隧道内侵限区段接触网系统解决方案

彭大明

(中铁电气化勘测设计研究院有限公司, 300250,天津∥高级工程师)



隧道内侵限区段接触网系统解决方案

彭大明

(中铁电气化勘测设计研究院有限公司, 300250,天津∥高级工程师)

为解决轨道交通工程隧内道侵限区段净空不足的工程难题,提出了隧道内侵限区段刚性接触网系统特殊设计原则，并提出了优化接触网平面布置，调整悬挂点间距，选择U型支架安装方式，校核建筑限界，以及凿除部分混凝土和加装绝缘板等解决方案。以国内某工程为案例进行了应用。

隧道建筑限界；侵限区；刚性接触网

Author′s address China Railway Electrification Survey Design & Research Institute Co.,Ltd.,300250, Tianjin,China

由于施工误差及地下洞体开挖产生的洞体偏移和沉降等因素的影响,会产生施工偏差,故国内轨道交通隧道完工后,局部侵限情况经常出现。因此,在铺轨前,首先，要进行调线调坡,通过比较理论建筑限界与实测的断面数据,来分析侵限情况；然后，调整线路的空间位置,使其侵限最小或不侵限。但对于侵限特别严重或因施工错误无法通过调整线路满足不侵限要求的情况,需要通过与设备、轨道、结构等专业部门协商,采取一些特殊措施。

在侵限严重的情况下,线路调整无法彻底解决问题,只能尽量调整到侵限均匀。由于隧道建筑限界高度主要由轨道结构高度、受电弓工作高度及接触网系统高度组成,因此,对于隧道侵限区段的处理措施主要包括对轨道及接触网进行特殊设计,减薄道床厚度,降低接触网系统高度3种措施。部分地段如无法排除侵限情况,则需土建施工单位采取措施,对结构进行局部处理。对于严重侵限区段,一般综合采用上述3种措施。本文提出了隧道侵限区段刚性接触网特殊设计原则及解决方案,并以国内某工程为案例进行了应用。

1 侵限区段刚性接触网特殊设计原则及解决方案

1.1 特殊设计原则

(1) DC 1 500 V接触网带电部分和混凝土结构体、轨旁设备、车体之间的最小净距为150 mm(静态)。

(2) 隧道内接触线距轨面的高度不应小于4 040 mm;

(3) 区间隧道建筑限界与设备限界之间的空间应考虑设备和管线安装所需的尺寸，并应预留安装误差值、测量误差值和变形量,所需的安全间隙宜为20～50 mm。

1.2 解决方案

(1) 平面布置优化。刚性接触网沿线路一般按纵向间距6～10 m进行布置。接触网专业在进行平面设计时应优化布置,结合测量数据,调整接触网悬挂跨距,并将接触网安装支架布置在净空相对较大处。

(2) 特殊安装设计。对刚性接触网安装方式进行特殊设计,以便降低接触网系统高度。

2 刚性接触网安装方式

2.1 圆形隧道常规接触网安装方式

圆形隧道常规接触网安装方式如图1所示。该方式主要通过锚栓及悬吊槽钢组成支持结构悬吊刚性接触网。

图1 圆形隧道常规接触网安装方式

2.2 侵限区段圆形隧道接触网特殊安装方式

为适应侵限区段隧道净空不足的工程条件,接触网系统必须采用特殊的安装方式,以便降低接触网系统安装所需净空高度。经多方研究及工程验证,侵限区段刚性接触网特殊安装方式主要有以下两种。

方案一:绝缘横撑安装方式如图2所示。该方式主要通过锚栓及绝缘横撑组成支持结构悬吊刚性接触网。

图2 刚性接触网绝缘横撑安装方式

方案二:U型支架安装方式如图3所示。该方式主要通过锚栓及U型支架组成支持结构悬吊刚性接触网。

图3 刚性接触网U型支架安装方式

2.3 三种安装方式的主要特征比较

三种安装方式的主要特征比较如表1所示。

表1 三种安装方式的主要特征比较表

2.4 汇流排上方绝缘距离校核

对于非接触网悬挂点汇流排通过区域,隧道内轨面以上的净空高度应不小于4 040+120+150=4 310(mm)。其中120 mm为汇流排及接触线的结构高度,150 mm为绝缘距离。

根据上述分析可知,刚性接触网两种特殊安装方式均能有效降低接触网系统高度,方案一适合一般侵限区段,方案二适合严重侵限区段。

3 应用案例

现以国内某轨道交通工程为例说明隧道侵限区段接触网系统解决方案的应用情况。该工程某区间隧道铺轨后第三方测量单位测量数据及分析如表2所示。该区间约35 m拱顶出现不同程度侵限现象,影响了接触网的安装。

3.1 测量数据分析

由表2可知,该区段隧道净空分布在4 290～4 353 mm 范围,而直线地段圆形隧道建筑限界为4 440 mm。该区段结构严重侵限,最大侵限值为130 mm。

表2 国内某工程区间隧道测量数据及分析表

3.2 刚性接触网系统解决方案

(1)接触网平面布置优化。接触网系统原设计中有 3 个悬挂点位于侵限区段。现通过调整悬挂点间距,将K 28+458.0处悬挂点移至区间风井内,将K 28+473.0处悬挂点移至K 28+474.5处。接触网平面布置优化后,侵限区段悬挂点减少至2个,同时,悬挂点已调整至净空相对较大位置。

(2)接触网特殊安装方式选择。该区段侵限严重,U型支架安装方式更适合这一超低净空区段。

(3)建筑限界校核。根据前述分析,U型支架安装方式对悬挂点的净空要求为4 380 mm,且非接触网悬挂点汇流排通过区域的隧道净空高度应不小于4 310 mm。对该区段进行建筑限界校核,K 28+474.5及K 28+465.5处净空差分别为26.1 mm和63.2 mm,同时,有14 m隧道范围的汇流排上方绝缘距离不满足要求。

(4)其他处理措施。接触网即使进行平面布置优化及采用特殊安装方式，也仍有2处悬挂点及14 m范围净空不满要求。故经与土建单位沟通,并咨询专家,采用了悬挂点处局部凿除隧道混凝土及14 m范围隧道顶板加装绝缘板两种措施,解决了隧道侵限净空不足造成接触网无法安装的问题。

4 结语

综上所述,刚性接触网特殊安装方式是有效解决轨道交通工程隧道侵限区段净空不足的措施之一。通过对接触网平面布置和安装方式的优化,可有效解决因隧道净空不足而影响设备安装的工程难题。在工程实践中,工程技术人员应充分应用调线调坡、轨道和接触网特殊设计等各种措施,减小因隧道侵限造成的负面影响。

[1] 董仁权.地铁车站低净空接触网接触网悬挂解决方案[J].中国科技博览,2014(10):117.

[2] 刘治国.绝缘板在超低净空跨线桥接触网中的应用[J].电气化铁道,1996(1):15.

[3] 中华人民共和国建设部.地铁限界标准：CJJ 96—2003,[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[4] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中华人民共和国住房和城乡建设部.地铁设计规范：GB 50157—2013 [S].北京:中国建筑工业出版社,2014.

[5] 铁道第三勘察设计集团有限公司城交分院.城市轨道交通调线调坡集成技术[R].天津：铁道第三勘察设计集团有限公司，2005.

欢迎订阅《城市轨道交通研究》

服务热线 021—51030704

Solution to Catenary System in the Section of Tunnel Headroom

PENG Daming

In order to solve the problems of tunnel headroom deficiency in rail transit engineering, a special design principle for tunnel headroom sections and the solution to the design of rigid catenary system are put forward, including the optimum catenary plain layout, the adjustment of suspension point spacing, the verification of tunnel construction clearance, and so on. This solution has been applied in a certain tunnel project in China.

construction clearance of tunnel; tunnel headroom; rigid catenary

U 225；U 452.2+6

10.16037/j.1007-869x.2016.06.000

2015-04-09)