暢洪亮

1 概述

既有鐵路電氣化改造能夠極大的提高既有鐵路的運(yùn)營(yíng)能力，同時(shí)又減少了基礎(chǔ)建設(shè)的投資和對(duì)環(huán)境的破壞，既有鐵路的電氣化改造對(duì)我國(guó)的鐵路事業(yè)有著重大的意義。但是既有鐵路隧道凈空普遍較低，對(duì)接觸網(wǎng)的安裝影響很大，為了克服這一難題和保證接觸網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，弓形腕臂廣泛應(yīng)用于既有鐵路的電氣化改造施工中。黔桂鐵路是全國(guó)第一條應(yīng)用國(guó)內(nèi)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)、安裝隧道弓形腕臂的線路，從設(shè)計(jì)到施工均無相關(guān)成熟的技術(shù)數(shù)據(jù)和施工工藝可以參考，六沾復(fù)線隧道施工中，我們?cè)俅闻龅剿淼拦瓮蟊凼┕み@種問題，通過兩條線路施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們編寫了140 km/h隧道弓形腕臂施工方法，希望能對(duì)鐵路低凈空隧道內(nèi)接觸網(wǎng)施工有很好的借鑒作用。

2 工藝原理

利用工序間影響最終質(zhì)量的主要因素加以分析整理，實(shí)行提前控制和優(yōu)化。據(jù)此對(duì)影響隧道內(nèi)絕緣距離、拉出值、導(dǎo)高、結(jié)構(gòu)高度、側(cè)面限界各數(shù)據(jù)中可變化的部分，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)取得每一個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)，輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)編制的應(yīng)用軟件計(jì)算出實(shí)際的安裝高度、凈空高度，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)算、預(yù)配準(zhǔn)確，一次安裝成型的優(yōu)化工藝。

2.1 工藝流程

弓形腕臂施工方法見圖1。

2.2 施工操作要點(diǎn)

2.2.1 設(shè)計(jì)的核對(duì)優(yōu)化

施工前應(yīng)對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行核對(duì)優(yōu)化:定位點(diǎn)分布是否合理，能否滿足拉出值要求;隧道凈空、凈寬、總長(zhǎng)是否滿足設(shè)計(jì)要求;隧道內(nèi)曲線要素是否與設(shè)計(jì)相符;外軌超高設(shè)計(jì)值是否與鋪架單位實(shí)際施工相符。

2.2.2 施工定測(cè)

施工定測(cè)是隧道弓形腕臂施工的重中之重，直接決定了安裝后的弓形腕臂能否滿足隧道凈空與定位結(jié)構(gòu)。施工測(cè)量遵循“由整體到局部的原則”，先確定定位點(diǎn)，再通過投影法確定可調(diào)腕臂底座的錨栓位置。下面以馬噶隧道11號(hào)定位點(diǎn)為例(直線段)，對(duì)弓形腕臂測(cè)量方法進(jìn)行敘述。

2.2.3 弓形腕臂尺寸確定

首先，按設(shè)計(jì)給定的腕臂底座下排螺栓安裝高度h3=5600mm，確定腕臂底座的安裝位置。然后利用線墜，測(cè)量出底座下排螺栓距線路中心的距離L=2270mm(見圖2，圖3)。承力索設(shè)計(jì)高度為6400mm，承力索座高度按80mm考慮，可知平腕臂的高度為6320mm，平腕臂與腕臂底座下排螺栓的高差為6320－5600=720mm，按照設(shè)計(jì)給定的弓形腕臂與水平線的夾角32°，由此可推算出弓形腕臂轉(zhuǎn)角處在水平線上的投影與腕臂底座下排螺栓之間的水平距離為720×ctg32°=1152 mm，弓形腕臂轉(zhuǎn)角處與腕臂底座下排螺栓之間的直線距離為720/sin32°=1359 mm;經(jīng)過對(duì)廠家加工的弓形腕臂底座、硅橡膠絕緣子進(jìn)行實(shí)測(cè)，得出弓形腕臂下排螺栓與硅橡膠絕緣子露頭處的直線距離為1100mm，可知弓形腕臂斜邊長(zhǎng)度L1=1359－1100=259 mm;弓形腕臂轉(zhuǎn)角處與線路中心的距離為2270(L)－1152=1118 mm，與定位點(diǎn)的距離為1118－200(拉出值)=918 mm，可知弓形腕臂直邊的長(zhǎng)度為918+200(腕臂露頭長(zhǎng)度)=1118 mm。

2.2.4 定位器尺寸確定

前面已推出弓形腕臂轉(zhuǎn)角處與定位點(diǎn)之間的距離為918 mm，設(shè)計(jì)給定的導(dǎo)線高度為5800mm，平腕臂高度先前已推出為6320mm，則平腕臂與導(dǎo)線的高差為520mm。按照直線段定位器坡度為250mm，定位支座高度按50mm考慮，則平腕臂與定位支座安裝位置的高差為520－250－50=220mm，弓形腕臂轉(zhuǎn)角處與定位支座的水平距離為220/tan32°=352 mm，由此得出定位器長(zhǎng)度應(yīng)為918+352－50(定位座投影長(zhǎng)度)=1220mm。由于隧道內(nèi)可調(diào)定位器的調(diào)節(jié)范圍為0mm～+200mm，所以此處宜采用1100mm型可調(diào)定位器(見圖4)。

曲線區(qū)段與直線區(qū)段測(cè)量與計(jì)算方法大同小異，只需在計(jì)算導(dǎo)線高度時(shí)考慮外軌超高值和在計(jì)算拉出值時(shí)考慮受電弓偏移量。

最后應(yīng)特別注意的是，在弓形腕臂定測(cè)前應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量單線隧道的凈空高度，即圖3中所標(biāo)注的h1值。設(shè)計(jì)給定的承力索高度為6400mm，隧道內(nèi)凈空絕緣距離應(yīng)至少保證350mm，所以隧道凈空高度應(yīng)至少為6750mm(距軌面)。若無法保證此數(shù)據(jù)，則應(yīng)及時(shí)向站前單位提出整改。

2.2.5 化學(xué)錨栓打孔、預(yù)埋

在前面的施工定測(cè)中已經(jīng)畫出弓形腕臂底座的下排螺栓連線，打孔前只需將模板的下排螺栓孔固定在連線上，用記號(hào)筆在隧道壁上標(biāo)記出孔位，即可進(jìn)行打孔(模板尺寸見圖5)。在施工同一組孔位時(shí)隨時(shí)根據(jù)第一個(gè)孔調(diào)整其他孔位位置，以免打偏或孔距不夠。預(yù)埋前再次復(fù)核孔距孔深，一定要保證孔距及深度。

1)清孔。先用氣筒吹出(或吸塵器吸出)孔內(nèi)灰塵兩次后用鋼絲刷清孔兩次，然后再用氣筒吹出(或吸塵器吸出)孔內(nèi)灰塵兩次，清至無粉塵逸出為止?？妆诳梢猿睗?，但必須保證孔內(nèi)無明水。2)錨栓準(zhǔn)備。必須看清楚錨栓的錨固長(zhǎng)度標(biāo)記。未注膠之前，先將錨栓插入孔中，檢查孔內(nèi)的暢通程度和鉆孔深度。3)注膠。將安裝好混合管的料罐置入注射槍中，將混合管插入至孔底，由孔底往外均勻注入膠體，注入量可參考刻度計(jì)。注膠同時(shí)均勻外移注射槍。第一次從新的混合管中打出的膠體不用，因?yàn)榇藭r(shí)可能沒有混合均勻(可目測(cè)膠體顏色)。注射時(shí)，料罐的溫度必須在+5℃～+25℃之間。當(dāng)建筑部件的溫度高于+30℃時(shí)，需將料罐冷卻至+15℃～+20℃之間。4)插入錨栓。根據(jù)事先標(biāo)好的記號(hào)可以檢測(cè)是否達(dá)到所需的錨固深度。注入膠后，應(yīng)立即將錨栓慢慢旋轉(zhuǎn)壓至孔底，保證膠體分布均勻，目視表面有少量膠體外溢。5)注意事項(xiàng)。鉆孔時(shí)須保證鉆機(jī)、鉆頭與植入錨栓的受拉方向一致。保證孔徑與孔深尺寸準(zhǔn)確。鉆孔應(yīng)避開原結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋，特別是預(yù)應(yīng)力筋和主受力筋。

3 結(jié)語(yǔ)

由于以上討論的弓形腕臂各部位尺寸均為理論數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中，鋪架施工單位在鋪架過程中軌面高程、線路中心也難以避免的要產(chǎn)生誤差，所以，特別需要注意的一點(diǎn)是，在定位器長(zhǎng)度的確定中，定位器坡度按250mm考慮，實(shí)際施工中，按實(shí)際軌面與線路中心將拉出值、導(dǎo)高調(diào)整到位之后，經(jīng)常產(chǎn)生定位器坡度小于200mm的情況。而且，受到隧道凈空限制，弓形腕臂抬頭又不能過高。所以，在施工中，可以考慮將曲線、直線定位器全部采用曲線用可調(diào)特型定位器，并且，可以將隧道定位環(huán)安裝到弓形腕臂直邊之上，經(jīng)過六沾復(fù)線的實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，定位環(huán)安裝到弓形腕臂的直邊或者斜邊之上，都能夠很好的滿足定位器坡度以及保證良好的弓網(wǎng)關(guān)系。

［1］惠彬永，劉建鎖.特殊地段隧道開挖施工技術(shù)研究［J］.山西建筑，2010，36(7):323-324.