铁路桥梁路基隧道建设质量控制与关键工序研究

宋桂平

(中铁十七局集团第一工程有限公司,山东 青岛 266000)

当前，我国铁路运输事业发展迅速，施工技术等级反映了铁路建设施工难度和运输能力。在实际施工过程中，关键技术操作的规范性会对施工周期、施工成本产生直接影响。深度应用现代信息技术手段，加强铁路桥梁路基隧道建设质量控制，对关键工序进行深入研究和监控，以提高铁路桥梁路基隧道施工质量，在保证施工周期的基础上，降低施工成本的投入，从而有效提升铁路桥梁路基隧道建设的综合效益。

1 铁路桥梁路基隧道建设质量控制

1.1 铁路桥梁预应力梁张拉质量控制

1.1.1 面临的问题及解决方式

当前，我国铁路桥梁预应力梁张拉主要应用千斤顶驱动产生的预应力，通过手动操作形式，对铁路桥梁预应力梁进行张拉。同时，在测量预应力时，通常由施工人员对液压相关数值进行测量和读取，并以液压系统与张拉力换算表为参考依据，对张拉力进行计算。最后由相关工作人员对张拉伸长值进行记录，实现对桥梁预应力全面性、综合性控制。

从实际施工情况看，仅仅依据液压相关数值对桥梁预应力梁张拉力进行计算不具备严谨性与科学性。由于千斤顶在运行过程中产生的摩擦阻力、液压系统压力的稳定性对张拉力的测算都会产生一定影响。虽然在实际施工过程中，会对相关数值进行多次测量、标定，但这种方式增加了施工投入成本，对施工质量和施工周期产生直接影响[1]。以本质分析的角度看，铁路桥梁预应力梁张拉质量控制的关键，是要通过科学合理、有效的管控措施，提高铁路桥梁预应力梁张拉施工的规范性与严谨性。

为从根本上提高铁路桥梁预应力梁张拉质量，需要规范施工程序管理制度，并加强预应力数值计算严谨性与科学性，从而实现良好的铁路桥梁预应力张拉质量控制。

1.1.2 技术方案与系统构成

针对铁路桥梁预应力梁张拉施工中存在的问题进行深度分析，通过先进技术的应用，研发出自动张拉系统，有效提高预应力梁张拉质量。以广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目连州连接线工程为例，该项目施工企业加强技术研究力度，并增加人力、物料等投入，建立完善的自动张拉系统。同时，该施工企业充分应用了现代科学技术，有效提高预应力梁张拉质量控制的技术化、智能化、科学化，为铁路桥梁预应力施工的综合质量提升奠定基础。

首先，该项目施工企业大件路自动张拉数据库平台，并将所预设的预应力张拉指标作为数据库的数据依据；其次，通过先进科学技术的应用，保证控制系统具有精准性，切实提高数据库及技术应用的可持续发展性、深入性。根据广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目连州连接线工程的科学规划，将铁路桥梁预应力梁自动张拉系统应用分为五个部分(如图1)。最后，在实际施工中，要严格控制钢绞线张拉锚下控制应力，除施工设计图纸中的特别说明外，要控制为σcon=0.75,fpk=1395MPa。同时，梁段砼要达到90%以上的设计强度，并且要在龄期大于7d时，才可以施加预应力[2]。在此过程中，施工人员要采取针对性措施，避免出现滑丝、断丝的情况。另外，要对张拉力和延伸量双控，实测与计算的引伸量差距要小于6%。在每张拉完一段梁体预应力钢束后，要及时进行压浆工作，并保证压浆具有饱满性。

图1 铁路桥梁预应力梁自动张拉系统

1.1.3 检验

为有效检验铁路桥梁自动张拉系统的应用效果，要选取某段铁路桥梁进行实际检测和数值计算，以及时发现和识别数据异常情况，实现对张拉力的智能控制。同时，铁路桥梁自动张拉系统可以对相关数据进行有效分析，并将相关数据传输给管理平台，进一步完善和补充数据库信息。根据广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目连州连接线工程，其现场检验工作流程如图2所示。

图2 现场检验工作流程

检验结果表明，预应力相关数值较为精准，该系统工作性能良好，并可以基于数据传输协议，实现数据接收、统计，为施工质量的提升奠定坚实基础。

1.2 铁路桥梁路基压实质量控制

1.2.1 面临的问题及解决方式

当前，铁路桥梁路基压实质量控制主要采用抽样检测的方式，根据抽样检测的数据信息对施工质量进行判断。虽然这种方式可以提高工作效率，但在实际应用中存在以下四点不足。

第一，抽样检测方式属于事后控制，无法及时对施工过程中出现的问题进行有效处理。

第二，部分检验需要应用大型设施设备，影响正常施工工作。

第三，抽样检测不具有全面性，所检测出的数据科学性不高，甚至会导致“过压”情况发生。

第四，若在抽样检测过程中，无法保证样本的均匀性，极易对检测精准度产生不利影响。

近年来，连续压实检测方式在铁路桥梁路基压实施工中得到广泛应用，这种方式不会对正常施工产生影响，并且可以根据检验记过，对压实工作中存在的不合理问题进行及时调整[3]。同时，这种方式可以将检验数据信息等传输至信息化管理平台，为相关工作人员获取压实信息提供便利，极大提升了铁路桥梁路基压实施工的信息化、科学化程度。

1.2.2 技术方案及系统构成

连续压实检测是在保证振动压路机性能完整性的基础上，通过应用加速度传感器，实现对压实信息的监测与获取，并通过信号转换、过滤，计算出振动信号的基波和二次谐波。最后，依据二次谐波与基波比值，计算出路基压实的数据信息，以完成对压实数据信息的监测。若预设的目标值与压实值相吻合，说明路基压实效果好，若预设的目标值与振动值不一致，说明压实质量需要进一步提升[4]。另外，相关工作人员要在连续压实检测过程中进行相关信息数据的收集和分析，并标出目标值大于振动值的施工区域，以优化施工，提高路基压实施工质量。

1.2.3 检验

为检验连续压实检测的精准性，对广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目连州连接线工程的某段路基施工进行实践检验。这段铁路桥梁路基较有代表性，其填充部位为采用了大粒径的砾类土、砂类土等材料，填料最小强度和最大粒径要求，见表1。同时，该工程严格控制了路基的压实度。通过相关系数分析，填充材料等选用达到了路基压实标准。

表1 路基填料最小强度和最大粒径要求

2 铁路桥梁路基隧道建设关键工序

2.1 铁路桥梁路基隧道支护结构设计

当前，铁路桥梁路基隧道支护结构设计中主要采取复合式衬砌，但这种方式通常会受到厚度未达标的影响，导致隧道承载力下降，最终出现隧道断裂等情况，严重影响铁路运输安全和相关人员的生命财产安全。从实际情况看，铁路桥梁路基隧道支护施工质量的监测，需要由第三方机构承担，但这种检测方式属于事后检测，具有明显滞后性，无法对施工过程中出现的问题进行有效解决。同时，因技术手段缺乏、主管判断等因素影响，检验结果不具备精准性与科学性。所以，要对复合式衬砌厚度进行科学、充分检测，保证支护施工质量。以广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目连州连接线工程为例，其支护结构设计如图3。

图3 支护结构设计图

2.2 铁路桥梁路基隧道技术方案及系统构成

混凝土浇筑检测系统包括混凝土压力、超声波测距等内容。在监测过程中，要通过混凝土压力等模块对温度数据进行计算和优化调整，保证混凝土灌注厚度可以被精准地测量。依据广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目连州连接线工程，预制混凝土使，支撑梁与台身间间预留2cm空隙，支撑梁安装就位后，空隙用C20小石子混凝土填满捣实[5]。同时，在拱顶预留4个注浆孔，简化混凝土浇筑操作。

2.3 铁路桥梁路基隧道施工中的混凝土振捣

在混凝土灌注过程中，会产生一些气泡，并且气泡排出较为困难。为保证施工质量，需要通过机械设备振捣排出气泡。在斜向振捣过程中，要控制振捣棒与混凝土水平面的夹角在40°-45°。同时，在振捣时需要注意以下三点。

第一，振捣前，要对机械设备各项性能进行充分检查，保证振捣机械的振捣范围在5～10cm。第二，在灌注过程中，控制好振捣棒的深度，增强两层混凝土紧实度。第三，要第一时间内完成上层混凝土浇筑，避免对混凝土的强度产生影响。

3 结 语

综上所述，我国铁路运输事业发展迅速，对施工质量控制和关键工序提出更高要求。为加强铁路桥梁路基隧道施工质量控制与关键工序研究，需要加大人力、技术等投入力度，对预应力梁张拉质量、桥梁路基压实质量、支护结构设计质量、混凝土振捣施工质量等进行有效控制和监管，完善技术方案和系统构成，推动铁路桥梁施工科学化、信息化、智能化建设，为铁路施工及铁路运输质量的提升奠定基础。