焦寶宏

摘要：本課題依托成都地鐵供電項(xiàng)目，結(jié)合工程實(shí)際施工進(jìn)度，對(duì)地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)的施工測(cè)量、鉆孔精確定位、隧道鉆孔、懸掛方式、匯流排對(duì)接、電連接安裝、電纜敷設(shè)及電纜頭制安、螺栓防松的施工工藝和方法進(jìn)行研究總結(jié)。通過施工實(shí)踐，摸索出地鐵接觸網(wǎng)成熟可靠的施工方法，以達(dá)到研究成果滿足施工質(zhì)量要求、提高施工生產(chǎn)效率的目的。

關(guān)鍵詞：地鐵;剛性接觸網(wǎng);應(yīng)用研究

我國地鐵供電制式以架空剛性接觸網(wǎng)和接觸軌為主流，隨著我國地鐵事業(yè)的蓬勃發(fā)展，部分一線城市郊區(qū)、長(zhǎng)大區(qū)間線路的運(yùn)營速度已由80km/h提高到120km/h，甚至有達(dá)到160km/h的趨勢(shì)，比如北京首都機(jī)場(chǎng)至南郊機(jī)場(chǎng)的聯(lián)絡(luò)線已有建設(shè)設(shè)計(jì)速度160km/的線路需求，對(duì)接觸網(wǎng)的施工工藝提出了更高的要求，因此，需要對(duì)目前的剛性懸掛接觸網(wǎng)施工工藝及效率進(jìn)行應(yīng)用研究。列車要實(shí)現(xiàn)比較高的運(yùn)營速度目標(biāo)，

1、施工工藝編寫及驗(yàn)證

課題小組借鑒以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)，對(duì)地鐵接觸網(wǎng)施工工藝、工法進(jìn)行了分析研究，經(jīng)過多次修改完善研究編制了地鐵剛性接觸網(wǎng)施工測(cè)量施工工藝、盾構(gòu)區(qū)段鉆孔施工工藝、支持裝置安裝施工工藝、匯流排安裝對(duì)接施工工藝、電連接預(yù)制安裝施工工藝、控制電纜敷設(shè)及中間接頭制作施工工藝、匯流排定位線夾螺栓防松施工工藝七項(xiàng)地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)的主要施工工藝方法，形成了一套地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)的施工工藝方法，為以后類似工程的施工提供了安全可靠的技術(shù)參考及指導(dǎo)資料，并達(dá)到了實(shí)際可行、經(jīng)濟(jì)合理的目的。

2、過程分析及解決方法

首先對(duì)地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)施工方案進(jìn)行總體分析研究，然后按照難易程度分工序進(jìn)行深入研究，（1）分析地鐵接觸網(wǎng)懸掛方式、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及軌道專業(yè)的線路參數(shù)，確定地鐵剛性接觸網(wǎng)施工測(cè)量方案;（2）分析圓形盾構(gòu)區(qū)段管片內(nèi)部鋼筋分布情況，確定鉆孔預(yù)定位的施工方法，（3）分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的隧道類型，選用合理的支持懸掛裝置并確定懸掛安裝施工工藝、（4）分析錨段關(guān)節(jié)電連接線夾布置位置及電連接預(yù)制尺寸，編制電連接預(yù)制及安裝施工工藝、（5）分析電纜敷設(shè)方法及束層組成，編制電纜敷設(shè)及中間接頭制作施工工藝、（6）分析B型匯流排定位線夾形式及螺栓尺寸，確定螺栓防松施工措施。（7）編制接觸網(wǎng)短路實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)各工序施工安裝及綜合試驗(yàn)進(jìn)行了分析研究，形成了一套系統(tǒng)的施工工藝與檢驗(yàn)試驗(yàn)方法。

3、地下軌道交通施工技術(shù)研究

3.1地鐵隧道接觸網(wǎng)測(cè)量方法分析及施工工法的研究

在地鐵隧道接觸網(wǎng)施工中，施工測(cè)量為接觸網(wǎng)施工的關(guān)鍵性工序，接觸網(wǎng)所有設(shè)備材料都需要采用預(yù)埋錨栓形式進(jìn)行安裝，傳統(tǒng)的施工測(cè)量方法無法對(duì)圓形隧道管片內(nèi)的鋼筋進(jìn)行精確定位，在鉆孔施工時(shí)容易出現(xiàn)與鋼筋沖突，施工完成后造成很多廢孔，施工效率降低、施工成本明顯增加，而且對(duì)管片的質(zhì)量壽命也受到了影響。為此課題組專門組織專業(yè)工程師對(duì)接觸網(wǎng)精確測(cè)量進(jìn)行了研究，形成了一套完整的《地鐵隧道接觸網(wǎng)測(cè)量施工工法》。

3.1.1適用范圍：

地鐵隧道接觸網(wǎng)測(cè)量施工工法研究適用于：地鐵圓形隧道盾構(gòu)管片上施工，地鐵所有道岔測(cè)量定位。

3.1.2功能介紹：

（1）通過《地鐵隧道接觸網(wǎng)測(cè)量施工工法》可在圓形隧道盾構(gòu)管片上鉆孔時(shí)，可有效避開管片結(jié)構(gòu)鋼筋，提高施工生產(chǎn)效率、降低施工成本、縮短施工周期。

（2）本測(cè)量工法可提高道岔岔心定位的準(zhǔn)確度，減少了道岔懸掛調(diào)整的工作量。

3.1.3、操作流程

第一步：縱向復(fù)測(cè)

（1）將鋼筋分布標(biāo)尺的短支外沿與管片接縫對(duì)齊。

（2）對(duì)照標(biāo)尺長(zhǎng)支上標(biāo)出的鋼筋位置尋找標(biāo)注點(diǎn)是否與鋼筋標(biāo)注線重合。

（3）若重合，則需要向兩側(cè)移動(dòng)至少50mm，以避開鋼筋。

（4）若沒有重合，則縱向復(fù)測(cè)完畢，證明縱向上已經(jīng)避開管片鋼筋。

在第一步操作時(shí)，用記號(hào)筆沿長(zhǎng)支畫一條長(zhǎng)度約100mm的線，則可進(jìn)行第二步操作。

第二步：橫向復(fù)測(cè)

（1）利用鋼筋探測(cè)儀對(duì)剛才所畫的直線進(jìn)行探測(cè);

（2）若閃爍紅燈，并發(fā)出警報(bào)聲，說明此處有鋼筋，需橫向移動(dòng)標(biāo)注點(diǎn)至少50mm;

（3）若閃爍綠燈，說明此處既無縱向鋼筋，也無橫向鋼筋，可進(jìn)行打眼。

采用上述我單位提出的預(yù)先探測(cè)施工方法后，在盾構(gòu)區(qū)段的鉆孔準(zhǔn)確度大大提高，不僅可降低對(duì)隧道盾構(gòu)管片的質(zhì)量影響，而且可提高鉆孔施工效率。

圖3.1-1 采用本工法鉆孔施工一次成功

3.2提高隧道鉆孔施工效率和鉛錘度的分析研究

根據(jù)傳統(tǒng)的施工方法，在進(jìn)行隧道鉆孔施工時(shí)，施工人員都是以手持式進(jìn)行。正常電鉆的重量約為10kg，不但鉆孔時(shí)施工人員體力消耗較大，造成鉆孔效率不高;而且會(huì)出現(xiàn)鉆孔的鉛錘度超出設(shè)計(jì)允許范圍。為提高施工效率，施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目部技術(shù)人員研制了一種提高隧道鉆孔施工效率和鉛錘度的專用工具。

3.2.1適用范圍：

用于提高隧道鉆孔施工效率和鉛錘度專用工具適用于地鐵隧道內(nèi)所有懸掛鉆孔施工。

3.2.2功能介紹：

（1）采用隧道鉆孔專用工具在鉆孔施工時(shí)減少施工人員體力消耗，提高施工效率。

（2）隧道鉆孔專用工具有調(diào)平功能，有效保證了鉆孔的鉛錘度，保證了預(yù)埋錨栓符合設(shè)計(jì)要求。

3.2.3操作流程：

根據(jù)電鉆的不同型號(hào)繪制制造加工隧道鉆孔專用工具的圖紙;

制造加工隧道鉆孔專用工具;專用工具使用時(shí)，先對(duì)工具底座進(jìn)行調(diào)平后，在進(jìn)行鉆孔施工。

圖3.2-1 采用隧道鉆孔專用工具進(jìn)行鉆孔

3.3改變懸掛槽鋼型號(hào)提高懸掛調(diào)整施工效率的分析研究

隧道內(nèi)接觸懸掛通過預(yù)埋錨栓形式進(jìn)行固定，主要包括懸吊角鋼安裝、絕緣子安裝、匯流排定位線夾安裝、匯流排安裝等，技術(shù)人員在進(jìn)行接觸網(wǎng)施工圖紙審核時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的懸掛金具為60槽鋼，不便于現(xiàn)場(chǎng)安裝及后期運(yùn)營維護(hù)，通過試驗(yàn)對(duì)比，∠75角鋼的抗彎強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過專家討論，為便于施工安裝和懸掛調(diào)整，并滿足運(yùn)營維護(hù)需要，一致同意將60槽鋼改為∠75角鋼。

3.3.1適用范圍：

用于地鐵圓形隧道懸掛安裝，矩形隧道懸掛安裝。

3.3.2功能介紹：

（1）將剛性懸掛安裝的懸吊槽鋼改為角鋼安裝，方便施工安裝和懸掛調(diào)整。

（2）槽鋼改為角鋼安裝后，在后期運(yùn)營維護(hù)時(shí)，不采用專用工具就可完成懸掛調(diào)整，給后期運(yùn)營帶來很大方便。

3.3.3操作流程：

（1）計(jì)算60槽鋼和75角鋼的抗彎強(qiáng)度。

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)文件，60槽鋼的抗彎強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)計(jì)算結(jié)果顯示，75角鋼的抗彎強(qiáng)度與60槽鋼基本一致，都滿足設(shè)計(jì)要求的抗彎強(qiáng)度。

（3）在滿足強(qiáng)度的情況下，角鋼安裝時(shí)更便于施工，且便于后期運(yùn)營維護(hù)。

3.3-1懸掛角鋼與懸掛槽鋼對(duì)比圖

3.4錨關(guān)節(jié)電連接安裝工藝分析研究

接觸網(wǎng)工程施工由許許多多個(gè)錨段組合而成，而相鄰兩個(gè)錨段的連接部分被稱為錨段關(guān)節(jié)，錨段關(guān)節(jié)分為兩種，第一種是起電分段作用的稱之為絕緣錨段關(guān)節(jié);第二種是非絕緣錨段關(guān)節(jié)，兩錨段在重合部分需用電連接線進(jìn)行連接，起到電氣聯(lián)通的作用。電連接線采用RTJ-120mm2，在施工過程中容易出現(xiàn)散股現(xiàn)象，每組電連接線夾安裝后在熱脹冷縮情況下線夾會(huì)發(fā)生卡滯現(xiàn)象，本次安裝時(shí)對(duì)電連接線進(jìn)行工廠化預(yù)制，并對(duì)電連接線進(jìn)行間距為100mm的綁扎，且在線夾安裝時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)的最高和最低溫度預(yù)留了匯流排的伸縮量。

3.4.1適用范圍：

用于地鐵所有剛性懸掛安裝。

3.4.2功能介紹：

（1）電連接采用工廠化預(yù)制時(shí)，采用電連接本線每100mm綁扎一道，可有效避免施工過程中的散股現(xiàn)象;

（2）電連接線采用工廠化預(yù)制，下料長(zhǎng)度一致、壓接工藝統(tǒng)一、壓接強(qiáng)度得到保障，且可以提高現(xiàn)場(chǎng)的安裝效率;

（3）電連接線夾安裝時(shí)預(yù)留錨段伸縮量，有效避免卡滯現(xiàn)象。

3.4.3操作流程：

（1）計(jì)算錨段在最高溫度和最低溫度時(shí)的伸縮量為100mm，設(shè)計(jì)給定的匯流排間距為200mm，計(jì)算得出每根電連接線的總長(zhǎng)度為750mm，兩個(gè)接線端子扣料為150mm，所以電連接線的下料長(zhǎng)度為600mm。

（2）工廠化預(yù)制電連接線，每個(gè)銅鋁過渡電連接線端子壓接3道，壓接時(shí)錯(cuò)開180度進(jìn)行，確保壓接質(zhì)量和工藝滿足驗(yàn)標(biāo)要求。

（3）壓接完成后，采用本線每隔100mm進(jìn)行綁扎一道。

（4）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整匯流排電連接線夾間距為100mm。

（5）安裝電連接線，緊固力矩符合設(shè)計(jì)要求，電連接線彎曲自然。

3.4-1電連接線預(yù)制效果圖

3.5電纜頭制作工藝及保護(hù)的分析研究

直流上網(wǎng)電纜是地鐵牽引混合所向接觸網(wǎng)供電的重要環(huán)節(jié)，是地鐵列車的正常運(yùn)行的重要保障，一直以來在直流電纜敷設(shè)施工時(shí)沒有進(jìn)行重點(diǎn)卡控，導(dǎo)致后期運(yùn)營過程中出現(xiàn)很多問題。本項(xiàng)目在進(jìn)行電纜頭制作及電纜防護(hù)時(shí)編制了可操作的施工作業(yè)指導(dǎo)書，技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底。

3.5.1適用范圍：

用于地鐵所有上網(wǎng)電纜敷設(shè)施工。

3.5.2功能介紹：

（1）確保電纜頭制作質(zhì)量效果，延長(zhǎng)電纜使用壽命;

（2）提高了電纜運(yùn)營維護(hù)的設(shè)備安全和人員安全;

（3）避免電纜外皮受到損傷，確保供電的可靠性。

3.5.3操作流程

（1）根據(jù)電纜頭制作技術(shù)交底的尺寸要求，剝開電纜絕緣層150-160mm，并對(duì)各項(xiàng)尺寸進(jìn)行復(fù)核。

（2）導(dǎo)體涂抹導(dǎo)電膏并進(jìn)行壓接銅鋁過渡接線端子。

（3）電纜頭縫隙處填充密封材料，然后進(jìn)行熱縮管熱縮剝開部分和接線端子的壓接部分。

（4）在電纜拐彎處采用熱縮管進(jìn)行防護(hù)，保證電纜外皮不受外力損傷。

（5）進(jìn)行電纜耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為4*U=4*1500V=6000V。試驗(yàn)時(shí)間為15min。

3.5-1電纜拐彎受力處采取保護(hù)措施

3.6 接觸網(wǎng)螺栓防松措施的分析研究

接觸網(wǎng)工程懸掛裝置的螺栓放松一直以來是設(shè)備管理單位的維護(hù)重點(diǎn)，也是運(yùn)營線路中接觸網(wǎng)出現(xiàn)事故問題最多的環(huán)節(jié)，地鐵作為市民出行的首選交通工具，必須為地鐵列車的正常運(yùn)行提供重要保障。為解決這一難題，技術(shù)人員進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并于運(yùn)營單位進(jìn)行交流和溝通，（1）決定B型匯流排定位線夾螺栓采用直徑為15mm的天然氣橡膠管作為螺栓放松套管，線夾螺栓緊固到位后，螺桿外露為10mm，套入長(zhǎng)度為10mm的天然氣橡膠管，徑多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，即使螺母出現(xiàn)松動(dòng)，螺母也不會(huì)脫落。（2）他接觸網(wǎng)連接螺栓緊固到位后，采用紅色油漆進(jìn)行劃線，開通運(yùn)營后，維護(hù)人員在每次定期檢修時(shí)，只需要觀察螺栓上的紅線和螺母上的紅線是否保持在一條直線上，就可判斷螺母是否松動(dòng)。

3.6.1適用范圍：

（1）用于地鐵剛性接觸網(wǎng)B型匯流排定位線夾螺栓放松施工。

（2）接觸網(wǎng)懸掛的其他螺栓。

3.6.2功能介紹：

（1）防止定位線夾螺母松動(dòng);

（2）采用紅色膠管可減少維護(hù)人員的工作量;

（3）在螺栓上劃紅線，提高了接觸網(wǎng)維護(hù)人員的檢修效率。

（4）確保了地鐵列車運(yùn)行的安全。

3.6.3操作流程

（1）測(cè)量定位線夾螺桿緊固后螺栓外露的長(zhǎng)度。

（2）根據(jù)螺桿外露的長(zhǎng)度截取相同長(zhǎng)度的紅色膠管。

（3）B型定位線夾力矩緊固到位后，安裝紅色膠管。

（4）接觸網(wǎng)懸掛螺栓緊固到位后，采用紅色油漆進(jìn)行劃線。

3.6-1螺栓防送套管安裝效果圖

3.6-2螺栓緊固到位后采用紅線標(biāo)示

3.7 接觸網(wǎng)短路實(shí)驗(yàn)的分析研究

通過抽樣試驗(yàn)，校驗(yàn)7號(hào)線牽引供電系統(tǒng)保護(hù)裝置的功能完備性，獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)校驗(yàn)各設(shè)備保護(hù)參數(shù)配置，保證在牽引供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，供電設(shè)備能及時(shí)迅速的切除故障部分，確保人員設(shè)備的安全;

通過抽樣試驗(yàn)，檢驗(yàn)直流牽引供電系統(tǒng)中各設(shè)備短路耐受能力和可靠性是否符合相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求。

3.7.1、適用范圍：

采用直流1500V供電的地鐵接觸網(wǎng)工程

3.7.2、功能介紹：

（1）驗(yàn)證牽引供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，供電設(shè)備能及時(shí)迅速的切除故障部分，確保人員設(shè)備的安全;

（2）檢驗(yàn)直流牽引供電系統(tǒng)中各設(shè)備短路耐受能力和可靠性是否符合合同和相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求。

3.7.3、操作流程

（1）短路試驗(yàn)區(qū)間的接觸網(wǎng)處于停電狀態(tài);電動(dòng)隔離開關(guān)在斷開位置。

（2）為安全起見，在試驗(yàn)變電所由試驗(yàn)人員在遠(yuǎn)端臨時(shí)控制臺(tái)操作，不直接在開關(guān)柜面板上操作，并由專人負(fù)責(zé)直流開關(guān)柜合閘操作。直流饋線柜合閘由外接線引出合閘。為防止直流饋線柜斷路器在試驗(yàn)時(shí)無法自動(dòng)跳閘的情況，在直流饋線柜斷路器引出分閘的控制回路，如短路試驗(yàn)不能及時(shí)分閘，這時(shí)采用手動(dòng)分下35kVGIS整流變饋線柜（或者通過在分閘回路設(shè)置時(shí)間繼電器達(dá)到合閘后一段時(shí)間分閘的效果）。

（3）核對(duì)短路試驗(yàn)區(qū)段的保護(hù)定值及整定時(shí)間。

（4）檢查相關(guān)電動(dòng)隔離開關(guān)觸頭閉合情況，直流柜廠家在試驗(yàn)前對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，必要時(shí)使用儀器測(cè)量觸頭接觸電阻。

（5）示波器設(shè)備接線完成。

（6）確認(rèn)直流開關(guān)采用直接合閘方式，以避免自動(dòng)重合閘電路投入。

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