高速铁路隧道内后置槽道施工关键技术

高速铁路隧道接触网后置槽道施工关键技术朱科 中铁十八局集团第三有限公司武黄项目部 摘 要：主要介绍武汉至黄石城际铁路隧道预留接触网槽道缺陷整改采用后置槽道施工的关键技术。关键词：后置槽道 后扩式螺栓 柱椎式化学锚栓 一.工程概况我公司为武黄城际铁路三标二分部，承建起讫里程为DK65+700DK78+248， 其中短链983.508m(DK73+016.492=DK74+000)，合同段总长11.565公里；其中隧道工程有六座，共2016延米；根据2011年6月2号湖北城际铁路有限责任公司对对武黄线全线隧道接触网预埋槽道排查中发现：施工吊柱槽道及附加导线槽道预留过程中部分槽道存在着预埋间距误差士50mm 及槽道预埋呈八字形、少埋、漏埋等现象；其中我分部隧道共有28处；根据铁四院2011年6月10日下发的关于武黄城际铁路隧道内预埋槽道整改方案通知，对存在上述的问题槽道一律采用后置槽道进行整改；整改时固定槽道采用后扩底锚栓FZA和柱椎式化学锚栓FHB交替布置。由于后置槽道技术首次运用在城际高速铁路隧道内，对于槽道的安装位置、安装的牢固性，锚栓的抗拔力等各项设计参数有着严格的要求，因为要保证将来高速动车的运行安全。二.螺栓的材料及性能要求1）所采用的产品必须是原型原厂产品，具有国家级检测部门出具的适合于开裂混凝土的化学锚栓检测报相关检测报告和国际认证部门ETA 出具的开裂混凝土使用认证的相关检测报告。2 ）锚固剂必须符合环保及无毒害要求，胶应达到国家A 级胶标准。3 ）锚固剂及螺杆的抗振动疲劳应满足200万次以上的应用要求并具备齐全的检测报告。4 ）通过防火性能的官方认证。5 ）适合小边距、小间距的使用条件。6 ）根据 混凝土加固设计规范 （GB50367 一2006 ）对定性化学锚栓的条文解释：定性化学锚栓是经过定型设计和安全认证后才投入批量生产的，其承载原理是通过材料粘合和具有挤紧作用的键形嵌合来共同承载，从而达到提高锚固安全性之目的。故本线隧道内采用的化学锚栓必须满足规范的要求：隧道内采用的锚栓螺杆锚固段必须为倒锥形式，不得使用标准螺牙螺杆代替；锚固剂为开裂混凝土用锚栓的配套锚固剂，不得以普通的锚固剂代替。7 ）施工前，必须按照规程规范的要求进行破坏性拉拔力试验，试验结果满足要求后方可上线施工。8 ）后植锚栓施工时应严格按照锚栓操作程序进行，钻孔后须完全清孔并用专用工具置入锚栓。9 ）为适应隧道顶部安装的特殊条件，锚固剂必须适合倒吊面安装，锚固剂触变指数大于等于4.0，垂流度不大于2.0mm。三.后置预埋槽道施工工艺流程(图一)后置预埋槽道施工工艺流程 图一四.施工工艺说明4.1 槽道锚栓孔放样4.1.1后置槽道安装位置一般在原槽道预留位置左右lm 范围内，且距离隧道施工缝、变形缝位置不得小于30CM，距离隧道洞门边缘不得小于100CM。4.1.2后置锚栓施工前，应采用无损检测对隧道衬砌结构（厚度、强度）、衬砌主筋位置的进行检测，以避免锚栓钻孔时截断衬砌钢筋和钻穿隧道防水层。4.1.3 对于隧道衬砌有施工缺陷的地段（如厚度不足、开裂、渗漏水等）原则不宜设置后置锚栓时；及时与设计单位联系根据实际情况采用移位或其他方案处理。4.2 锚栓的选取由于柱椎式化学螺栓对垂流度及触变指数要求比较高，并且固化时间比较长（隧道内温度为20，胶体固化时间为35min）在锚栓打孔完毕后，不能及时安装后置槽道，因此槽道部分锚栓采用后扩式螺栓（A型锚栓），其余均采用适用于开裂混凝土的柱椎式化学锚栓（B型锚栓）。A、B型锚栓的具体布置方式根据各类型后置槽道锚栓孔位图而确定。4.3后扩底螺栓施工施工工艺后扩底锚栓采用的是机械锁键的原理进行锚固，通过敲击，使得套筒底部具有一定厚度的裙边张开，包裹在特制的锥头上，形成具有相当坡度的锥形体。此锥体在底部扩孔内的充分填充，使得这种锚固方式具有非常大的承载力、应用于开裂混凝土的能力以及抗震动的能力。机械锁键的关键在于底部扩孔的质量、套筒的厚度以及套筒材质在弯折点处的强度及韧性。4.3.1钻孔：利用特殊钻头对混凝土基材一次性完成后切底锚栓的柱锥型钻孔。采用22扩底钻头，以钻头端部的限位装置为准，保证钻头钻入混凝土基材中达到规定深度13cm，利用钻头的限位旋转装置对混凝土进行切削，力量均匀、连续，旋转圈数最少不得少于3圈。（钻孔效果图见图二 图三）后扩底螺栓施工 钻孔 图二、图三4.3.2清孔：利用吹筒清孔，清除孔内的混凝土残渣和粉尘，不得少于2次。安装前孔内不得存有混凝土残渣影响锚栓扩孔。（清孔效果图见图四）后扩底螺栓施工 清孔 图四4.3.3安装锚栓：利用专用敲击工具对套筒进行间断敲击直至螺杆露出蓝黑色安装指示线，此时锚栓安装完成，可立即承载。（安装锚栓效果图见图五、图六）后扩底螺栓施工 安装锚栓 图五 图六4.4 槽道预安装、核实化学锚栓孔位、拆除槽道对已施工好的后扩底螺栓对后置槽道进行预安装，以检查后扩底螺栓位置是否准确，以及对柱椎式化学锚栓（B型）孔位进行核实，为化学螺栓施工提供准备。4.5柱椎式化学螺栓质量控制4.5.1钻孔根据要求在隧道混凝土顶部经槽道预安装核实孔位进行钻孔，钻孔时采用18直钻头，钻孔深度13CM，钻孔有效深度自构件表面坚实的混凝土算起12.5CM。钻孔前需预先确定衬砌内钢筋分布情况，避免钻到钢筋。4.5.2清孔利用钢丝刷将孔内壁的疏松混凝土碎屑刷掉，然后用气筒将孔内的浮灰及碎屑吹出来；根据前期试验按3刷3吹频率进行清孔。4.5.3注胶将专用锚固胶正确安装在手动胶枪上面，将胶体挤出来，前面10cm左右没有充分混合的胶体弃置不要。待胶体充分混合之后（此时候胶体的颜色为灰绿色）将胶体前面的混合管插入孔底，将胶均匀注入孔中，边注胶边向外缓慢抽出胶枪，注胶量根据胶罐表面的刻度来控制，每个孔的注胶量为23ml左右。注胶过程中如遇静态混合管内胶体固化或管体损坏，需重新更换静态混合管。施工过程中严禁剪断静态混合管或者不用静态混合管。4.5.4安装锚栓根据螺杆上面的安装标志线将锚栓用手压入孔中到顶，孔口有少量胶体溢出，表明此锚栓已正确安装。4.5.5胶体固化根据产品说明书提供的时间等待胶体固化，在胶体凝固时间内严禁触动螺杆。隧道内温度为20，胶体固化时间为35min。（柱椎式化学螺栓施工效果图见图七）柱椎式化学螺栓施工效果图 图七施工中专人挤胶，专人旋上化学螺栓，5分钟内完成效果最好，要求1个小时后待固化剂完全固化作用后，再安装槽道。4.5.7 螺栓拉拔力试验根据混凝土结构加固设计规范(GB50367-2006)附录N中，拉拔检测方法非破损检测-连续加荷制度：应与均匀速率在2-3min时间内加荷至设定的检验荷载，并在该荷载下持荷2min。我分部隧道施工拉拔力试验仪器型号：YML-30，压力表0.4级，拉拔仪校验后，应满足y=5.387x-4.2436的回归方程式，根据设计院关于武黄城际铁路隧道内预埋槽道整改方案中“每根螺栓抗拔力不小于26KN”的要求，具体反映在该拉拔仪压力表中读数为6Mpa，实际加载值应为28.39KN，即满足拉拔要求。拉拔力试验示意图 图八现场试验 图九 图十4.5.7 槽道安装一个锚固螺栓上配有一个垫片两个螺帽，槽道安装应尽量紧贴衬砌面，螺帽拧紧，安装牢固。（槽道安装效果图 见下图十一）槽道安装效果图 见下图十一结束语： 采用后置槽道对隧道内存在缺陷的接触网预埋槽道进行整改；让我们熟练掌握了后置槽道这一施工项目（特别是不同锚栓的施工）的各项关键技术，同时整改过程中也让我们了解到预埋槽道施工时应注意那些技术要点和容易发生的那些施工误差；为后续及类似