱等，基礎形式有直埋式基礎、明挖擴大基礎、無臺階的側向承載式基礎等，支柱與基礎的連接方式有法蘭盤連接、杯口連接等。根據我國高速鐵路現狀及行業經驗，我國用于高速鐵路客運專線的接觸網支柱類型主要有環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］。

高速鐵路接觸網支柱基礎施工質量與接觸網整體施工質量密切相關。根據中國鐵路蘭州局集團有限公司新建高速鐵路建設模式，接觸網支柱基礎一般由站前施工單位預留，并與站前工程同步施工。但接觸網支柱基礎施作過程中由于施工不規范等原因，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。結合新建中蘭鐵路建設過程中排查出的接觸網支柱基礎預埋地腳螺栓整體扭轉、基礎承臺高度不足、地腳螺栓歪斜、軟土區段鋼柱基礎沉降、隧道內預埋槽道漏埋、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支柱基礎及隧道接觸網預埋槽道施工質量控制［2-4］。

1 路基接觸網支柱基礎施工缺陷及整改方案

1.1 基礎預埋地腳螺栓整體扭轉

接觸網基礎施工時預埋螺栓間距、基礎至線路中心距離、鉆孔灌注樁直徑和深度、鋼筋籠構造、承臺結構和尺寸等需滿足設計圖紙和相關規范要求。

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

圖1 φ350（100）/h支柱鉆孔基礎示意圖

（1） 施工缺陷：部分已經澆筑完成的φ350（100）/h支柱鉆孔基礎預埋地腳螺栓整體扭轉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，無法安裝接觸網設施；缺陷問題產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，基礎位置、尺寸、預埋件數量均與設計圖紙一致。

圖3 支柱基礎設計圖紙和地腳螺栓整體扭轉對比

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

1.2 基礎承臺高度不足、地腳螺栓歪斜

路基區段接觸網GHT240B 支柱基礎采用單根鉆孔灌注樁基礎?；釉诼坊雺和瓿伞⑽翠佨墪r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 支柱基礎示意見圖4。

圖4 GHT240B支柱基礎示意圖

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

圖5 接觸網GHT240B支柱基礎存在問題

（2）整改方案：

①采用人工開挖方式，從基礎四周開挖至承臺設計底面以下10 cm，施工時應注意保護好鋼筋籠主筋。

②開挖完成后，將基礎頂面至承臺設計底面以下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構的影響。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，清除基坑內垃圾，支?；A承臺尺寸、鋼筋保護層厚度等均需滿足設計圖紙要求。鋼筋籠的主筋應通長，鋼筋籠構造、承臺鋼筋等均按設計圖紙進行配筋。

④采用C40混凝土二次澆筑支柱基礎。施工時注意做好混凝土養護和基坑回填。

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 支柱基礎承臺高度、地腳螺栓布置見圖6。

圖6 基礎承臺高度、地腳螺栓布置圖

1.3 軟土區段鋼柱基礎沉降

（1）施工缺陷：接觸網鋼柱基礎在施作過程中經常遇到復雜多樣的地質情況。在地質情況良好區段，通常采用臺階型現澆混凝土基礎（見圖7），開挖深度一般不小于3 m。在軟土區段，因其地質特征為含水量大、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，容易造成支柱基礎不均勻沉降等不良后果［5］。且由于臺階型現澆混凝土基礎底部需要擴挖，存在多個臺階，軟土區段這種基坑內壁支護困難，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 臺階型現澆混凝土基礎

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

圖8 淺埋擴展式基礎示意圖

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

2 隧道接觸網預埋槽道施工缺陷及整改方案

根據TB 10621—2014《高速鐵路設計規范》規定，目前新線隧道接觸網基礎多采用預埋槽道，其主要特點為：預埋槽道與隧道混凝土結構同步實施，不需要鉆孔螺栓和焊接；與隧道鋼筋結構整體受力，對隧道二次襯砌混凝土影響??；預埋槽道施工精度高、施工成本低且結構受力均勻穩定，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，與二次襯砌內的接地鋼筋網連接可靠，并與隧道二次襯砌同步施工。接觸網吊柱等支持結構在隧道內通過預埋槽道進行安裝。施工過程中常出現槽道漏埋、型號錯誤、里程錯誤、不平行（見圖9）等情況，無法滿足接觸網設施安裝要求。

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構安全，優先利用已經施工完成的預埋槽道來安裝接觸網設施。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，通過調整接觸網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）調整接觸網吊柱安裝底板。接觸網吊柱底板結構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懸掛吊柱底座的適應范圍，底板開孔調節余量由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）隧道內后植槽道方案。后植槽道系統由后植槽道及力矩控制式膠粘型錨栓共同構成，后植槽道為工廠定制成型構件。后植槽道由槽道本體與背面鋼板焊接而成，鋼板材質與槽道本體一致，采用Q355B 材質，鋼板厚度為16 mm。后植槽道本體應與原預埋槽道本體規格、型號完全一致，應可靠接入綜合接地系統。

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、防水板等防水結構。施工鉆孔時應避開主筋，防止破壞結構。力矩控制式膠粘型錨栓安裝完成后應逐一進行拉拔試驗。對隧道接觸網后植槽道位置處襯砌質量進行檢測，避開裂紋、漏水等區段，確保后植槽道區段隧道二次襯砌結構的厚度、強度等滿足要求。隧道內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 加強設計源頭管理和施工技術交底

施工圖設計階段，站前專業設計人員要適當深化站后專業接口部分的設計，為施工單位提供準確、詳實的四電工程接口技術交底；運營部門的工務、供電等專業需認真審核施工圖，及時發現、整改存在的問題；施工單位認真編制接口工程施工作業指導書，嚴格按設計圖紙和有關規范文件要求施工。路基支柱基礎、隧道預埋槽道均應與路基、隧道工程同步設計、同步施工，加強接觸網與路基、隧道專業之間的協調配合。

3.2 提升施工人員業務水平

通過對施工作業隊伍進行技術交底、下發作業指導書、加強培訓等方式，進一步提高施工作業隊伍技術水平，這是提高接口工程施工質量的關鍵因素之一。根據接觸網不同接口工程施工特點，可分別組建不同的專業小組，使不同接口工程的施工人員專業化。專業化施工作業隊伍經過長期工程實踐，其操作技能和業務水平進一步提高，可為實現高質量工程建設奠定基礎。

3.3 新線建設運營與供電專業提前介入

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量銜接的有效手段，運營單位從施工圖設計階段開始，到開通運營全過程參與，參與核對設計圖紙、確認施工安裝工藝、控制施工質量。通過供電專業提前介入，全面盯控施工關鍵環節，可及早發現施工工藝不標準和質量問題缺陷等問題。針對路基支柱基礎、隧道預埋槽道等接口工程，應加強巡視檢測，防止施工現場發生重復、批量不合格的接口工程。支柱基礎混凝土澆筑前要加強對預埋地腳螺栓、槽道檢查校核，發現移位、變形必須立即整改。

4 結束語

高速鐵路站前預留接觸網基礎施工質量影響牽引供電整體工程質量。施工過程中發現質量問題，需要組織參建各方認真分析原因，從設計角度進行論證，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，規范和提高專業接口工程施工質量，實現缺陷問題早發現、早整治，確保新線建設的高質量和有序推進，為線路運營創造更加優質、安全的環境。