高速铁路桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备固定安装工法

高速铁路桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备固定安装工法1前言新建安顺至六盘水铁路采用ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路，施工工艺标准要求高，施工工期紧张。高速铁路施工中桥梁隧道挡砟墙处的设备固定安装是一项重要的工作，工程量大、施工时间短，所以如何高效、高质量的完成设备的固定安装工作成为了高速铁路信号施工中的一项难题。为了解决这一问题，安六项目部采取试点定标的方法进行研究，通过自行研制的水钻固定支架装置，本装置已申请实用新型专利（一种高速铁路水钻打孔模具No.201921033196.9）。解决了传统钻孔时间长、合格率低的问题，总结出了一套桥隧地段设备固定安装工法，为桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备安装提供规范化、标准化的技术指导，并在全线推广使用。2工法特点2.0.1使用钻孔支架固定水钻极为牢靠，钻孔时不易发生晃动，操作平稳，合格率高。2.0.2使用钻孔支架钻孔与传统方式相比速度更快，采用分工序作业方式，可节省施工作业时间，提高施工效率。2.0.3使用钻孔支架操作简单，可减少施工人员配置，节约成本。2.0.4使用钻孔支架固定水钻可以上下调整，满足不同高度需求，同时可以适应不同厚度的防护墙，适用性好。3适用范围本工法适用于高速铁路桥梁、隧道地段挡砟墙处轨旁设备安装固定施工。4工艺原理本工法自主研发了一种水钻固定支架，如图4所示。固定支架结合现场防护墙以及水钻结构、尺寸设计制作，整体框架为角钢，采用铁板、齿轮条、螺纹钢焊接组立而成。水钻支架骑于防护墙上，齿轮条、铁板、螺纹钢连接固定于角钢槽道内，水钻安装在齿轮条上可前后推进进行钻孔施工，通过两条竖直长螺纹钢可以上下调整水钻钻孔高度，紧固L型螺纹钢可以固定水钻支架，并且可以随着墙体厚度进行调整。注：1-直螺纹钢，2-角钢内置槽道，3-齿轮条，4-铁板，5-L型螺纹钢图4水钻支架原理图5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程高速铁路桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备固定施工工艺流程如图5.1所示。施工准备施工准备钻孔位置标记水钻支架固定钻孔施工基础支架安装设备安装固定成品保护图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备在开工前组织技术人员阅读、审核施工图纸，与设备管理单位签订施工协议及相关措施，针对桥梁、隧道轨旁设备安装限界及高度，澄清相关技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对施工任务定员、定责。1施工前，依据设计文件及施工图纸对信号设备点位置进行定测及复测。2施工所需的工机具已准备齐全，且性能良好，确保其在施工中的安全性与可靠性。3轨旁设备、设备基础、螺栓等材料已检验合格。4现场墙体施工全部完成，具备安装的条件。5.2.2钻孔位置标记1根据设备安装眼距、设备基础眼距以及位于挡砟墙的高度，裁切5mm左右厚的硬白板，制作不同设备的号眼模具，如图5.2.2所示。2通过号眼模具用记号笔在墙体标记孔洞位置。图5.2.2标记钻孔位置5.2.3固定水钻支架1根据墙体结构及安装要求设计并制作水钻支架。2将水钻支架固定于墙体之上，水钻钻头对准眼位，固定支架并压紧，如图5.2.3所示。图5.2.3水钻支架固定图示意图5.2.4钻孔施工1桥梁地段1）首先使用金属探测仪对墙体进行探测，检查钢筋分布及走向，尽量避开钢筋密集位置。2）使用水钻进行钻孔，加力要均匀，缓慢转动扭矩力臂。3）使用φ20mm水钻钻头，钻孔过程中确保水源充足，避免烧毁钻头。4）遇到钢筋时采用焊接钢轨钻头替换而成的水钻钻头替换普通钻头，加快施工速度。5）钻孔完成后缓慢退出钻头，调整钻孔位置，如图5.2.4所示。图5.2.4钻孔施工图2隧道地段1）设备引线孔钻孔的方法与桥梁一致。2）设备基础安装于隧道电缆槽上，使用冲击钻进行打眼并植入化学锚栓。5.2.5基础支架安装1采用M16通透式防松螺栓和补强板，将支架固定在挡砟墙上，螺栓朝挡砟墙外侧穿。2基础支架严禁跨桥梁伸缩缝安装。3基础安装完成后现场进行调整，确保设备安装合适。5.2.6设备安装固定1方向盒安装在挡砟墙外侧，电缆槽上方，方向盒顶面与防护墙顶面平。方向盒安装在调谐区设备外方，按发送、接收的顺序安装。2双体防护盒、调谐区为三点布局，防护盒基础面与方向盒基础面平。在挡砟墙壁打φ100mm通透孔，钢轨引接线从电缆槽到轨道板之间悬空部分采用φ80mmPE管防护，如图5.2.6所示。图5.2.6设备引接线图3扼流变压器的安装方式与双体防护盒相同，具体钻孔尺寸依据扼流变尺寸。5.2.7成品保护设备安装完成后对设备进行统一调整，确保水平高度以及中心对齐，进行微调，加防松螺母并涂抹黄油。同时对设备进行标识处理，做好成品保护工作。5.3劳动组织根据高速铁路桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备固定安装工艺，人员配置见表5.3。表5.3人员配置表序号施工人员单位数量备

注1技术员人1技术负责、质量负责2信号工人8挡砟墙钻孔、基础安装、设备安装3现场防护人2针对工程线施工6材料与设备根据高速铁路桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备固定安装工艺，主要材料、机具设备配置见表6。表6主要材料、机具设备配置表序号名称规格单位数量备

注1防护盒双体单个3

2方向盒HF-4个4

3发电机台1

4冲击钻台15钢卷尺把26记号笔支27水钻

台1钻头Φ20mm、Φ80mm8三级配电箱个19水钻打孔支架自制

台210红闪光灯台2现场防护用

7质量控制7.0.1本工法采用的标准及规范如下：《高速铁路信号工程施工技术规程》Q/CR9607-2015；《高速铁路信号工程施工质量验收标准》TB10756—2019。7.0.2编制详细的作业指导书，施工前要向施工人员进行详细的技术交底，对关键工艺进行专门技术培训，使每个施工人员必须了解施工程序、安装工艺、质量标准及各材料的用途。7.0.3施工前期进行充分的现场调查工作，确保设备边缘至钢轨内测不小于1500mm，安装限界不够或受条件限制时，需经运营部门和设计部门批准后，出具相应的安装方案。7.0.4调整钻孔位置，确保轨旁设备安装高度一致。7.0.5所有设备基础采用粉末渗锌的方式补强。7.0.6各种连接螺栓配备弹簧垫片、防松螺母、开口销，确保基础固定牢固，轨旁设备与基础连接牢固。8安全措施8.0.1使用小平车必须上报施工计划，设专人负责管理，现场设有防护员，设备运送到位后小平车立即下道。8.0.2现场施工材料机具码放整齐，坚决不允许侵线。8.0.3使用发电机时应使用专用插头，电源插座必须有漏电保护器，雨雪天气禁止使用发电机和电动工具。9环保、节能措施9.0.1切实贯彻环保法规，严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护和水土保持的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和工程实际，及时提报有关环保设计，按批准的文件组织实施。9.0.2合理布局施工区域及生活场所，施工及生活污水排放三级沉淀。施工营地和施工现场的生活垃圾，要经常清理打扫，分类集中处理；施工和生活中的废弃物经当地环保部门同意后，运至指定地点。对于施工中废弃的零碎配件、边角料、水泥袋、包装箱等及时收集清理并搞好现场卫生。9.0.3加强项目部的卫生防疫。对生产、管理人员定期进行健康检查，对生活区域定期进行消毒。9.0.4施工过程中产生的废包装材料、废旧设备零部件等每天施工完毕立即进行清理。9.0.5保护好施工范围内的植被和绿化设施，当因施工破坏原植被时施工完后按原来的标准重新绿化。9.0.6当施工机械在施工期间意外抛锚必须进行现场修理时，必须先在修理过程中有可能被污染的区域铺好油毡，防止污染桥面、线路及公路。9.0.7在搬运和安装过程中注意不要碰伤和损坏轨道棒，在过道和行人通过的地方，应对轨道棒进行防护。9.0.8拆除作业完成后将既有线缆、胀钉、铜套等材料及配件全部进行回收，避免造成道床污染等。9.0.9施工现场工具材料必须摆放整齐，保证现场施工场地整洁、干净、工完料清。10效益分析10.1经济效益1未应用本工法前：1）人工费：一处信号点钻孔需5人施工，一个孔用时约16min,共计4642个孔，施工总时长约16min*4642=74272min=1238h，按每天8小时计算，约需要155天。信号工工费220元/天，人工总费用=220*155*5=170500元。2）材料费：平均每11个孔需换一次钻头，所需水钻钻头，4642/11=422个，单价64元/个，购置钻头费用：64*422=27008元。2应用本工法后：1）人工费：一处信号点钻孔需4人施工，一个孔用时约9min,共计4642个孔，施工总时长约9min*4642=41778min=696h，按每天8小时计算，约需要87天。信号工工费220元/天，人工总费用=220*87*4=76560元。2）材料费：平均每24个孔需换一次钻头，所需水钻钻头,4642/24=193个，单价64元/个，购置钻头费用：64*193=12352元。购置墙体钢筋探测仪4台，单价200元/台，费用合计200*4=800元。加工钻头200个，单价10元/支,加工费用合计10*200=2000元。专业加工水钻支架6架，单价500元/架，费用合计：500*6=3000元。方案改进费用合计800+2000+3000=4800元。3成本节约：170500+27008-76560-12352-4800=103796元。10.2社会效益通过对桥梁隧道挡砟墙处轨旁设备固定技术的研究，在工艺工法上有了很大的改进，同时也提高了施工效率，节约了成本，缩短了工作时间，保证了工期，受到了业主、监理单位的一致认可。11应用实例11.0.