隧道内接触网槽道的运用浅谈

摘要：高速电气化铁路对隧道接触网的设计、施工提出了新的要求。根据新的要求提出槽道方式接触悬挂设计安装方案。该方案通过荷载结构建模计算，为隧道衬砌强度要求提供了依据。并针对4种槽道类型，明确了Ⅱ、Ⅲ级围岩素混凝土地段槽道基础钢筋网片和长钢筋混凝土结构加强措施，并进一步提出了槽道施工要点。

关键词：高速电气化铁路；接触悬挂；槽道；隧道衬砌强度

中图分类号：U45 文献标识码：A

1前言

近年来，随着我国电气化铁路事业的飞速发展，高速电气化铁路对隧道接触网的设计、施工提出了新的要求。根据前期研究和国外高速铁路的实践经验，接触网基础采用预埋槽型滑道为主的方案，以实现隧道内接触网基础与衬砌的结构钢筋相连，避免将接触网基础受力全部附加于衬砌外层混凝土上，为隧道内接触网结构提供更好的受力环境，对保证高速运行条件下隧道内接触网的安全性和稳定性更为有利。

2槽道预埋设计

2.1槽道预埋设计方案

综合考虑国际高速铁路先进技术的应用情况，为同时实现隧道设计施工、接触网设计施工和综合接地系统的技术要求和动车组风动力对隧道内安装设备及埋入基础的强度要求，为了保证接触网的受力及振动等不破坏隧道衬砌，同时保障高速接触网的精细安装要求，采用在隧道顶二次衬砌内预埋槽道方案（在衬砌表层内形成加强的受力均匀的线形结构）。

2.2接触悬挂的设计

隧道内接触网悬挂安装采用旋转平腕臂结构，安装在悬挂吊柱，吊柱法兰底板通过T头螺栓安装在隧道顶的预留槽道上。每个悬挂吊柱在隧道顶预留2根与线路垂直的槽道，相互平行布置，同时兼顾AF线、PW线的安装。上下行接触悬挂吊柱分别交错布置在相邻的隧道施工模块内，最大跨距50m，相邻跨距差不大于10m。 AF、PW线在接触悬挂间加设悬挂点，跨距为25～30m。

2.3设计要求

接触网荷载要求：根据最大结构设计风速，计算每个螺栓处的最大拉力和剪力，隧道专业根据荷载要求与吊柱底板螺栓分布进行隧道衬砌加强设计。

根据荷载要求及吊柱底板螺栓分布，计算分布间距400mm的每个接触网基础螺栓处的最大拉力和剪力动荷载；算例：拱顶预埋11根锚筋（承担2个螺栓传递的荷载），环向间距0.25m，按照每个螺栓最大工作荷载22kN，荷载-结构模式，建模并计算,结果如下 ：

对于Ⅳ、Ⅴ级围岩区段，衬砌内设计布置了非预应力结构钢网架，配筋均满足接触网悬挂强度要求。

对于Ⅱ、Ⅲ级围岩区段的C35隧道素衬砌，槽道方案、单锚栓预留方案，均需设置局部加强钢筋，以增强隧道衬砌对风洞引起的疲劳效应的整体适应性能。

对于Ⅱ、Ⅲ级围岩区段的C35隧道素衬砌，为保证接触网系统断线的破坏荷载，在全补偿下锚点，需设计衬砌加强钢筋环拱。

预埋槽道的预留施工误差控制要求：包括槽道间的平行精度、槽道与台车边缝的平行精度、槽道与衬砌表面的倾斜精度、槽道进入衬砌表面的精度等。

综合接地要求：预埋槽道的锚杆在混凝土内部通过等电位连接电缆与接地钢筋网进行可靠焊接。

接触网基础接口施工设计平面布置图示意如下：

图2槽道预埋布置示意图

2.4隧道衬砌钢筋加强措施

隧道内接触网预埋槽道通过模板台车定位，在Ⅳ、Ⅴ级围岩钢筋混凝土衬砌地段，内衬已有配筋可以满足受力需要，对Ⅱ、Ⅲ级围岩素混凝土地段环形槽道需要配设钢筋进行局部加强，以提高运营期间混凝土结构承受振动荷载的能力，保证运营的安全性及结构耐久性。

槽道类型为A型（腕臂吊柱槽道）及G型槽道时，Ⅱ、Ⅲ级围岩素混凝土地段槽道基础采用钢筋网片加强，加强钢筋纵向采用φ14×100mm钢筋、环向钢筋采用10φ14钢筋，钢筋网片置于槽道背后，环向钢筋与槽道锚杆接触并可靠焊接，施工时通过模板台车定位槽道且一并定位钢筋网，钢筋布置示意见图3、图4。

图3L-2.5m槽型滑道加固布置示意

图4L-1.5m槽型滑道加固布置示意

槽道类型C、D型时，Ⅱ、Ⅲ级围岩素混凝土地段槽道基础加强采用设3m长钢筋混凝土结构；钢筋布置示意见图5、图6。

3. 槽道预埋施工

3.1槽道定位前准备

（1）检查槽道内发泡填充物的完整状态，如有残缺，应进行填充。

（2）槽道焊接成组：对于两根一组的槽道，应根据设计要求的槽道平行间距，将槽道摆放至标好尺寸的钢板上进行初步固定，检查槽道之间的间距，焊接两根槽道的链接钢筋并加焊槽道定位斜筋，焊接成槽道组，避免在灌注混凝土时槽道发生移位。

（3）依据台车模板上槽道的设计要求位置，在模板台车的相应位置准确划出定位线，依据槽道的类型在台车上开定位孔，准确开螺栓二次定位孔，孔为4.5mm×25mm的矩形孔，长度小于2.5m的槽道设置三个孔，在两端及中间开孔，长度小于1.0m的槽道开两个孔，槽道两端开孔。严格按照图纸要求控制槽道距台车边缘的距离，外边槽道距施工缝的距离不得小于80cm。弧形槽道定位孔不少于3个，直埋槽道定位孔不少于2个。

3.2槽道一次定位

（1）在二衬钢筋绑扎至靠近台车侧后，按照设计位置进行放样，测量出槽道的里程中心位置及垂直方向后将焊接固定好的槽道组用定位钢筋临时焊接固定在钢筋网上就位。

（2）在槽道后部锚杆处，垂直槽道方向间隔绑扎或焊接带弯钩的几根短钢筋，长度约30mm，弯钩与槽道方向一致，将锚杆加固在钢筋网上。

在隧道台车就位前，利用台车模板开设的定位孔，把槽道安装到位，并检查其各种误差是否超标，合格后进行下道工序。

（3）根据接地要求，将槽道和环向接地钢筋进行可靠焊接，检测槽道贯通电阻，贯通性合格后方可进入下道工序。

槽道锚杆与防闪络接地钢筋焊接方法：因槽道在台车上安装完成就位后，槽道锚杆与钢筋很难焊接，为了确保电气化接地满足设计要求，采用φ16钢筋首先把槽道按照设计要求通过焊接组合在一起，再把组合好的槽道固定在衬砌台车上，经过检查确定槽道位置准确合格后，台车就位。

台车就位后，槽道焊接钢筋与环向防闪络接地钢筋通过“L”型钢筋进行可靠焊接。

需要注意的是钢筋与槽道锚杆和钢筋与钢筋焊接，必须采用“L”型钢筋焊接可靠。

（4）将槽道与模板的固定点位置的发泡填充物扣除。

3.3槽道二次定位

（1）台车移动就位至指定位置后，台车油缸顶升拱顶，拱腰模板到位，找到槽道并调整台车位置将空位与槽道相应位置对准，再次检查，复核槽道位置，防止预升过程中槽道移位。

（2）将T形螺栓穿过钢模板的二次定位长孔，放入已经剔除泡沫填充物的槽道相应位置，旋转90度。将螺母拧紧，使槽道紧贴台车背面，达到模板上精确二次定位的目的，同时避免混凝土覆盖槽道；固定槽道，采用“T”型螺栓将已经组装好的槽道固定在台车上，由技术人员对槽道的安装质量进行检查验收是否合格，并填写检查记录。

（3）衬砌台车移动就位，根据接地设计要求，将槽道锚杆与相应的接地钢筋进行可靠焊接，并通过螺栓位置再次检查槽道位置是否正确。

（4）对台车上所开的二次定位孔进行有效封堵，避免出现漏浆造成脱模后观缺陷。

3.4浇注及脱模

（1）台车模板封堵完后，进行二次衬砌浇注。

（2）脱模后T形螺栓螺母松开，打开封堵，将T形螺栓反方向旋转90度，取出螺栓，螺栓螺母可重复使用。

（3）将槽道表面的少量水泥浆剔除，将槽道固定点处重新填补发泡填充物，做好后序养护工作的防护。

3.5施工注意事项

预埋槽道的锚杆与钢筋网片冲突时，不允许切断锚杆，可对钢筋进行调整。槽道预埋位置应严格按照设计图纸施工，不得随意改变，槽道距离施工缝的距离应满足设计要求。槽道内发泡填充物在检测和试验安装阶段方可剔除。

4 结束语

接触网预埋槽道在衬砌表层内形成加强的整体线形结构，不是单点受力，受力均匀，有利于隧道确定加强钢筋的位置，不破坏隧道衬砌；有利于控制施工误差；有利于隧道机械化施工预留的工艺要求；有利于构成接地系统的可靠连接；有利于接触网的精确安装、调整，施工方便简单无灰尘；能够承受动态的疲劳荷载；火灾高温时承载变化小，等级高 ；精确的预留有利于控制新建线路的总工期。接触网预埋槽道在国内高速铁路建设中得到广泛运用。

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