高速铁路隧道工程水沟电缆槽一次成型施工技术4

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1、高速铁路隧道工程水沟电缆槽一次成型施工技术摘要：高速铁路隧道工程水沟电缆槽一般分为通信信号电缆槽、电力电缆槽、侧沟排水槽，三槽合一，根据高速铁路的设计理念与运营要求，水沟电缆槽必须一次成型，传统的分次施工工艺不再符合要求，本文根据实际操作经验介绍一种水沟电缆槽一次成型施工技术，希望能够对电缆槽一次成型施工技术的运用和操作起到一定的促进作用。关键词： 高速铁路隧道 水沟电缆槽 一次成型0 引言 随着国内高速铁路的不断发展，对于结构的整体性、完整性及安全性要求也越来越高，隧道水沟电缆槽一般设计为通信信号电缆槽、电力电缆槽、侧沟排水槽三槽合一，一次成型施工对沟槽模板的行走系统设计要求较高，寻求一种快

2、捷轻便的施工技术成为必要。1 概述 1.1设计情况隧道内设置双侧电缆槽，电力电缆槽置于边墙侧,通信信号电缆槽置于道床侧，电缆槽设盖板，隧道内电力电缆槽尺寸为300*300mm，槽内用粗砂填实；通信信号电缆槽尺寸为净宽350mm，深300mm，槽底在距道床侧200mm处以16插筋分隔，槽内用粗砂填实；电力电缆槽与通信信号电缆槽之间设置侧沟排水槽，侧沟排水槽宽度300mm，深度800mm。如图1-1所示。1.2传统施工工艺传统施工工艺为分三步施工，第一步：立侧模，混凝土施工至侧沟排水槽底部；第二步：立侧沟排水槽两侧模板，混凝土施工至电力电缆槽与通信信号电缆槽底部；第三步：立电力电缆槽两侧模板与通信

3、信号电缆槽两侧模板，混凝土施工完毕。整个施工过程不连续，混凝土会形成两道施工缝，不利于混凝土结构的完整性。施工步骤如图1-1所示。 图1-12 模板设计与加工2.1一次成型施工模板设计水沟电缆槽一次成型施工模板设计理念为，采用自制可移动式桁架连接钢板作为电缆槽道床侧模板，利用槽钢制作横梁连接外模桁架与各沟槽内模模板，模板与槽钢横梁之间采用螺栓连接，从而使各模板系统形成一个统一的支撑框架，再通过一系列小型构件与行走系统辅助，达到水沟电缆槽一次成型施工并可以整体式移动模板进行连续施工。2.2模板各部分细部结构1）外模桁架桁架作为连接电缆槽外侧模板的框架，每组长度15米，高度750mm，宽度55mm

4、，外结构采用L50*50mm角钢组成主构架，并采用L40*40mm角钢作为斜撑与主构架形成统一整体，桁架底部安装滑动轮，靠近模板侧安装单向滑轮，每组模板安装两组，靠近道床侧安装多向滑轮，在每组模板的中间位置。见图2-1、图2-2。图2-1 水沟电缆槽模板总体结构图2-2 桁架结构示意图2）连接槽钢连接槽钢的作用是将外侧模板桁架与电缆槽各沟内侧模板连接成一个整体结构，槽钢采用80*45*80mm，总长度1530mm，槽钢与桁架和内侧模板之间采用螺栓连接。见图2-3。3）电缆槽内侧模板如图2-4所示，电力电缆槽与通信信号电缆槽内部模板单块长度为3m，周边均为L50*50mm角钢形成框架，框架中间等

5、距增加3根L40*40mm作为横撑加固，上侧焊有螺栓用于和横向槽钢固定，多块模板之间通过螺栓连接而形成整体；如图2-5所示，排水槽内侧模板单块长度为1.5m，周边均为L50*50mm角钢形成框架，框架中间等距增加4根L40*40mm作为横撑加固，上侧焊有螺栓用于和横向槽钢固定，多块模板之间通过螺栓连接而形成整体。图2-3 连接槽钢结构图 图2-5 排水槽内部模板图图2-4 电力电缆槽与通信、信号电缆槽内侧模板图4）电缆槽外侧模板如图2-6所示，电缆槽外侧模板单块模板的长度为1.5m，高度为87cm。周边均为L50*50mm角钢，中间增加4根L40*40mm横撑加固，上侧焊有螺栓用于和横向槽钢固

6、定，模板之间通过螺栓连接而成整体。模板之间连接后与外侧桁架焊接为一体。图2-6 水沟电缆槽外侧模板图5）封底模板如图2-7所示，电力电缆槽与通信信号电缆槽内分别设置封底模板，电力电缆槽内部封底模板宽295mm，每块长度600mm，通信信号电缆槽封底模板宽度345mm，长度600mm，两种封底模板均设置可自由转动并配备螺栓孔的小翼板，底模板与电力电缆槽和通信信号电缆槽内侧模板通过小翼板卡扣连接固定。图2-7 电缆槽封底模板图3 首段水沟电缆槽施工3.1 模板安装前的施工准备1）原混凝土面清理对衬砌边墙及水沟电缆槽底部进行处理时，用高压水管对边墙上的灰尘进行冲洗，对于边墙表面上无法直接冲洗掉的位置

7、，在冲洗时配合使用扫把、钢刷等。沟槽底部位置（仰拱填充与拱墙之间）的杂物、淤泥人工进行清除，然后用高压水对其进行冲洗，污水从填充路面内的横向排水管排至中心水沟。2） 凿毛处理衬砌边墙进行凿毛处理，以保证后施工的电缆槽壁与边墙粘结牢固，不产生裂缝或脱落，从而确保施工质量。为此采用风镐或短钎将边墙与既有混凝土结合面进行凿毛，严格按照相关施工规范和技术交底凿至新鲜砼面。对凿毛后的混凝土再次进行冲洗以确保混凝土联接效果良好。3）加强筋的安装为加强水沟电缆槽与边墙混凝土的连接，根据南平指挥部文件要求在级围岩衬砌边墙上安装加强钢筋以加强连接。钢筋的结构和尺寸严格按照设计要求和规范进行操作，以确保施工质量。

8、4）结构钢筋绑扎水沟电缆槽仅在靠水沟电缆槽体最外侧侧壁 （靠近隧中一侧） 配有钢筋，钢筋为单层，竖向主筋为16 钢筋，间距 20cm，纵向分布筋为10 钢筋,间距20cm，上部一根为16螺纹钢，下部三根为10光圆钢筋，由于钢筋为单层钢筋，不易定位和固定，需在浇筑电缆槽底部混凝土时插入定位钢筋或在浇筑铺底混凝土时直接埋入，以保证已绑扎钢筋在施工过程中的稳定，见图3-1。5）接地钢筋设置二次衬砌内环向接地钢筋通过16连接钢筋与通信信号电缆槽侧墙上部的16纵向结构钢筋分上下行交错焊接，不允许环向接地钢筋的两端同时与通信信号电缆槽侧壁上部的16纵向接地钢筋相连。纵向接地钢筋之间必须焊接牢固，搭接焊缝不

9、得小于10cm，并确保100m断开一次，断开的钢筋端头间距为10cm。洞室处预埋接地端子用16连接钢筋与通信信号电缆槽侧壁纵向接地钢筋连接。接地钢筋的搭接长度和焊接方式严格按照技术交底要求及相关施工规范要求进行操作，焊缝长度为单面焊接长度不小于200mm，双面焊接长度不小于100mm， 图3-1 结构钢筋示意图钢筋件十字交叉时采用16的“L”形钢筋进行焊接，以确保后期接地端子的接地效果良好。6） 排水管埋设为确保沟槽内泄水管的安装质量，本施工采用先粗装到位后精调的施工顺序，在组装（移动）模板之前将边墙部位预留出来的泄水口全部接入两侧侧水沟模板位置。安装时由测量人员对管口位置进行放线，泄水管的安

10、装长度和角度严格按照设计要求和相关施工规范进行，靠边墙侧泄水管管口高度距侧水沟底部距离为25cm，靠中心水沟侧泄水管管口高度距侧水沟底部距离为23cm，用于联接侧水沟与中心水沟的排水管采用与路面排水管同材质的100硬质PVC管，在模板移位之前将其安置在已预埋的接头内。为防止混凝土砂浆浸入堵塞泄水管，对泄水管进行外包土工布处理，并对管口进行封堵防止混凝土灌入；对仰拱填充内设置的50硬质PVC排水管靠沟槽侧预设的弯头进行包裹处理，防止混凝土浇筑时堵塞。为确保所有排水管道的贯通性必须对其进行检查，检查时采用塑料软管从一端穿入另一端穿出，对于无法穿过的管道查找原因并进行整改处理直至贯通合格。3.2 整

11、体模板的组装整体模型由小块钢模板组合拼装联接而成，模板之间的采用螺栓联接固定，为防止混凝土浇筑时漏浆模板之间缝隙必须压紧。外侧模板与桁架之间进行焊接固定同时移动，桁架长度为15m。电缆槽及水沟槽模板由横向槽钢联接为整体同时移动。外侧桁架行走到指定位置后由丝杆系统进行支撑固定。模板拼装（移动）完成后由测量人员对整体模板的顺直平整度、沟槽的水平标高和外观尺寸进行复核检测，对个别不合格位置进行适当的调整。3.3 模板组装后预埋件设置、调整1） 已埋设管道调整在模板安装（移动）过程中会对已埋设完成的泄水管造成影响，在模板位置精确定位后对泄水管进行再次检查，确保外倾角度、高度符合设计要求，并用短钢筋将其

12、固定牢固，防止混凝土浇筑过程中发生移位。2） 接地端子的设置根据设计要求在4个电缆槽侧墙线路侧外缘各设置一个接地端子（即每100m设置6个接地端子），并在相邻的连接处中间里程处在通信信号电缆槽侧墙线路侧外缘再设置一个接地端子（即每50m再在通信信号电缆槽侧墙线路侧外缘内设置2个接地端子），端子设置详情见附图2。接地端子设置从洞口向内2m位置开始。为确保接地端子的焊接质量和便于施工操作将用于连接接地端子的钢筋事先加工成端头向外侧加长10cm的“U”形，将钢筋架放置接地端子埋设位置，最后将接地端子焊接在钢筋上。焊接完毕后用专业接地电阻检测仪器欧姆表对接地端子的效果进行检测，当接地电阻小于1时符合设

13、计要求。图3-2接地端子设置示意图3）沟槽排水管的设置为便于电缆槽内的积水内顺利排出，设计要求在电缆槽底部与侧水沟之间应设置20硬质PVC管，纵向间距为35m；考虑该设计要求在模板加工时已在适当的位置预留有管孔，管孔距离为5m。在模板安装（移动）完成后在预留管孔处安设排水管，排水管端头包裹防止堵塞。4） 盖板、下锚拉杆的安装所有预埋件安装完毕并经检查验收合格后开始安装电缆槽底部盖板，在盖板安装时要确保与其两侧边模板的紧密性以防止混凝土浇筑时漏浆。为防止混凝土浇筑过程中模板上浮移位在侧水沟底部预埋拉环，当各项工作完毕后用拉杆将模板上部槽钢与预埋拉环之间进行紧固。3.4 混凝土浇筑施工水沟电缆槽槽

14、身混凝土设计施工标号为C30，本施工工艺为整体立模一次浇注成型，混凝土浇筑困难易产生蜂窝麻面。严格按照技术交底和相关施工规范要求进行混凝土浇筑施工。4 模板拆卸与行走固定4.1 完成模板移动的准备工作在下一循环模板移动前需做如下准备工作： 衬砌边墙混凝土凿毛处理；已浇筑混凝土表面清洗；综合接地系统钢筋的连接；排水管、下拉钩等预埋件的设置；边墙加强钢筋的植入施工。4.2 已浇筑混凝土脱模已浇完成段的筑混凝土达到一定强度后方可进行模板的拆除移动施工。首先，将用于固定连接沟槽内侧模与外侧模板及桁架的横向槽钢全部拆除；其次，将电缆槽底部用于固定盖板的小挡板翼内收，使电缆槽底部盖板与侧模版之间脱离。最后

15、，用撬杠、锤子等工具将模板微动使其与混凝土面脱离。采用拆除横向连接槽钢的脱模方式具有以下优点：将模板分成小块的可以避免破坏混凝土的棱角及表面的平整度；有效避免了在撬压时模板变形走样。4.3 外侧模板及桁架的移动外侧模板及桁架行走系统设有内侧2个滑轮、外侧1个轮子，共计3个轮子。第一步，首先将用于行走的外侧轮子的丝杆下放，使轮子接触地面，然后将用于固定模板及桁架的丝杆支撑系统向上收起。第二步，前后各用一个千斤顶将桁架整体顶起，然后将用于滑行的角钢轨道放置内侧滑轮的下方，最后降下桁架取出千斤顶，由于桁架内侧模板较重，为确保移动时平稳，外侧轮子较内侧滑轮稍低，使桁架向外略倾。第三步，由3名工人用撬杠

16、来完成桁架的行走，使其走至下一循环预计施工里程位置。第四步，待桁架行走至预计位置后同样前后采用千斤顶先将桁架整体顶起，然后提升内侧滑轮移除下方的角钢轨道，下放后的桁架主要依靠与其连为一体的外侧模板支撑。最后将桁架外侧用于支撑的11套丝杆下放至混凝土面，为防止桁架前后移动在丝杆下放后将外侧用于行走的轮子提升，并以适当的距离在模板底部位置增加斜撑。第五步，移动完成后对桁架的位置进行调整，根据测量技术交底采用水平尺、卷尺、铅垂等工具对桁架的标高、垂直度等方面进行精确调整。桁架及外模的此种行走方式具有简单、轻便、快速的特点，仅需23名工人半小时之内即可完成移动和调整定位工作。内侧滑动系统采用角钢轨道的

17、方式可以准确的控制桁架距边墙的距离，避免了全部采用轮子时桁架移动过程中左右摆动的情况（左右摆动导致与外侧模板与衬砌边墙的距离不准确，增加了尺寸调整的难度）。桁架外侧的11套丝杆升降系统可以快捷有效的调整模板两端的标高以及模板的垂直度。 4.4 内模角钢轨道的铺设内侧模板的滑动需在已浇筑沟槽段内外侧及下一循环靠边墙侧铺设3条角钢轨道，并将已浇水沟电缆槽段左右两侧滑道与下循环段左右两侧滑动连为一体。已浇筑水沟电缆槽段外侧滑道和下一循环段靠边墙侧的滑道系统均是由角钢轨道和轨道钢支架组成。铺设时要先铺下循环段靠内侧的角钢轨道，并根据左右两侧轨道的间距铺设已浇筑沟槽段的角钢轨道。在需进行轨道铺设的位置以

18、间距1.5m放置角钢轨道支架，在支架上铺设角钢轨道（下循环段内侧轨道位置需根据测量技术交底铺设）。已浇筑沟槽段内侧轨道系统由薄钢板和角钢轨道组成，在角钢轨道下面铺设一层薄钢板可以有效避免角钢对已浇筑混凝土表面造成破坏。轨道搭接缝要控制在5mm以内，且内外两条轨道的标高尺寸要控制一致，避免由于高度不一导致滑动时模板发生位移或变形。为保障支架与角钢轨道的稳固性，我们采取在角钢轨道底部一侧开口的措施，使下部支架和轨道之间紧密相扣，避免在受力时轨道与支架之间发生滑动。为避免由于轨道搭接缝隙过大导致滑轮卡住，采取了在轨道端头内侧焊接小号角钢的措施。4.5 内模滑动系统的安装在内侧模板角钢轨道铺设的同时可

19、进行滑轮系统的安装施工。主要分为以下几步：第一步，将脱模时拆除的横向槽钢槽钢重新进行安装（可只将一部分先安装，其余部分可等模板移动到位后再安装），同时在前、中、后三个横梁上部各安装一个横向角钢（该角钢长度比横梁槽钢略长，用于安放滑轮组）。第二步，在内外两个电缆槽内各用一个千斤顶通过顶起横梁来抬升整体模板（为防止由于模板一端抬升过高导致模板变形，可将模版分两次抬高）。第三步，模板抬升至一定高度后将滑轮组放入横向角钢和轨道之间，然后降低高度取出千斤顶（设有前、中、后3套滑轮系统，共计6套滑轮组）。为防止在移动过程中滑轮组发生偏离，在滑轮组与角钢的接触面加焊螺纹钢筋以增大摩擦力。第四步，滑动系统安装

20、到位后即可开始内模的滑动， 移动时由5-6人采用撬杠方式滑行。4.6 模板定位及预埋件检查内侧模板移动到位后同样采用千斤顶抬升模板高度以拆去滑轮系统，同时拆除靠边墙的内侧滑道系统。然后根据测量技术交底对内侧模板的尺寸和标高进行调整，待模板位置调整精确后将剩余用于固定内侧模板和桁架及外侧模板的横梁槽钢安装固定完毕，使内外模联接为整体模型。模板整体定位完毕后对之前已安装预埋件的位置、尺寸等方面进行检查复核，确保预埋件的准确无误。根据设计要求在需要进行接地端子安装的位置严格按照技术要求和相关施工规范操作，接地端子焊接完成后用专业接地电阻检测仪器欧姆表对接地端子的焊接效果进行检测，确保接地电阻符合小于

21、1的设计要求。待模板内部各项预埋检测合格后封堵电缆槽底部盖板，然后在电缆槽预留口内安装20排水管。本套施工工艺为防止在混凝土浇筑过程中模板移位、变形，在电缆槽沟槽内设有钢筋支撑以及水沟槽内的拉杆。4.7 混凝土浇筑所有施工工序完成并经质检工程师自检合格后报检于监理工程师，报检通过后进行混凝土浇筑施工。水沟电缆槽槽身混凝土为整体立模一次浇注成型，混凝土浇筑困难易产生蜂窝麻面。由于电缆槽的侧壁厚度仅为13cm，在混凝土浇筑过程中采用2.53cm的小直径专用捣固棒振捣，对于振捣棒无法到达的位置辅助人工钢筋插捣密实，并用木棒轻轻敲打模板，使附着在模板上的气泡逸出，直至无气泡产生为止，以保证混凝土外观质

22、量平整。在振捣过程中应加强对泄水管及接地端子等预埋件的保护，避免对其损坏。为保证沟槽的施工质量,混凝土浇筑在一个半小时内完成，浇筑完成后人工对沟槽进行抹面找平处理。6 结束语 以上介绍的水沟电缆槽施工方法仅为作者的一些施工经验，希望能够对高速铁路隧道工程水沟电缆槽一次成型施工起到一定的促进和启发作用。参考文献：1 中铁第四勘察设计院集团有限公司.花山隧道设计图.合福施图（隧）163.武汉.2010.11.2 中铁第四勘察设计院集团有限公司.双线隧道复合式衬砌施工图.合福隧参01.武汉.2011.03.作者简介：尹忠辉，男，1982年出生，汉族，辽宁省大连市，2005年毕业于辽宁工程技术大学环境工程系，本科学历，工程师，从事铁路隧道、桥梁、涵洞、路基以及公路隧道等综合类工程的施工工作，曾参加过石忠高速公路吕家梁隧道、赤大白地方铁路、新建向莆铁路、合福铁路的建设。