陳志雄
(中國鐵路設計集團有限公司,天津300000)
隧道內接觸網(wǎng)預埋槽道最早應用于鄭西高鐵[1],由于其安全、可靠、耐受動荷載、防火、便于調整和接地,被廣泛應用于高鐵隧道接觸網(wǎng)基礎預留,普速鐵路也逐步推廣,至今已十多年。接觸網(wǎng)預留槽道精度要求高,然而站后專業(yè)主設計、土建預留施工、站后使用的建設交叉接口工程,其質量問題在各項目建設中始終是一個頑疾。在預留施工交付驗收時暴露的問題,往往后期整改推進協(xié)調困難;通過調整底座、后植槽道、拆除二襯重新埋設槽道等整治方案[2]造成投資大量增加,費工費時,同時造成設計預期效果大打折扣。目前對于提高隧道接觸網(wǎng)預埋槽道質量的研究主要從施工角度進行考慮,包括優(yōu)化施工工藝、提高施工人員技術水平、嚴格控制施工工藝流程等[3-5];由于預埋槽道的施工復雜度高,在當前國內鐵路高強度、快節(jié)奏的建設環(huán)境下,現(xiàn)場預埋槽道質量很難獲得突破性提升。為此,在EPC建設模式下,從工程建設系統(tǒng)分析,對設計、采購、施工、工程管理等各層面深入思考,提出提高隧道接觸網(wǎng)預埋槽道質量的一些措施。
隧道內預埋槽道為接觸網(wǎng)懸掛部件安裝用基礎,對預埋質量要求極高。TB 10753—2018《高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準》及TB 10758—2018《高速鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準》均對隧道內預埋滑槽質量進行了詳細嚴格的規(guī)定,從槽道類型、預埋位置、埋入深度、垂直度及間距等均提出了明確的允許偏差范圍,部分預埋槽道質量指標誤差范圍要求在3~5 mm內[6-7]。
據(jù)統(tǒng)計,從目前國內項目隧道預埋槽道實施情況看,預埋質量控制較好的工程,質量不達標比例在5%~40%,部分預埋質量控制較差的工程,質量不達標比例甚至高達70%~80%之多。
根據(jù)以往建設項目統(tǒng)計情況,預埋槽道質量主要集中在以下幾方面:槽道位置預留錯誤,同組槽道間距不滿足要求,距施工縫距離不足,槽道型號預留錯誤、遺漏預留,滑槽的縱向、環(huán)向偏轉超標,嵌入混凝土深度超標、扭曲變形,未與綜合接地系統(tǒng)連接,防腐層破壞生銹等。
從預埋槽道質量問題類型分析,造成預埋槽道質量問題的主要原因有:①臺車上槽道定位孔開孔不準確;②現(xiàn)場工裝、施工工藝不滿足要求或未嚴格執(zhí)行施工工藝,導致同組槽道間距不滿足要求、不平行、滑槽的縱向、環(huán)向偏轉超標、生銹等;③二襯臺車剛度變形,槽道與臺車連接累計誤差較大,造成嵌入混凝土深度超標;④槽道預埋規(guī)格型號較多,土建施工單位對接觸網(wǎng)槽道預埋布置理解不透,容易造成漏埋、型號預留錯誤;⑤臺車定位施工控制不嚴,程序管理控制不到位,對站后槽道預埋要求認識不足,施工工藝弊端容易造成距施工縫距離不足、變形等。
根據(jù)預埋槽道質量問題及原因分析,EPC工程總承包管理角度,可從設計優(yōu)化、調整槽道組加工主體、施工質量管控、強化工程總包管理等多方位多環(huán)節(jié)著手,合力提高隧道預埋槽道質量。
隧道內接觸網(wǎng)預埋槽道類型主要有接觸網(wǎng)懸掛和附加線懸掛預留兩大類。其中接觸網(wǎng)懸掛包括單腕臂安裝、雙腕臂安裝、中心錨結下錨、無補償下錨、全補償下錨;附加線懸掛包括懸掛、下錨。考慮弓網(wǎng)關系匹配及絕緣距離、二襯臺車長度、槽道固定等因素,隧道內接觸網(wǎng)預埋槽道布置型式多達十幾種,臺車上槽道定位孔往往達上百個。
設計是工程建設的龍頭,設計的優(yōu)劣直接或間接的影響施工質量和工程質量。針對傳統(tǒng)槽道預留設計方案,在滿足技術要求情況下,從提高施工便宜性、提升容錯水平和減小施工出錯率出發(fā),提出優(yōu)化措施如下。
4.1.1 優(yōu)化預留槽道平面布置
預留槽道盡量集中固定布置在臺車一端,以減少預留槽道布置類型、減少定位孔和提高臺車二襯施工的靈活性。
具體步驟如下:①腕臂間距調整優(yōu)化。上下行單腕臂間距及雙腕臂間距宜取3 m,均位于臺車同一端布置,實現(xiàn)單腕臂與雙腕臂預埋槽道兼容。②附加線布置參齊腕臂定位。獨立附加線安裝上下行同槽布置,在臺車上定位位置同腕臂槽道位置。③統(tǒng)一下錨槽道位置。中心錨結下錨拉線底座與承導線下錨轉向輪底座在臺車上布置位置統(tǒng)一,實現(xiàn)承導線下錨弧形槽道與中心錨結下錨槽道兼容。
4.1.2 統(tǒng)籌兼顧,調整底座法蘭,減少預留類型
調整附加線下錨底座和腕臂柱法蘭結構,統(tǒng)一法蘭定位孔間距,實現(xiàn)成組雙槽道間距統(tǒng)一兼容,減少槽道類型。
4.1.3 統(tǒng)籌考慮槽道長度
適當加長附加線安裝預埋槽道長度,統(tǒng)一附加線安裝槽道與腕臂安裝槽道的長度,減少槽道規(guī)格及臺車上定位孔數(shù)量。
采取上述優(yōu)化措施的接觸網(wǎng)預埋槽道典型布置如圖1~圖3所示。
圖1 錨段關節(jié)處預留布置圖
圖2 一般區(qū)段預留布置圖
圖3 中心錨結處預留布置圖
通過優(yōu)化設計,相比傳統(tǒng)設計方案,槽道類型可減少約30%,槽道數(shù)量減少約10%,臺車上槽道定位孔減少約20%。
目前槽道供應商一般供應單根槽道,槽道組裝、接地連接等由施工單位現(xiàn)場焊接。由于非專業(yè)化加工,質量保障措施難以到位,槽道防腐層易遭破壞,槽道組中兩根槽道的間距精度往往存在不確定性。
針對以上問題,可通過調整采購范圍,將槽道成組工序及接地部件,納入槽道供應商工廠化生產(chǎn),由槽道供應商統(tǒng)一加工供應,通過工廠專業(yè)化生產(chǎn),減少施工現(xiàn)場加工工序,確保成組槽道間距和防腐滿足要求。
施工是預留槽道工程的實施環(huán)節(jié),主要從施工工藝和施工過程管理來提高槽道預埋質量。
優(yōu)化施工工藝。隧道預埋槽道處按隧道圍巖等級設置三肢鋼架和加強鋼筋網(wǎng)片,槽道預埋施工空間受限制,施工作業(yè)不便;現(xiàn)場施工較為普遍采用的臨時焊接二次定位法[3,5],往往造成槽道定位不精確,出現(xiàn)由于固定不良導致槽道扭曲變形的情況,不能確保槽道密貼臺車,槽道嵌入混凝土深度容易超標。通過三模移位或臺車收縮法,采取槽道在臺車上通過定位孔一次定位,優(yōu)化槽道接地工藝,采取通過軟絞線引出連接槽道預留接地端子至接地鋼筋的方案,解決隧道內狹小空間施工不便及二次定位引起的硬移位問題,確保槽道安裝精度。
強化施工交底及工序檢查驗收。在實施中積極組織現(xiàn)場作業(yè)交底和人員培訓,確保施工現(xiàn)場負責人、技術人員及主要作業(yè)人員全面掌握作業(yè)指導書的內容和要求。在二襯澆筑前把槽道定位安裝情況的自檢納入標準化工序管理,對槽道的安裝質量、接地電阻值進行檢查驗收是否合格,合格后方能進行混凝土澆筑。
EPC工程總承包單位應充分調動各方資源,加強建設過程組織管理,補強并重視以下環(huán)節(jié)管控。
4.4.1 組織專項設計交底、安裝指導
組織設計單位進行技術交底,讓施工單位領會設計意圖,組織供應商進行安裝指導。
4.4.2 組織編制施工作業(yè)指導書
EPC工程總承包單位應組織施工分包單位統(tǒng)一編制槽道預留施工作業(yè)指導書,并組織各單位共同評審,優(yōu)化完善上升為EPC的施工作業(yè)指導書,在工程總承包項目范圍內推廣使用。
4.4.3 槽道定位孔驗收
二襯模板臺車滑道槽定位打孔工序是事關槽道預留質量的一項關鍵環(huán)節(jié),應組織設計專業(yè)、監(jiān)理工程師參加檢查驗收。未經(jīng)驗收合格的,不得進行下道工序施工。
4.4.4 樣板引領和階段總結
通過隧道二襯首件工程評估及定期組織各標段分析工程質量現(xiàn)狀,對暴露的質量問題進行研究分析,提出改進措施,對工藝、工法及管理措施進行總結提煉,固化技術標準、管理標準和作業(yè)標準,樹立樣板示范工程標準,并進行持續(xù)改進和提升。
隧道預埋槽道工程建設涉及面廣,建設環(huán)節(jié)錯綜交叉,槽道預埋質量問題多發(fā),后期整改費工費時,需從建設各環(huán)節(jié)加以重視;從設計、采購、施工、工程管理等多維度進行分析,在設計上通過優(yōu)化平面布置、統(tǒng)籌零件結構形式和槽道類型,采購上調整供應范圍,施工上改進預埋定位工藝、強化工序自控,工程管理上充分調動各方資源、強化關鍵進程管理等優(yōu)化、改進、完善措施。通過多方發(fā)力,環(huán)環(huán)把控,合力促進隧道接觸網(wǎng)槽道預埋質量的提高;在當下推進工程總承包建設模式的背景下,有利于充分發(fā)揮鐵路EPC工程總承包建設的優(yōu)勢。