极旱荒漠地区电气化铁路地线施工技术

刘东文

摘 要：电气化铁路电磁干扰及雷击等因素对铁路通信、信号专业信号传输的稳定性影响很大，稳定、可靠的接地装置或引流地线不仅可以保护通信设备安全和人身安全，同时可以提高设备的使用寿命，降低误码率，提高信号传输的可靠性。我国西北地区有很大面积的地质属于极旱荒漠地区，新疆红淖三铁路地邻安西极旱荒漠国家级自然保护区，地质以岩石、风化石、沙石、棕漠土为主，土壤电阻率大于500Ω·m，针对这种地质情况对电气化铁路地线施工进行了研究。

关键词：极旱荒漠；电气化铁路；地线；施工

中图分类号：U448 文献标识码：A

1.工程概况

中铁四局集团电气化公司承建的红淖三铁路总体走向由南向北自甘新交界处的兰新铁路红柳河车站引出，跨红柳河后折向西北，经哈密市星星峡镇、双井子乡，沿东天山边缘西行经伊吾县下马崖乡，终点至伊吾县淖毛湖矿区。线路途径地区为戈壁荒漠，气候干燥，蒸发量大，地下水资源匮乏，年降水量43.4mm，年蒸发量3301.6mm，年相对湿度20%～36%。新疆红淖三铁路S10标工程标段内共计158组地线，其中通信干线电缆屏蔽地线74组，无线铁塔防雷地线21组，视频监控防雷地线22组，信号地线41组。

2.地线施工关键技术

2.1 接地体的埋设

传统的接地体的埋设方式大致有垂直接地、水平敷设、网状接地等。在高土壤电阻率地区，确定合理的接地体埋设方式，是接地施工的关键，埋设方式确定不合理将直接影响施工的便利、接地阻值的高低、施工成本的大小等。

2.2 降阻剂的应用

降阻剂应用施工工艺问题，各项指标都合格的降阻剂还要通过合理的施工和正确的施工工艺才能发挥降阻效果，如不能正确施工同样会对接地体产生腐蚀，或不能发挥应有的降阻效果。比如降阻剂的均匀施加问题，脱节现象，埋深问题，回填土问题等，如果有一个环节发生问题，就会影响降阻剂的降阻效果或对接地体造成腐蚀。

2.3 接地电阻理论计算公式

3.解决方法

3.1 接地体的埋设

根据本工程的实际情况，考虑到工程项目所在地周边均为戈壁，地形地貌无明显变化，取土换土困难，且土壤电阻率随土壤深度变化不大。综合考虑其经济性、合理性和施工难度等，接地体的埋设采用深埋式水平敷设接地极与降阻剂的方式进行降阻，使接地电阻满足设计标准。

3.2 降阻剂的正确使用

槽内采用小型预制模具、极架，将接地体放置在槽的中央（离开地面），保证接地极四周等距不小于40mm、降阻剂均匀施加，接地体被均匀包裹在降阻剂中间，连续无脱节现象。对土壤电阻率较大的施工点，回填土采用换填细土，保证细土回填300mm以上，回填时防止破坏降阻剂表面的完整性，影响降阻效果。

3.3 简化计算公式

针对公式中参数误差、指数函数因素，根据多年施工经验并参考有关接地电阻计算公式，在考虑使用降阻剂后，当水平接地极采用宽度≥25mm×4mm的扁钢、地沟尺寸为图1所示时，简化计算公式。

根据上式，为便于计算，以红淖三铁路地线施工中接地角钢长度L=2.5m为例，简化后计算公式见以下3个计算公式。

多根水平接地极作为一组地线时，可忽略接地极之间连接扁钢（圆钢）的降阻效果。

4.地线施工

4.1 施工准备及地线坑开挖

首先做好技术资料的准备和地线测试用仪器仪表的准备工作，同时检查、校核所用仪表，要保证其准确、灵活，测试端线连接可靠，所用施工机械及工具车辆处于良好状态。然后根据地线设置位置及施工规范有关要求，在拟设地线工作区域内测量大地电阻率，同时广泛收集地质资料，进行比选有利地质及计算理论电阻。

具体施工，先在地上挖宽600mm～ 800mm、深1000mm～1200mm的沟，沟的长度随接地极增加而增加，然后沿沟两侧垂直于沟的方向开挖宽度为400mm～600mm、深1000mm～1200mm、长度为2500mm的支线沟（相邻接地极之间间隔为接地极长度的2倍）。在所有沟底再挖宽、深均为200mm的小槽，槽内采用小型预制模具、极架，将接地体放置在槽的中央（离开地面）。

施工重点注意事项：

①线埋设深度必须在冻土层以下；

②地线焊接防止虚焊、假焊；

③焊接处采用刷银粉漆等方式防止腐蚀。

4.2 降阻剂调制、浇灌、包覆、初检、复检

首先在施工前检查：孔的尺寸、形状等符合有关要求，四壁较平整，内无杂物；水平接地极水平居中，离沟底距离不小于30mm且较均匀；接地引下线已按相关行业要求涂刷防锈漆并已初凝。

降阻剂调制，以配制1桶BST-Ⅲ防腐型长效接地降阻剂为例，来说明降阻剂的配制及浇注方法。

现场准备1个能装40kg水的圆桶和1根直径25mm～30mm、长1000mm～ 1200mm的木棒，将25kg降阻剂的基液倒入圆桶内，按水∶降阻剂=0.6∶1.0的比例拌和均匀，边加水并充分搅拌直至成黏糊状。水平接地用水量以刚好能够润湿全部干粉并可搅拌成糊状即可。加水量不宜过多，过大的加水量会延长施工时间。如有条件用搅拌机最好，（无条件可在现场选择一平地，上铺铁板，用铁锹搅拌均匀）。

将调制好的降阻剂轻轻倒入模具中、均匀施工直至全部无遗漏地包覆住水平接地极，并初测包覆厚度不小于40mm，扁钢周围充实，不足时要及时补充。待降阻剂初凝后，详细检查降阻剂包覆应表面均匀、充分无遗漏、无杂物混入，包覆体厚度最薄处不少于40mm，不足时要补充降阻剂。

4.3 回填及测试

待降阻剂初步凝固后即可进行回填，首先在沟内撒少量的水，使沟底表面潮湿，然后用底层细土回填，每回填30cm厚人工夯实一次，保证回填土密实，再回填从原坑中挖出的上层土石（土石中不得有杂草等异物），遇有部分岩石地带或土壤电阻率较高地段时进行换土回填。回填土高出地面10cm～20cm，作为防沉层。地线沟位于易冲刷的地段时，回填后采取防冲刷措施，用水泥砂浆护面或砌石灌浆等。

测量接地电阻时，应将接地引接线与设备分开，使接地电阻仅为接地装置在土壤中的接地电阻值。

施工完毕后，进行工器具清点归整，施工过程中产生的垃圾进行清捡，做到工完场清、料清。人工或机械进行场地平整，恢复施工区域原有地貌，做好环境保护工作。

5.质量控制

施工前组织有关人员认真熟悉图纸，领会设计要求，编制切实可行的施工方案，制定保证工程质量的技术措施，施工前对有关施工人员进行技术交底并填写技术交底记录。

作业人员严格按施工方案和作业指导书的规定进行作业，保证工序质量符合要求，关键工序和特殊工序的施工，技术、质检人员应跟班指导和检查。

强化质量监督，严格实行质量否决权，对不合格的工程必须返工处理。

为保证工程质量，所使用的计量仪器仪表，都应在计量检定合格证有效期内使用，所用施工测量及调校仪器、仪表的精度等级应满足施工技术要求，以确保检测的准确度。

结论

本技术采用了中性的物理降阻剂，无毒无腐蚀，增强了地线的抗腐蚀能力，提高了使用寿命，有利于环境保护，真正实现环境零污染。解决了极旱荒漠地区电气化铁路地线阻值很难达标的难题，通过开展技术研究，提高了施工效率，降低了施工成本，对今后相关电气化铁路在同类地质条件施工中起指导作用。

参考文献

[1]陈华.电气化铁路通信设施接地分析[J].科技与生活，2011（18）：180-182.

[2]王国雨.电气化铁路通信设施接地方案研究[J].铁道勘测与设计，2010（5）：117-121.