代洪宇，錢 琳

0 引言

地鐵盾構(gòu)隧道施工過程中，受施工質(zhì)量、地質(zhì)條件等各種主觀及客觀因素的影響，盾構(gòu)隧道局部侵限時(shí)常發(fā)生，故需要在鋪軌工程開始前進(jìn)行調(diào)線調(diào)坡設(shè)計(jì)。若侵限較小，則調(diào)整線路的空間位置即可滿足相關(guān)專業(yè)的要求；若嚴(yán)重侵限，線路、結(jié)構(gòu)、軌道、接觸網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)應(yīng)充分溝通配合，盡量使得縱斷面線型對(duì)各相關(guān)專業(yè)綜合最優(yōu)[1]。

為配合線路專業(yè)進(jìn)行調(diào)線調(diào)坡，結(jié)構(gòu)專業(yè)可采取洞內(nèi)底部注漿抬升管片的措施，或?qū)λ淼理敳總€(gè)別管片拆除后現(xiàn)澆處理[2]；軌道專業(yè)可減小道床厚度；接觸網(wǎng)專業(yè)可從采用特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)及優(yōu)化平面布置等方面進(jìn)行配合。

1 接觸網(wǎng)通過低凈空區(qū)段的控制因素

接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)參照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》、CJJ/T 288—2018《城市軌道交通架空接觸網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、TB 10623—2014《城際鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)剛性架空接觸網(wǎng)作了如下要求：（1）直流1 500 V 接觸網(wǎng)帶電部分與混凝土結(jié)構(gòu)體、軌旁設(shè)備、車體之間的最小靜態(tài)凈距應(yīng)不小于150 mm；（2）隧道內(nèi)接觸線距軌面高度不應(yīng)小于4 040 mm；（3）懸掛點(diǎn)的跨距宜為6～10 m，相鄰兩跨距之比不宜大于1.25∶1。

考慮匯流排撓度以及施工誤差引起接觸線距軌面高度的變化，懸掛點(diǎn)處接觸線距軌面高度常取4 050 mm。

EN 50119—2020、IEC 60913—2013 以及GB/T 32578—2016《軌道交通 地面裝置 電力牽引架空接觸網(wǎng)》中規(guī)定，直流1 500 V 供電制式接觸網(wǎng)所需最小靜態(tài)凈距為100 mm。GB/T 32578—2016 中提到，根據(jù)買方/用戶技術(shù)規(guī)格書要求，直流架空接觸網(wǎng)系統(tǒng)的電氣絕緣間隙值可依據(jù)GB 50157—2013 的相關(guān)規(guī)定。

2 懸掛裝置通過低凈空區(qū)段方案分析

盾構(gòu)隧道出現(xiàn)低凈空時(shí)，為配合土建、結(jié)構(gòu)及軌道等專業(yè)上序工程整改，接觸網(wǎng)專業(yè)可通過采用特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)降低懸掛裝置所需高度、優(yōu)化接觸網(wǎng)平面布置等方式進(jìn)行配合。

2.1 接觸網(wǎng)平面布置優(yōu)化

盾構(gòu)隧道通常為局部侵限，可結(jié)合線路實(shí)測(cè)凈空數(shù)據(jù)，以相鄰跨距比不超過1.25∶1 為原則，對(duì)局部侵限區(qū)段附近跨距在6～10 m 范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，將懸掛裝置布置在凈空較大處，以避開局部低凈空區(qū)段。

懸掛裝置順線路方向移動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證非懸掛點(diǎn)處匯流排對(duì)地絕緣要求。匯流排+接觸線總厚度為120 mm，絕緣距離為150 mm，則非懸掛點(diǎn)處最低凈空應(yīng)不小于4 050 + 120 + 150 = 4 320 mm。

2.2 特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)

盾構(gòu)隧道內(nèi)接觸網(wǎng)常規(guī)安裝方式如圖1 所示，主要由化學(xué)錨栓、單支懸吊槽鋼/角鋼、絕緣子、定位線夾及緊固件等組成，所需最低安裝凈空為4 410 mm。

圖1 盾構(gòu)隧道內(nèi)接觸網(wǎng)常規(guī)安裝方式

對(duì)于輕微侵限情況，可采取鑿除單支懸吊槽鋼端部附近部分隧道壁或?qū)沃业醪垆摱瞬窟M(jìn)行切角處理的方式。槽鋼切角部分應(yīng)做好防腐措施。

對(duì)于侵限較嚴(yán)重區(qū)段，為了滿足接觸網(wǎng)系統(tǒng)安裝要求，應(yīng)采用特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)，以降低懸掛裝置對(duì)安裝凈空的要求。通常有兩種特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)，分別為絕緣橫撐安裝與U 形支架安裝。

2.2.1 絕緣橫撐安裝

絕緣橫撐安裝方式如圖2 所示，主要由化學(xué)錨栓、絕緣橫撐、定位線夾及緊固件等組成，絕緣橫撐本體拉出值調(diào)節(jié)范圍為-182～182 mm。經(jīng)實(shí)際尺寸放樣分析，在滿足150 mm 絕緣距離時(shí)，所需最低安裝凈空為4 400 mm。

圖2 絕緣橫撐安裝方式

若安裝凈空進(jìn)一步減小，則會(huì)犧牲拉出值調(diào)節(jié)范圍或絕緣距離，具體見表1。

表1 不同安裝凈空絕緣橫撐安裝分析 mm

為了充分利用受電弓滑板的有效工作范圍，普通地鐵線路接觸網(wǎng)最大拉出值通常取250 mm。為滿足該拉出值調(diào)節(jié)范圍，絕緣橫撐可采用偏移線路中心線的安裝方式（表2）。經(jīng)放樣分析，滿足最大拉出值250 mm 調(diào)節(jié)時(shí)，所需最低安裝凈空為4 408 mm。

表2 偏移線路中心線安裝分析 mm

根據(jù)既有線工程案例，為滿足拉出值調(diào)節(jié)范圍而導(dǎo)致絕緣距離不足時(shí)，可采用在絕緣橫撐上方隧道壁加裝絕緣板的處理方式[3]。

2.2.2 U 形支架安裝

U 形支架安裝根據(jù)單支懸吊支架不同可分為3種形式，如圖3 所示。圖3（a）中單支懸吊支架采用20 mm 厚扁鋼一體沖壓成型；圖3（b）中單支懸吊支架通常采用槽鋼經(jīng)切割焊接而成，工序較為復(fù)雜；圖3（c）中單支懸吊支架采用12 mm 厚扁鋼一體沖壓成型。

圖3 U 形支架安裝形式

由于圖3（a）、圖3（c）中單支懸吊支架本體較厚，與絕緣子上方螺桿的防松緊固方式由常規(guī)雙螺母防松改為雙疊自鎖墊圈防松。

圖3（a）、（b）中單支懸吊支架本體拉出值調(diào)節(jié)范圍為-250～250 mm，但考慮到定位線夾（帶電體）與化學(xué)錨栓（接地體）絕緣要求，拉出值僅能在-230～230 mm 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。圖3（c）中單支懸吊支架本體為單孔，不能進(jìn)行拉出值調(diào)節(jié)，對(duì)施工精度要求高，且不便于運(yùn)營(yíng)后期運(yùn)維，目前已不采用。

經(jīng)放樣分析，在滿足最大拉出值調(diào)節(jié)范圍及絕緣距離要求時(shí)，圖3 所示3 種形式所需最低安裝凈空分別為4 374、4 373、4 381 mm。

在懸掛裝置沿線路中心對(duì)稱安裝情況下，圖3（a）形式凈空限制點(diǎn)為絕緣子上部錨桿，圖3（b）形式凈空限制點(diǎn)為絕緣子上部錨桿及單支懸吊支架本體，如圖4 所示。則圖3（a）形式可在拉出值調(diào)節(jié)范圍減小時(shí)進(jìn)一步降低安裝凈空要求，如表3 所示。

圖4 凈空限制點(diǎn)

表3 不同拉出值調(diào)節(jié)范圍對(duì)應(yīng)安裝凈空 mm

為滿足-250～250 mm 范圍拉出值調(diào)節(jié)，懸掛裝置采用偏移線路中心線安裝方式，但會(huì)犧牲安裝凈空。經(jīng)放樣分析，圖3（a）、圖3（b）形式偏移線路中心20 mm 安裝所對(duì)應(yīng)最小安裝凈空分別為4 376、4 375 mm。

2.2.3 特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)方案對(duì)比

在滿足帶電體與接地體150 mm 絕緣距離的前提下，特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的拉出值調(diào)節(jié)范圍及最低安裝凈空要求如表 4 所示。為滿足-250～250 mm 范圍拉出值調(diào)節(jié)，3 種安裝方式可通過偏移線路中心線的安裝方式實(shí)現(xiàn)，但會(huì)犧牲安裝凈空或絕緣距離。

表4 特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)最低安裝凈空要求 mm

經(jīng)以上分析，與U 形支架安裝相比，絕緣橫撐安裝在拉出值調(diào)節(jié)范圍及最低安裝凈空需求方面均不占優(yōu)勢(shì)，且絕緣橫撐本體采用復(fù)合材料絕緣子，壽命與瓷絕緣子相差較大。

U 形支架本體分別采用扁鋼與槽鋼時(shí)，在最大拉出值處對(duì)最低安裝凈空需求相同。由于兩者凈空限制點(diǎn)不同，U 形支架（扁鋼）在減小拉出值調(diào)節(jié)范圍時(shí)能進(jìn)一步降低最低安裝凈空需求，且U 形支架（扁鋼）本體加工較容易，較U 形支架（槽鋼）安裝方式優(yōu)勢(shì)大。

3 中心錨結(jié)在低凈空區(qū)段安裝方案分析

低凈空（＜4 400 mm）盾構(gòu)隧道內(nèi)接觸網(wǎng)中心錨結(jié)安裝方式如圖5 所示，主要由中心錨結(jié)線夾、絕緣棒、調(diào)整螺桿、下錨底座及緊固件等組成。

圖5 中心錨結(jié)安裝方式

中心錨結(jié)的安裝應(yīng)在保證絕緣棒端部金屬部分（接地體）與匯流排上表面（帶電體）150 mm絕緣距離的前提下，使絕緣棒安裝角度保持在30?～45?范圍內(nèi)。

當(dāng)中心錨結(jié)安裝位置處于隧道侵限區(qū)段時(shí)，可將其安裝位置配合跨距調(diào)節(jié)左右移動(dòng)1～2 個(gè)懸掛點(diǎn)。若仍不能滿足安裝要求，則應(yīng)采取相應(yīng)措施。

參照北京地鐵接觸網(wǎng)工程相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，困難情況下，上述絕緣距離不應(yīng)小于115 mm，深圳地鐵該值取120 mm。結(jié)合工程實(shí)際案例，可在帶電體與非帶電體之間添加絕緣介質(zhì)[3]，如在絕緣棒端部金屬部分涂覆絕緣漆（廣州7 號(hào)線）、在中心錨結(jié)定位點(diǎn)兩端各加裝0.5 m 匯流排防護(hù)罩（佛山3號(hào)線）等。

4 結(jié)語

地鐵盾構(gòu)隧道施工過程中，受施工質(zhì)量、地質(zhì)條件等各種主觀及客觀因素影響導(dǎo)致隧道侵限，解決此類問題應(yīng)從土建及軌道等上序工程的控制和整改入手，并作為主要的解決手段。為配合上序工程，本文對(duì)接觸網(wǎng)平面布置優(yōu)化、采用特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)、中心錨結(jié)處加裝絕緣介質(zhì)等方案進(jìn)行了分析研究。

采用零部件實(shí)際尺寸放樣分析的方法，對(duì)絕緣橫撐安裝、U 形支架安裝（扁鋼/槽鋼）兩種特殊懸掛安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入分析，得出了不同工況下的最低安裝凈空要求，并進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)地鐵接觸網(wǎng)工程建設(shè)具有一定參考價(jià)值。