李學(xué)崢

摘要：天津地鐵6號線選取一個盾構(gòu)區(qū)間隧道作為試驗段，研究隧道預(yù)埋鋼滑槽技術(shù)，在試驗進(jìn)行的過程中，針對各設(shè)備系統(tǒng)_的荷載及功能需求、隧道防火要求、耐久性要求及運營工況要求等等方面，對預(yù)埋槽道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究總結(jié)。本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究總結(jié)，對后期應(yīng)用盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道的統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性起到了關(guān)鍵作用。對進(jìn)一步提高我國地鐵修建水平、增加工程使用壽命、消除運營安全隱患、降低運營維護成本做出一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：地鐵；預(yù)埋槽道；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：U445.43文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-3024（2017）01-154-02

1.研究背景

天津地鐵6號線選取一個盾構(gòu)區(qū)間隧道作為試驗段，研究隧道預(yù)埋鋼滑槽技術(shù)，在試驗進(jìn)行的過程中，針對各設(shè)備系統(tǒng)的荷載及功能需求、隧道防火要求、耐久性要求及運營工況要求等等方面，對預(yù)埋槽道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究總結(jié)。本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究總結(jié)，對后期應(yīng)用盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道的統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性起到了關(guān)鍵作用。對進(jìn)一步提高我國地鐵修建水平、增加工程使用壽命、消除運營安全隱患、降低運營維護成本做出一定的貢獻(xiàn)。

2.主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）材料標(biāo)準(zhǔn)

槽道應(yīng)采用一次熱軋成型的帶齒C型鋼槽道，材質(zhì)可采用國標(biāo)的Q275B或者Q345B（禁用沸騰鋼），或采用歐標(biāo)的S275JR，材質(zhì)的化學(xué)成分和機械性能除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2008的相關(guān)要求以外，特殊要求其鋼材C含量不大于0.1%，鋼材Si含量不大于0.1%，并具有足夠的延展性，其斷裂最小延伸率不小于14%。

從上表中可以看出，國標(biāo)Q275B與Q345B在C和Si的化學(xué)成分上高于歐標(biāo)材質(zhì)，根據(jù)對材料成分的研究顯示，鋼材中C含量越大，鋼材硬度越高，塑性及韌性越低，材料越脆，耐疲勞性越差。另外，較低的C和Sj對于鋼材與防腐元素鋅之間的結(jié)合反應(yīng)更為有利，可對槽道的防腐處理效果提供更好的保證。因此，要求C和Si含量的限值對槽道材料本身的受力和防腐性能較為有利，C和Si含量越低，槽道耐腐蝕性越高，因此C和Si含量的要求要高于國標(biāo)中Q275B或者Q345B的要求是必要的。

槽道背身的錨桿應(yīng)采用軋制型材，應(yīng)與槽道材質(zhì)一致或其所用材料的各項性能不低于槽道的各項性能。錨桿間的間距不應(yīng)大于250mm。槽道與錨桿連接應(yīng)采用可靠的機械鉚接方式。

（2）幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)

槽道寬度為38±lmm，高度為23±Imm，一般部位壁厚3mm，口部壁厚3.5mm，齒高不小于1.5mm。錨腿外徑不小于8mm，錨固長度不小于100mm。槽道應(yīng)具備連接齒牙構(gòu)造，齒.牙深度不小于1 5mm，間距宜為3mm，以確保槽道與螺栓間的機械咬合性能，防止力點滑移?；炷林械牟鄣涝谧畲笤试S荷載（拉伸和剪切）作用下，在螺栓固定點處的槽道作用力方向上，槽道位移不大于0.5mm。

根據(jù)天津地鐵6號線預(yù)埋槽道試驗段受力計算與實際使用效果，該幾何尺寸的槽道在受力安全儲備上安全系數(shù)為2，滿足設(shè)計受力要求，試驗段試運營效果良好。

（3）荷載及受力性能標(biāo)準(zhǔn)

槽道應(yīng)采用帶齒型、可適應(yīng)各種吊掛管線本身及其預(yù)埋區(qū)域的動荷載和地震荷載。根據(jù)天津地鐵6號線預(yù)埋槽道試驗段受力計算，所有槽道單個螺栓連接情況下任何方向的工作荷載均為12kN，在拉拔力和沿槽軸向剪切力均為工作荷載3倍時的靜態(tài)荷載下，槽道周邊混凝土不產(chǎn)生開裂破壞，槽道本體不產(chǎn)生明顯的塑性變形和功能性失效破壞。槽道的動靜態(tài)機械性能、動靜態(tài)檢驗方法等應(yīng)符合《電氣化鐵路接觸網(wǎng)隧道內(nèi)預(yù)埋槽道》TB/T 3329-2013中的相關(guān)要求。

由于槽道實際的受力工況處于長期的列車振動荷載情況下，因此槽道需通過專業(yè)權(quán)威機構(gòu)（CMA）認(rèn)證的承載力抗疲勞測試。在頻率為l～3Hz正弦波，幅值為8.4～15.6kN（0.7-1.3倍工作荷載）的動態(tài)試驗荷載下滿足預(yù)埋在混凝土?xí)r200萬次的動荷載疲勞試驗要求。加載的動態(tài)疲勞荷載為沿拉拔力方向，以確保實際應(yīng)用狀況下的動態(tài)受力安全。

（4）防腐性能標(biāo)準(zhǔn)

槽道的防腐性能滿足地鐵正常運營的耐久性要求，其表面防腐采用熱浸鍍鋅處理（滿足《鋼鐵制件鋅鎳滲層》GB/T13912-2002）或復(fù)合粉末滲鋅處理（滿足《鋼鐵制件粉末滲鋅》JB/T5067-1999），處理層厚度不小于80微米。防腐效果應(yīng)達(dá)到1900h中性鹽霧實驗（NSS）后不產(chǎn)生紅銹，滿足《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》GB/T10125-2012和《金屬基體上金屬和其他無機覆蓋層經(jīng)腐蝕試驗后的試樣和試件的評級》GB/T6461-2002的相關(guān)要求，并提供權(quán)威檢測機構(gòu)（CMA）出具的耐腐蝕能力測試報告。防腐涂層應(yīng)按《漆膜耐沖擊測定法》GB/T1732-1993的方法進(jìn)行沖擊試驗，重錘由50厘米高度落下，表面涂層應(yīng)完好無損。

（5）耐火性能標(biāo)準(zhǔn)

槽道應(yīng)具備權(quán)威檢測機構(gòu)（CMA）出具的承載力耐火時效測試報告，以確保實際承載受力應(yīng)用狀況下的耐火要求。槽道經(jīng)GB/T26784-2011隧道內(nèi)升溫曲線RABT-ZTV耐火試驗、單點拉拔承載力1.2kN條件下承載力120分鐘不失效。經(jīng)耐火試驗后，槽道單點抗拉承載力尚不低于30kN。

槽道內(nèi)部應(yīng)采用整體的燃燒等級達(dá)到B2級的聚乙烯填充條或其他環(huán)保阻燃材料在整個斷面密實填充，兩端應(yīng)采用有效措施防止混凝土進(jìn)入槽體內(nèi)且砼澆筑后填充條易于拆除。

（6）防迷流標(biāo)準(zhǔn)

槽道表面除進(jìn)行防腐處理外，還應(yīng)適當(dāng)考慮當(dāng)前技術(shù)條件下的有效絕緣措施防止雜散電流對結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕，安裝時背身錨桿嚴(yán)禁與結(jié)構(gòu)鋼筋電氣接觸，防止預(yù)埋件與結(jié)構(gòu)鋼筋接觸時雜散電流從中導(dǎo)出，對槽道和外部支架及管線造成電腐蝕。

3.研究結(jié)論

預(yù)埋槽道作為一種先進(jìn)的安裝方式具有無可比擬的優(yōu)勢，目前國內(nèi)許多城市已開始大面積推廣使用。但由于此項技術(shù)進(jìn)入我國時間較短，目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成槽道產(chǎn)品技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，甚至存在粗制濫造、以次充好的現(xiàn)象。部分產(chǎn)品依靠委托軋鋼廠生產(chǎn)成品槽體，對材質(zhì)內(nèi)C和Si的含量無特殊要求，造成材質(zhì)本身先天不足。另外部分產(chǎn)品依靠壓低成本獲得市場，質(zhì)量控制較難，齒牙構(gòu)造和防腐處理的質(zhì)量缺陷會對槽道的耐久性留下隱患。國內(nèi)部分城市在應(yīng)用的過程中也發(fā)現(xiàn)了不少問題，但苦于沒有明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，無法對槽道產(chǎn)品進(jìn)行控制采購及質(zhì)量檢驗。

天津地鐵6號線預(yù)埋槽道試驗段的研究成功，對預(yù)埋槽道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了高度概括總結(jié)?？偨Y(jié)出槽道質(zhì)量性能決定性的三因素為：材質(zhì)本身、齒牙構(gòu)造、防腐處理。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提出，對后期應(yīng)用盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道的統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性起到了關(guān)鍵作用。