孙亚敏
上海浦公检测技术股份有限公司
摘要：现有轨道交通项目针对预埋槽道缺乏明确质量评定标准，对于小型槽道检测技术的优化创新及标准样件评定依据的编制提出现实需求。本文简要阐释电气化铁路接触网隧道内预埋槽道技术的基本原理与应用优势，结合项目实际与技术要求完成专用试验夹具的定制设计，在完善前期准备的基础上，综合运用抗拉拔试验、抗剪试验、抗弯试验、抗碱性试验与耐盐雾性能试验五种方法对样件性能进行全面测试。通过基于现有技术规程进行检测技术的应用，可实现对小型预埋槽道尺寸规格、力学性能以及化学性能的综合评价，并生成具体评定数据，为标准样品的制造与性能检测提供参考依据，对于小型预埋槽道基础安装工艺质量的优化提升具有良好示范意义。
关键词：电气化铁路；接触网隧道；预埋槽道；性能检测
引言
近年来国内轨道交通行业取得飞速发展，预埋槽道成为电气化铁路接触网隧道选用的主流基础安装方案。但当前国内在以申通轨交为代表的工程项目中，混凝土管片中预埋槽道均为非标样品，缺乏相关评定标准与确定数据，加之预埋槽道方案在实际项目中的应用范围较广，进一步增加小型槽道质量检测的难度，无法为工程质量检测提供有效方法。通过研究小型预埋槽道的标准化检测技术，能够为工程结构安全与施工质量提供保障，对于小型预埋槽道检测技术的丰富与更新具有重要现实意义。
1 电气化铁路接触网隧道内预埋槽道技术
1.1 预埋槽道介绍
预埋槽道作为一种隧道基础安装方案，主要利用滑槽、锚杆、T型螺栓组成槽道基础结构（如下图1），在槽道背面焊接一排工字型锚杆，实现槽道与混凝土基础结构的连接固定[1]。
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图 1 锚杆型预埋槽道结构示意图
1.2 基本作用原理
针对预埋槽道的设计原理进行分析，该槽道主要利用焊接在背面的锚杆与混凝土结构产生握裹力，用于实现对接触网的有效固定、承担承力平台，同时可通过锚杆传递列车行驶动载与接触网静载，为接触网吊柱连接的稳定性提供保障[2]。
在预埋槽道技术方案设计上，需依据隧道衬砌曲面半径进行槽道弧度的计算，保证预埋槽道与衬砌表面位于同一水平线上，并且在插入T型螺栓后旋转90°进行紧固处理，使螺栓与六角螺母、垫片实现有效配合，成功将接触网吊柱固定在槽道上。
1.3 接触网隧道内预埋槽道的技术优势
预埋槽道基础施工可与二次衬砌施工同步开展，在施工前预先在隧道侧壁标注槽道位置，待施工人员进场后直接将槽道固定在二次衬砌模板上，无需钻设大量安装孔或埋置锚栓，有效减少作业量、缩短工期，并且将预埋点位偏差控制在2m以内、平行度偏差为±5mm、垂直度误差为±3mm，满足工程技术要求，具备显著技术优势[3]。
2 接触网隧道内小型预埋槽道检测方法对比与推荐
由于申通轨交项目中混凝土管片的预埋槽道均为非标样品，且样品在项目中大量应用，如何建立有效评定标准实现对小型槽道质量的评估与管控，成为当前亟待解决的问题。考虑到小型槽道的尺寸大小与化学性能间无直接关联，可参照标准试件的试验方法进行化学性能测试，本文主要以小型预埋槽道的力学性能、化学性能作为检测对象，对其检测方法及应用效果进行比较分析。
2.1 样件制作阶段
在项目中定制一套能够同时满足标准槽道和小型槽道检测需求的试验夹具（如图2所示），选用06Crl7Nil2Mo2T不锈钢作为槽道、锚杆材质，将槽道的截面宽度设为52mm、截面高度为34mm、槽道长度为2500mm、槽道弧度为6650mm，配合工字型锚杆、强度为8.8级的T型螺栓及螺母，采用热轧工艺完成样件的轧制，做好管片及预埋槽的安装固定，并基于Q/PGJC -3-2018《轨道交通工程预埋小型槽道应用技术规程》与TB/T 3329-2013《电气化铁路接触网隧道内预埋槽道》标准，分别采用抗拉拔试验、抗剪试验、抗弯试验方法对样件进行力学性能测试。
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图 2 试验夹具示意图
2.2 试验前准备阶段
在针对样件进行抗拉拔、抗剪性能测试前，借助穿心式张拉千斤顶进行预埋槽道的加载；对样件进行抗弯试验前，选用悬臂梁加砝码的方法进行槽道加载。同时，配置好承载力拉拔试验装置、剪切承载力试验装置以及抗弯承载力试验装置，为检测方法的应用创设良好基础。
2.3 试验检测阶段
2.3.1 力学性能检测
【1】抗拉拔试验
在抗拉拔试验环节，先做好试验场地的平整与清理，利用尺子量测样件尺寸、标记T型螺栓位置，将螺栓进行紧固处理，再完成液压千斤顶、加载伺服系统的安装连接，在槽道中间部位放置位移计，通过预加载判断各项设备能否保持正常运转。随后正式进入加载环节，依据荷载设计值对样件逐级施加荷载，当加载荷载达到设计值时，观察样件未发生显著变形；继续施加荷载，当加载荷载值超过11.2kN时，可观察到槽道周围的混凝土结构开始被破坏，槽道在挤压作用下变形，无法满足继续加载条件，由此确认最大拉伸荷载为11.2kN。
【2】抗剪试验
在抗剪试验环节，先将试验场地清场，量测样件尺寸、做好标记，再依照抗拉拔试验流程完善前期准备工作，进入正式加载环节，在此过程中密切观察样件表面有无开裂问题、记录开裂时间与具体状态，并且在试验结束后注意观察、记录样件的最终形变与位移。
根据荷载设计值对样件逐级施加荷载，当达到设计荷载值时，观察样件未发现存在变形问题；沿槽道方向继续施加荷载，当荷载值超过25kN时，可观察到锚固件沿槽道方向出现一定滑移，且滑槽明显变形，不支持继续加载；沿垂直方向施加荷载，当荷载值达到30kN时可观察到锚固件出现1.8mm左右的滑移，待荷载值增至40kN时锚固件的滑移与滑槽变形情况更加严重，预埋槽道产生明显破坏现象。
【3】抗弯试验
在抗弯试验环节，依据设计荷载值对样件逐渐增大施加的荷载，当达到设计荷载值时，观察样件未出现明显变化；当荷载值达到设计荷载的2.7倍时，可观察到悬臂梁出现一定倾斜、扭转度数超过1°，且锚栓锚固钢板与混凝土管片间的间隙明显增大，槽道周围混凝土结构遭到破坏，但槽道内部未受到较强的破坏作用。
2.3.2 化学性能检测
【1】抗碱性试验
在抗碱性试验上，先量取混凝土中的碱性物质成分及含量，根据浓度数值计算出所需的氢氧化钠溶液，在50°C温度条件下浸泡样件168h，可观察到样件表面无明显气泡、变形或斑点。再将样件预埋在管片模具中，以50°C温度条件进行蒸汽养护与连续水养护，待测得混凝土强度满足28d标准后，随机抽选预埋槽道管片以1.0MPa的压力进行检漏试验，在2h后未观察到存在渗漏问题，即可判断该管片质量合格。
【2】耐盐雾性能测试
在耐盐雾性能测试上，选用铜盐加速乙酸盐雾试验方法，测得当破坏力值范围在32～35kN范围内、疲劳次数达到60～100万次、防松检测结果合格时，能够满足产品性能要求。再针对样件进行腐蚀速率检测，设测试前、后样件的质量分别为m1和m2，样件表面积为S，试验时间为t，则腐蚀速率的计算公式为：
2.4 试验结果
将上述力学试验与化学试验结果进行归纳整理，与常规槽道试件的工艺参数进行比较，即可确定小型槽道尺寸大小、力学性能与化学性能的具体评定数据（如表1所示），为小型槽道质量评定提供明确参考标准。
表1 小型槽道具体评定数据
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3 结论
通过针对小型预埋槽道检测技术方法进行研究，将小型槽道数据与标准试件数值进行比较，最终成功为小型预埋槽道的质量评定提供参考数据，也为国家地方相关标准的制定提供技术层面的依据，从而更好地提升混凝土管片中预埋槽道的施工质量，推动我国电气化铁路建设事业实现高质量发展。
参考文献：
[1] 徐冬冬.隧道内预埋槽道技术研究现状及展望[J].居舍,2020,(04):80-81.
[2] 黄一宁.高速铁路盾构隧道管片预埋接触网槽道方案探索[J].铁道运营技术,2020,(04):1-4.
[3] 邓刚.铁路隧道内接触网预埋槽道的质量问题及整治方案[J].铁道建筑,2019,(03):48-51.