接触网施工-基础浇制法+施工注意事项

【任务描述】

接触网钢柱坐落在基础之上，通过基础将悬挂的重量传给大地。接触网专业所说的基础就是由地脚螺栓与混凝土组成的一个整体。地脚螺栓与钢柱连接，并将钢柱固定在基础顶面上。接触网专业基础浇制主要是指浇制基础混凝土。一般采用现场浇制，普遍的施工方法是原土胎模直接浇制法。

一、理论部分

（一）混凝土组成知识

基础中的混凝土是由水、水泥、细骨料（砂）、粗骨料（石砟）及附加材料（石片、外加剂）经混合搅拌而成的整体。

1.水

一般情况下，凡能饮用的水均可用来浇制基础，如自来水、地下水、河水等。对于混凝土质量影响较大的，如含有糖类、油类、盐类、酸类的水，不能用于基础中。对水质的情况可进行化验，水质必须符合国家现行（混凝土拌和水）标准。也可用此水与净水分别做成水泥砂浆或混凝土，然后进行强度比较，决定其是否可用。

2.水　泥

水泥是一种无机水硬性胶凝材料，呈粉末状，与水混合后，经过物理化学过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒材料胶结成为整体，是一种良好的矿物胶凝材料。水泥不仅能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化，保持并发展强度。所以水泥属于水硬性胶凝材料，它可以用于地上、地下、水中的工程。水泥的标号应根据所配制混凝土的等级选用。

1）水泥的种类及选用

水泥的种类很多，在接触网基础施工中，通常使用普通水泥（即硅酸盐水泥）、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥。

普通硅酸盐水泥具有水化热较大、早期强度较高、耐热性较差、抗冻性较好、耐水性较差、耐腐蚀性较差等特性。

矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。它是在酸盐水泥熟料中，加入粒化高炉矿渣及适量石膏磨细而成的。矿渣硅酸盐水泥具有早期强度低、在低温环境里强度增长缓慢、后期强度增长较快、水化热较低、干缩性较大、耐热性较好、抗硫酸盐侵蚀性较好、析水性较大、抗冻性较差、耐磨性较差等特性。

火山灰硅酸盐水泥简称火山灰水泥。它是在硅酸盐水泥热料中加入火山灰质混合材料和适量石膏磨细而成的。火山灰硅酸盐水泥具有早期强度低、在低温环境里强度增长缓慢、在高温潮湿环境里强度增长较快、水化热低、抗硫酸盐侵蚀性较强、抗冻性较差、耐磨性较差、干缩变形大、需水量比普通硅酸盐水泥多、不沁水的特性。

2）水泥的储存与运输

（1）水泥的存储。

水泥容易受潮变质，如直接浸水（雨淋水浸）会立即水化凝固，完全丧失胶结作用，不能再用。水泥在储存过程中也会吸收空气中的水分和二氧化碳，逐渐受潮结块变硬，降低强度，以致变质不能再用。因此在储存、装卸、运输过程中，均应特别注意防水防潮，并防止混入杂物。

水泥不应在仓库中久存，一般其储存期为三个月，三个月后的强度降低约10%～20%。时间越长，强度降低越多。使用存放三个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。水泥很容易吸收空气中的水分，发生水化作用凝结成块状，从而失去胶结能力。因此水泥在储藏过程中应特别注意防水、防潮。水泥受潮后会出现凝结时间延长、强度降低、烧失量变大以及结块等现象。鉴定水泥受潮的程度以及是否能够使用，可由化验部门通过检验其烧失量、凝结时间和强度是否符合规定标准进行判定。因受潮严重不能使用的水泥，不得打碎磨细再使用。

（2）水泥的运输。

运输水泥必须遮盖严密，防止雨水侵入。装卸水泥要轻取轻放，不得随意扔掷。装卸水泥的作业人员必须佩戴口罩、风镜等劳动保护用品。

3）水泥的使用

水泥的申请供应计划必须与施工要求密切配合，申请使用的水泥应根据混凝土标号选用。在工地领取及使用水泥时，需核对有效期内的水泥鉴定实验报告单及混凝土配合比选定报告单。实际使用的水泥必须与配合比试验时所采用的样品质量相同。

3.细骨料

砂子在混凝土中起着骨接作用，故称之为骨料（亦称集料），其中颗粒尺寸大于5 mm者称为粗骨料，如卵石、碎石等。颗粒尺寸小于5 mm者称为细骨料，如天然砂、人工砂等。

细骨料一般用天然砂，按产地分为河砂、海砂、湖砂和山砂。河砂、海砂多为圆形，表面光滑，比较洁净，可以直接使用。使用这两种砂搅拌混凝土用水量较少，混凝土拌和物的和易性较好，但砂与水泥浆的胶结能力较弱，宜用于一般混凝土。湖砂含泥土杂质较多，必须冲洗使用。山砂是天然的岩石风化砂，表面粗糙、多棱角，混凝土拌和物的和易性稍差，但砂与水泥浆的胶结能力较强，适用于高标号混凝土。接触网基础混凝土选用河砂为宜，且粒径大小为0.35～0.5 mm的中粗砂。

4.粗骨料

接触网混凝土工程的粗骨料有天然产的卵石和硬质岩轧制的碎石。卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的粒径大于5 mm的岩石颗粒。卵石表面圆滑，与水泥浆的胶结能力稍差，但拌制混凝土用水量少，拌和物的和易性好，易于捣插。碎石是粒径大于5 mm的岩石颗粒，碎石表面粗糙、多棱角，与水泥浆的胶结能力较强，但拌制混凝土用水量较多，和易性稍差。接触网基础混凝土采用粒径为30～50 mm的碎石为粗骨料。

5.混凝土外加剂

混凝土外加剂简称外加剂，是指在拌制混凝土的过程中加入用以改善混凝土性能的物质，非凝土外加剂的掺量一般不大于水泥质量的5%。混凝土外加剂产品的质量必须符合国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076—2008）的规定。外加剂加入混凝土中，可显著改善混凝土工作性能，提高混凝土质量（强度和耐久性）及节约水泥10%～15%，而且适用于不良条件下的施工，如冬季施工、工程救险等。接触网施工中，使用较多的有防冻剂、早强剂等。

6.混凝土的水灰比、配合比

1）水灰比

水灰比就是混凝土中用水量和水泥用量的质量比值。水泥和水拌成的灰浆在混凝土中起胶结作用。水灰比决定着水泥浆的稀稠及硬化后水泥结石的质量，对混凝土的强度及耐久性等有极大的影响。水灰比小，灰浆稠，混凝土强度高，耐久性好。但水灰比过小，灰浆干稠，施工困难。水灰比大，灰浆稀，施工方便。但水灰比过大，不仅混凝土的黏聚性和保水性变差，而且也降低了混凝土强度，影响耐久性。接触网施工前应使用所选定的水泥到国家认定的试验机构，按照设计规定的混凝土强度要求做混凝土材料检验和配合比实验。由实验室根据所用材料的实验结果，给出施工水灰比配比报告。在施工中应严格遵循给出的水灰比配比报告施工。

2）配合比

制造混凝土所用的各种材料的比例称为配合比。一般以水、水泥、砂、石的质量表示，以水泥为基数1。配合比是决定混凝土性质的基本因素。配合比不同，混凝土的性质也就不同。接触网施工前应使用所选定的水泥、砂子、粗骨料到国家认定的试验机构，按照设计规定的混凝土强度要求做混凝土材料检验和配合比实验。由实验室根据所用材料的实验结果，给出施工中的配合比配比报告。

7.影响混凝土强度的主要因素

混凝土强度：混凝土单位面积上所能承受的最大压力。

1）所用材料的品质

所用材料的品质包括水泥、水、骨料及附加材料的品质。例如，水泥浆的强度决定于水泥浆的化合物组成及细度，亦即决定于水泥本身的品质和水泥浆的水灰比。因此，高标号水泥在同样施工条件下所得的混凝土强度就要高。又如，骨料的强度一般均比水泥浆强度大。因此，骨料的质量一般对混凝土几乎没有影响。但是如含有大量的软片石或骨料表面附着有淤泥等细微的物质时，则会降低混凝土的强度。在水灰比较小，并使用充分坚硬骨料的高强度混凝土中，强度决定于骨料和水泥浆之间的黏结力。也就是说，所用骨料越有棱角，表面越粗糙，则抗压强度越大。

2）配合比

混凝土的强度基本上决定于水灰比和配合比，因此确定适当的水灰比和配合比，可以得到所需要的混凝土抗压强度。

3）施工方法

混凝土的施工方法也直接影响到抗压强度。搅拌时间越长，各成分混合的越均匀，一般也增加强度。又如进行振动捣固，由于混凝土的空隙和气泡减少而变得密实，因而强度增加。尤其对水灰比小的干硬混凝土，振动捣固的效果更好。如果持续在湿润情况下养护，则混凝土抗压强度随龄期而增长，如使混凝土浇灌后在空气中干燥，则水化作用被妨碍，在初期龄期即停止强度增长。

4）龄期

混凝土强度随龄期而增长，但增长的比值随水泥种类和养护条件而不同。通常，早期龄期强度增长比值大。

（二）钢柱基础类型

按钢柱基础的外形可分为以下几种：

（1）工字形基础：J型基础通常采用这种外形。

（2）锥形基础：AK型通常采用这种外形。

（3）单阶梯形：K型和R型基础采用这种外形。

（4）多阶梯形II型和AII型基础采用这种外形。

（三）基础顶面标高

（1）田野侧基础：基础顶面应高于地面100～200 mm，低于轨面200～500 mm。

（2）两线间基础：基础顶面应高于地面100～200 mm，低于邻轨轨面200～500 mm。

（3）站台上基础：基础顶面应高于站台面100～200 mm。

（四）允许施工误差

（1）基础横断面：允许施工误差为－20 mm。

（2）混凝土保护层：允许施工误差为－10 mm。

（3）螺栓位置（各层）：允许施工误差为±5 mm。

（4）螺栓外露长度：允许施工误差为±20 mm。

（5）基础高度：允许施工误差为±100 mm。

二、任务实施

（一）实施的工艺流程（见图2-2-2）

图2-2-2　基础施工工序流程

（二）施工组织

1.人员组织（见表2-2-4）(www.xing528.com)

表2-2-4　人员组织表

2.工机具准备（见表2-2-5）

表2-2-5　基础浇制应用工具表

（三）基础浇制方法

1.混凝土及浇制法的选用

基础施工现阶段主要采用原始胎膜直接浇制法。接触网基础施工应尽量采用商品混凝土。使用商品混凝土是保证建筑工程质量、提高建筑施工现代化水平、实现资源综合利用、促进文明施工的一项重要技术手段。而且经过综合对比，大规模使用商品混凝土可以降低工程造价、降低劳动强度、减少环境污染。接触网施工应严格遵守国家的有关政策，商品混凝土的使用可以加快施工进度，提高施工质量。它主要是省去了混凝土施工中的混凝土搅拌过程，其余与原方法相同。由于部分接触网施工位于山区，交通不便，施工机械无法进入、人工搅拌混凝土还将在特定的施工条件条件下使用。

2.浇制步骤

（1）安装模型板。

① 复核基坑和模型板尺寸是否符合技术要求。

② 将安装模型板的地面清理干净、平整。

③ 安装模型板。

④ 复核限界、标高、型号等是否符合设计。

（2）清理基坑。将基坑坑壁清理干净，基坑坑底平整。

（3）安装基础螺栓框架。

① 根据基础型号选择基础框架类型。

② 将基础框架固定到模型板上，如图2-2-3所示。

（4）安装基础螺栓。

① 按设计要求选择基础螺栓型号、数量等。

② 将基础螺栓由框架孔中穿入，如图2-2-4所示。基础螺栓剩余的螺帽要妥善保管，以备安装钢柱时使用。基础螺栓的弯钩需指向基础内部。

③ 将螺栓套管（φ26～40 mm金属或皮管）倒扣在基础螺栓外露的顶部。

图2-2-3　基础框架在模板上固定图

1—基础框架；2—基础模型板。

图2-2-4　基础螺栓安装示意图

1—基础框架；2—螺母；3—套管；4—基础螺栓。

（5）搭置搅拌台。

用钢板、木板、方木搭置混凝土作业台，如图2-2-5所示。作业台平面应略高于基础顶面，可以有小部分位于基础之上，但不得碰撞模型板，同时应避免坑口周围集中受力。搅拌台应搭置在田野侧，如地形受限时，应搭置在顺线路基础一侧，严防侵限。搅拌台不得挤压基础模型板。

图2-2-5　搅拌台搭置示意图

1—钢板；2—基础；3—垫木。

（6）浇制基础。

① 先将坑底铺一层石砟。

② 在石砟上浇注一层混凝土砂浆，并使砂浆注入石砟空隙中。

③ 将水泥和砂子按配合比试验提供比例，在作业台的钢板上进行拌和，至砂子、水泥拌和均匀为止。

④ 按水灰比加入水，并按前叙述的方法拌和三遍。

⑤ 按配合比试验的规定加入石砟，搅拌三遍，至水泥、砂、石砟混合均匀为止。

⑥ 将拌和完的混凝土推送到基坑中。

⑦ 每层灌注深度不宜大于插入式振荡器工作部分的1.25倍，用人工捣固时，每层灌注深度不宜大于200 mm。

混凝土的捣固方法有机械捣固和人工捣固两种，其目的是利用各种振捣器或工具，使混凝土受振，这样混凝土内部的空气被排除出来，砂充满石子间的空隙，水泥浆充满砂之间的空隙，混凝土变得更密实。

混凝土的捣固应尽量采用各种振荡器（工程量很小又无法使用振捣器时也可用人工捣固）。用机械捣固不但效率高，而且可以提高混凝土强度及密实度，节约水泥用量。

目前基础施工中多采用电动插入式振荡器，使用插入式振荡器应注意：使用前，要检查机械是否完好，电线有无破损或潮湿，使用时要戴橡皮手套。

插入式振捣器必须等发动后才能插入混凝土，要“快插慢拔”以免形成空洞。宜插入已捣实层50～100 mm。使上下层混凝土能紧密黏结，不要插入太深，以免损坏机械。垂直振捣和斜向振捣如图2-2-6和2-2-7所示。采用机械插入式振捣器进行振捣时，混凝土每浇制20～30 mm厚度时用振捣器进行振捣，与模型板或坑壁保持100 mm的净距，且不得触及钢筋及螺栓。振捣时随时检查基础螺栓的位置、尺寸有无变动，模型板是否变形、调浆。

图2-2-6　垂直振捣示意图

图2-2-7　斜向振捣示意图

每一插点震荡的时间不能过短，也不能过长，时间过短，振捣不实，时间过长，容易产生分离现象，一般情况下，每一插点的时间，最短不少于10 s，最长应不大于60 s，以20～30 s为宜。

捣器振捣混凝土时，是一点一点地挨着振捣的，点位移动的距离不能过大，否则容易产生漏振。在实际操作中，如按直线行列移动时，其移动距离大致为作用半径的1.5倍。如按交错行列方式移动，其移动距离大致为作用半径的1.75倍。

人工捣固时使用捣固锤，用以捣固混凝土表面。人工捣固混凝土时，每次混凝土灌注量越少越好，一般在250 mm左右为宜，而且要铺设均匀，以保证捣固质量。基础浇制要求一次浇筑完成，中途不得停歇，间隔时间应尽量缩短，并应在前层混凝土凝结前将次层混凝土浇制振捣完成。一般间歇时间不得超过2 h。并应在振捣时将下层混凝土再振捣适当深度，方会使上下层混凝土成为一个整体。

⑧按前述“①～⑦”所述的步骤继续进行，至基础完成为止。

（四）基础养护

混凝土浇制后，逐渐凝结硬化，其过程主要是由水泥的水化作用来实现，而水化作用在适当的温度和湿度下才能完成。为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增大，必须在一定时间里对混凝土进行养护。

接触网混凝土的养护采用自然养护方法。自然养护是在自然气温条件下（高于＋5 °C），用湿砂土将混凝土覆盖，并按规定时间浇水，保持其湿润。混凝土浇制完毕后的10～12 h内，应遮盖并浇水，在炎热和有风的天气中，应在灌注后2～3 h内进行遮盖并浇水。

混凝土的浇制养护时间由水泥品种、工程部位和气候条件决定，普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥不得少于7天。对于掺入缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土不得少于14天。浇水次数以保持混凝土表面湿润为原则，日平均气温低于5 °C时，不得浇水。混凝土的养护用水要求与拌制混凝土用水相同。

（五）拆模型板

拆除（非承重）基础模型时，混凝土强度应能保证其表面及棱角不因拆除模型板而受到损坏，且强度不应低于2.5 MPa。基础拆模后，表面平整，不应有蜂窝、麻面、楼角损坏或漏筋现象。

三、任务考核

（1）人员：以作业组为单位。

（2）操作时间：规定时间为60 min。在规定时间内完成，不加分也不扣分；每超时1 min，从总分中扣2分；超时10 min，停止作业。

（3）考核标准：见表2-2-6。

表2-2-6　考核记录表