隧道内接触网工程施工需注意的有关问题

高速电气化铁路桥隧占比普遍比较高，山区铁路隧道占比更大，所以提高隧道内接触网施工质量，以及做好隧道和接触网工程接口的交接检查和验收对确保后期运营安全意义重大。从近年来投入运营的各条铁路来看，无论是地质原因还是工程质量原因，隧道二次衬砌（后称二衬）出现的问题相对较多。隧道内接触网设备全部安装在隧道二衬之上，所以隧道二衬问题和隧道内接触网工程质量密切相关，或者说有问题的二衬必然无法保证接触网的安装质量。

1 隧道二衬存在的主要问题

1.1 二衬厚度不足

接触网吊柱安装在隧道拱顶之上，而隧道二衬施工受工艺工法的限制，隧道二衬厚度不足问题主要集中在隧道拱顶，从查出二衬厚度不足问题的隧道的现场实测和检查情况来看，二衬厚度不足原设计的 1/3，或者有的处所二衬厚度小于 10cm 的问题也比较常见，这就意味着若采用 M20 型化学锚栓，其标准埋深按 170mm 考虑（1），即使化学锚栓所能承受的拉应力再大，因固定接触网吊柱的底座的每一根化学锚栓的端头有一部分悬空在二衬空腔内，对于素混凝土二衬，无论混凝土强度有多高，即使是 C50，厚度不足将直接降低混凝土的弯曲抗压强度。一个普通的中间定位柱吊柱自身的重量，加上绝缘子、支持和定位装置等的垂直荷载。重量约为 1.21KN，水平荷载约为 2.06KN（具体数值由跨距或悬挂点间距决定），这些荷载都要是通过吊柱并通过吊柱底座传递给二衬承载，混凝土厚度不足引起的强度减弱问题给接触网吊柱的安全和稳定性埋下了隐患，有可能造成接触网吊柱脱落，危及行车安全。

1.2 二衬的施工“冷缝”问题

转换柱两接触线等高示意图

施工“冷缝”对站前隧道工程来讲，是施工不当造成的上下两层混凝土的浇筑时间间隔超过初凝时间而形成的施工质量缝，这种施工“冷缝”随着时间的推移，受运营线路机车车辆震动及风动效应等影响，会引发混凝土掉块等重大行车安全隐患。在分析由施工“冷缝”问题引起的隧道拱顶混凝土掉块问题的原因时，我们发现，接触网吊柱对混凝土掉块的发生也起到了推波助澜的作用。其原因是，接触网吊柱两侧导线若任一侧有硬弯或者此位置前后是转换柱时，机车受电弓通过硬弯或转换柱之间的的过渡位置（两支导线在两转换柱之间有过渡）时，导线和接触悬挂将引起一定幅度的振动（幅度的大小由硬弯的严重程度或转换柱之间的过渡平滑度决定），接触悬挂的振动通过定位及支持装置传递到吊柱底座，反映到吊柱底座处的将是一个随列车通过频次经常性持续的晃动，为此加速了混凝土掉块的发生。

1.3 接触网下锚处混凝土二衬的施工质量问题

从施工现场敲击检查情况来看，隧道扩大断面位置接触网下锚处混凝土二衬的施工质量问题相对较多。按照常规设计，为增加强度，提高安全系数，此断面的二衬一般是强度较高的钢筋混凝土二衬，对站前隧道施工单位来说，因该处是变截面，变截面处二衬施工没有专用的台车，二衬的施工一般都是采用原始的脚手架加模板等施工方式，此处混凝土浇筑包括振捣施工的难度都较大，从现场检查验收情况来看，扩大断面处二衬的施工质量普遍不高，存在二衬厚度不足、混凝土强度不达标，钢筋网间距超标，甚至有未配置钢筋等诸多问题。对于接触网专业来讲该处是接触网集中下锚的位置，既要考虑与电气绝缘距离有关的净空，也要考虑接触网下锚位置的集中受力，其重要性不言而喻。

2 施工工程措施及建议

针对上述问题，从工程管理的角度来看，上述问题应整体考虑，从源头上加以解决，方能根除隐患。

2.1 接触网与隧道设计须加强沟通联系

站前隧道和站后的接触网两个专业设计必须加强设计沟通，不仅要考虑按设计全部施工到位后的工程质量问题，也要考虑现场施工条件和在现有的工艺工法条件下所能达到的标准。对于后植化学锚栓的安装方式，隧道二衬应至少考虑布置带状钢筋网。钢筋混凝土二衬相对于素混凝土，可预防因地质变化引起的二衬开裂、施工工艺不到位引起的二衬局部厚度不足，以及不易检查检测到的隐蔽的施工“冷缝”等问题所引起的隧道拱顶衬砌掉块隐患。当然，前提是施工单位必须无条件按图、按设计规范施工，没有按照图纸和设计规范施工所造成的后果必然要由责任方来承担。

2.2 增加接触网隧道吊柱的稳定性，加强二衬检测。

隧道内接触网吊柱施工必须增加稳定性。对于隧道后植化学锚栓的安装方式，建议在今后的工程中：一是采用带斜支撑的吊柱安装方式；二是应强行推广接触网导线采用恒张力放线车架线模式，提高架线质量，减少接触网导线硬弯，避免接触网吊柱因导线硬弯而增加的附加震动应力。三是确保隧道衬砌无损检测全面完成。对每座隧道安装接触网吊柱的拱顶位置必须无遗漏全部检测，对于车站站区设置在隧道内的隧道拱顶，应根据实际情况设置更多的测线，确保无损检测无遗漏。无损检测应重点检查二衬的厚度、强度，以及有无配筋，配筋的间距是否超标，二衬有无隐蔽性裂纹等问题。所有检测出的问题，在接触网施工前，站前单位必须彻底完成整改，并应有二次复测和检查的资料。三是对每一处隧道扩大断面需一米不落全部做无损检测，对查出的问题同样需彻底完成整改。

2.3 接触网隧道吊柱安装需一次到位

隧道接触网吊柱安装前，人工敲击检查隧道二衬的工作需全部完成。同时，对于隧道内其它问题，建设单位要组织各设计、施工、监理单位按照接触网预留接口检查交接流程（2）（见下图）做好交接验收。接触网施工单位和运营监管单位都要积极主动参与，切不可有等待观望思想，尤其在钻孔安装设备过程，若发现隧道二衬厚度不足或明显的强度不足问题时，应积极向建设单位反映，和站前施工单位联系沟通，若不负责任地将设备安装到了病害衬砌上，其后果应由接触网施工单位承担，如此才能形成齐抓共管的局面，方可彻底消除安全隐患。

接触网预留接口检查交接流程图

3 结束语

隧道二衬是接触网设备的安装基础，其施工质量的高低与接触网的运营安全密切相关。接触网隧道内工程施工不能单打一，必须加强组织协调，对有关问题应从铁路工程施工的整体考虑，从源头上去解决问题，尤其要组织好隧道和接触网工程接口的交接检查和验收，隧道内接触网设备安装施工质量的提高，对确保运营安全具有重要意义。

参考文献：

[1]《铁路电力牵引供电隧道内接触网设计规范》（TB 10075-2018）

[2]《高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准》（Q/CR9523-2018）