综合接地施工技术

朱维全 周廷玲

摘 要:随着铁路运输车辆牵引方式的发展,电力机车取代内燃机车和蒸汽机车;同时由于速度提高也使铁路信号、通信和信息系统的计算机化得到飞跃发展;传统的接地系统对信号设备产生不良影响并且对人员的安全构成较大威胁。这就促使原来各系统相对独立的接地系统逐步融合为一个接地系统的重要原因。本文就借助沈阳至丹东客运专线高速铁路实例简明阐述一下高速铁路隧道内的综合接地系统施工情况。

关键词:综合接地施工技术

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0121-02

随着铁路运输车辆牵引方式的发展,电力机车取代内燃机车和蒸汽机车;同时由于速度提高也使铁路信号、通信和信息系统的计算机化得到飞跃发展;传统的接地系统对信号设备产生不良影响并且对人员的安全构成较大威胁。这就促使原来各系统相对独立的接地系统逐步融合为一个接地系统的重要原因。

由于隧道内空间狭小、空气潮湿、光线暗淡使其综合接地施工有另外的特点。本文就借助沈阳至丹东客运专线高速铁路实例简明阐述一下高速铁路隧道内的综合接地系统施工情况。

1 初期支护综合接地

初期支护内优先利用初期支护中的结构钢筋,以一个台车长度为单位,选择一榀钢架钢筋网片及系统锚杆作为接地极,当无钢架时,在施工初期支护时沿隧道环向安装一根Φ16钢筋作为接地极,并与系统锚杆焊接牢固,保证焊接质量。

作为接地系统锚杆环向间距2L(L为锚杆长度),纵向间距一个台车长度,并与钢架钢筋网片或Φ16专用环向接地钢筋焊接。初期支护内综合接地系统通过一跟Φ16接地连接钢筋與二次衬砌内综合接地以及信号电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。

初期支护综合接地工艺流程如下:

初喷→打设系统接地锚杆→安装拱架(Φ16专用环向接地钢筋)→焊接(锚杆与拱架,拱架与Φ16连接钢筋)→复喷

初期支护综合接地见图1所示。

2 隧道二衬接地

在每个台车位(作业段)中部选取一根环向钢筋作为环向接地钢筋,环、纵向钢筋间可靠焊接,纵向接地钢筋在作业段可不连接;接触网线垂直向上在拱顶的投影线两侧以0.5m为间隔,各选3根纵向结构钢筋作为接地钢筋;投影线两侧1.5m以外的其它位置,以1m为间隔,选择纵向结构钢筋作为接地钢筋。接触网基础采用后植入安装方式,在安装基础的位置预埋接地端子(并非所有接触网吊柱基础处均布置),并与接地钢筋焊接。环向接地钢筋、纵向接地钢筋等通过Φ16接地连接钢筋与初期支护以及信号电缆槽纵向接地钢筋相连接。

隧道二衬接地见图2所示。

(预埋接触网槽道基础方式)

3 信号电缆槽综合接地

在两侧信号电缆槽线路侧外缘各设一根纵向接地钢筋,每一百米断开一次,用于连接隧道初期支护、二次衬砌综合接地钢筋。在两侧信号电缆槽底部设置一根贯通地线。

从隧道进口2m处开始,在两侧信号电缆槽底部,每间隔100m设置一个接地端子,小于100m的隧道在中部设一处,供隧道接地极和贯通地线连接。从隧道进口2m处开始,在两侧信号电缆槽靠线路侧壁上,每间隔50m设置一个接地端子,小于50m的隧道在中部设一处,供轨道设备、设施接地。

所有接地端子均通过连接钢筋与电缆槽外缘纵向接地钢筋连接。所有接地钢筋间的连接采用搭接焊或“L”型焊接。

4 综合洞室的综合接地

在每个综合洞室两侧侧壁底部距底板20cm处分别设置一个接地端子,供洞室内设备、设施接地。接地端子通过Φ16连接钢筋与信号电缆槽侧壁纵向接地钢筋连接。

5 接地钢筋的焊接及接地端子的安装

隧道综合接地及防闪络接地钢筋的接续采用搭接焊,接地端子与接地钢筋连接采用搭接焊,纵横向钢筋的连接采用φ16钢筋“L”焊接,单面焊缝长度不小于100mm,双面焊缝长度不小于55mm,焊缝厚度不小于4mm,要求焊缝饱满无夹渣。做为接地极的环向锚杆和钢拱架除按结构要求焊接牢固外,还要通过直径φ16的L形钢筋与钢拱架进行有效连接,焊缝长度满足规定要求,单面焊缝长度不小于100mm,双面焊缝长度不小于55mm。

接地端子采用桥隧通用型接地端子,接地端子通过焊接与接地钢筋进行连接,接地端子安装时采用塑料薄膜等包裹严实,防止灌注混凝土时水泥浆进入端子螺丝口内,端子顶面与混凝土最终顶面平齐。

6 接地电阻的检测

隧道综合接地及防闪络接地中每个接地极接地电阻≤10Ω,综合贯通地线上任一点的接地电阻≤1Ω,贯通性≤0.1Ω。每个部位混凝土浇筑前、浇筑后,量测接地电阻、贯通性电阻值并做好记录,并请监理进行见证。

7 总体技术要求

(1)在综合接地系统中,建筑物、构筑物及设备在贯通地线接入处的接地电阻不应大于1Ω;

(2)距接触网带电体5m范围以内的金属构件和需要接地的设施、设备应接入综合接地系统;距线路两侧20m范围以内的铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统;

(3)对于综合接地接入物必须进行单端接入,不能构成电流回路,尤其是对于电缆外壳,构筑物钢筋均应单端接入,不能形成通路,以免烧损设备破坏绝缘及对构筑物强度产生影响。

(4)电力、接触网等强电设备、设施接地连接线不得进入通信信号沟槽内;

(5)桥梁、隧道、无砟轨道、接触网支柱基础等结构物内的接地装置应优先利用结构物中的非预应力结构钢筋作为自然接地体;当没有结构钢筋可以利用时,可增加专用的接地钢筋;当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体;为防止对预应力钢筋的影响,预应力钢筋不应接入综合接地系统

(6)不便与铁路综合接地系统等电位连接的第三方设施(路外公共建筑物、公共电力系统、金属管线等设施)必须采取可靠的隔离或绝缘等措施。

(7)接地装置通过结构物内预埋的接地端子与贯通地线可靠连接。接地端子直接浇筑在混凝土结构内,表面与结构面平齐。

(8)构筑物内兼有接地功能(含连接)的结构钢筋和专用接地钢筋应满足:接触网短路电流不大于25kA时,钢筋截面不应小于120mm2(或直径不小于14mm);接触网短路电流大于25KA时,钢筋截面不应小于200mm2(或直径不小于16mm)。当构筑物内兼有接地功能(含连接)的结构钢筋的截面不满足要求时,可将相邻的二根钢筋并接使用无需改变钢筋的间距(须总截面满足上述要求)或局部更换直径为14mm或16mm的钢筋。结构物内的接地钢筋之间要求可靠焊接,保证电气连接。

参考文献

[1] 岳祖润.高速铁路施工技术与管理.中国铁道出版社.

[2] 高速铁路隧道工程施工技术指南.铁建设(2010)241号.