地裂缝区段接触网技术方案分析

陈善乐，秦建伟(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

地裂缝区段接触网技术方案分析

陈善乐，秦建伟
(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

分析了地裂缝对接触网的影响，结合隧道结构在地裂缝区段的技术方案，对接触网在地裂缝区段的技术方案进行了分析比较，提出了合理可行的切实方案。

地裂缝；接触网；技术方案

我国部分城市的地铁工程修建于地裂缝这种特殊的地质结构区段，如西安等[1]。地裂缝具有相同的三维活动特征，当地裂缝活动到一定程度时，会导致地铁隧道结构发生垂直及纵向的变形。而接触网是在隧道结构基础上安装的，若接触网按正常结构形式安装，当隧道结构发生变形时会导致接触网设备损坏，影响车辆行车安全，甚至造成地铁停运。针对此种特殊的地质条件，接触网的建设也在开展相关研究，工程措施不断在完善[2-5]。本文结合地裂缝区段隧道结构的技术方案，对接触网关键技术方案进行了比较分析。

1 地裂缝对接触网的影响

地裂缝活动中主要产生的垂直位移量将导致设防段隧道结构下沉，同时将导致该段内固定在结构上的架空刚性接触网悬挂点距轨面的高度发生变化，造成相对轨面基本一致、平滑的回流排及接触线出现凹凸不平、坡度变化过大，使列车运行中可能产生离线、电弧或火花，受流质量变坏，损伤接触线。若地裂缝的垂直位移量过大，即设防段结构的沉降量过大，架空刚性接触网将遭到破坏，直接影响行车安全。因此在确定接触网通过地裂缝带的措施时，首先应结合地裂缝带处隧道结构的处理措施。

2 地裂缝处隧道结构技术方案

地裂缝在地铁设计使用期内的最大垂直位移量和地裂缝带的宽度，对地铁工程设计来说至关重要，尤其是地裂缝在地铁设计使用期(100年)内的最大垂直位移量对地铁结构设计影响极大，也是影响架空刚性接触网的主要因素。

经调研，隧道结构在通过地裂缝段的处理措施主导思想为：

1)在处理段内的衬砌扩大结构断面、根据预测的地裂缝百年变形量按500 mm预留必要的净空，以便在地铁使用期内，地裂缝错动后仍能通过线路调坡来保证行车。一般采用浅埋暗挖扩大断面形式。

2)在地裂缝影响段必须对采用分段结构进行设计，采用柔性接头进行处理，预留变形缝适应地裂缝的变形。隧道在地裂缝处设置变形缝，并且沿纵向每隔10～15 m分段设置特殊变形缝，释放错动产生的变形；并预埋可多次注浆的注浆管，以备在紧急情况时进行应急堵漏处理。

3)在结构的防水上采取特殊方法，防水材料能够适应在大变形情况下的防水要求。

4)在地裂缝处理段要采取可调高度的轨道结构类型，以适应地裂缝处产生的变形，保证运营安全。

3 接触网地裂缝处关键技术方案

3.1 地裂缝接触网设置原则

根据地裂缝活动特点及土建的处理措施提出架空刚性接触网在地裂缝区段的设置原则：

1)当地裂缝活动时，确保白天运营期间不因弓网故障(打弓、钻弓等情况)而导致停运。

2)为了适应地裂缝处结构纵向的延伸，接触网采用沿纵向可调整装置。

3)为了适应地裂缝处结构垂直位移，接触网采用垂直可调结构。

3.2 地裂缝处接触网布置方案比较

为满足上述设置原则中的第1条，关键是保证受电弓通过锚段衔接处时的平稳顺畅，为此提出如下设置方案：

1)方案一：设置刚性过渡锚段

当结构设防长度小于接触网正常布置锚段长度250 m时，可设置一个便于调整和安装的独立的小锚段跨越地裂缝，该小锚段与两边的锚段通过锚段关节实现电气连接，其安装示意图如图1所示。

图1 刚性过渡锚段

地裂缝处结构设防长度可能大于接触网正常锚段设置长度，此处接触网按在结构设防长度两边各加10 m的范围内设置两个及以上便于调整和安装的独立锚段跨越地裂缝，该锚段与两边的锚段通过锚段关节实现电气连接。

2)方案二：设置柔性过渡锚段

在地裂缝结构防护的起止处，分别设置刚柔过渡，在地裂缝防护段中部柔性悬挂以非绝缘锚段关节形式衔接，如图2所示。根据广州地铁1号线及深圳地铁1号线的工程经验，柔性悬挂隧道内非绝缘锚段关节的长度为60 m，所以此种柔性过渡锚段仅适用于地裂缝防护区段长度大于60 m的情况。

3)两种设置方式的比较分析

两种方案的技术经济比较分析如表1所示。

图2 柔性过渡锚段

表1 刚性过渡锚段和柔性过渡锚段综合技术经济比较

通过表1不难看出，两种方案相差不大，但方案一较方案二在弓网取流、运营维护及经济性方面具略有优势，无疑方案一较优，即刚性过渡锚段形式。

3.3 地裂缝处接触网安装方式

考虑地裂缝设防段隧道结构的技术方案(即采用浅埋暗挖，预留500 mm的结构变形量，结构的纵向延伸)，所以接触网需具备垂直方向及纵向的调节功能。

当地裂缝活动后，接触网的导高及跨距将发生改变，导高及跨距改变后，如不及时调整，长期下去，必然造成弓网关系的急剧恶化，如出现打火，加剧弓网的电气磨耗等。

为此提出以下装配结构形式以解决跨距及导高的调整问题。具体如图3所示。

垂直悬吊架通过抱箍与吊柱相连，随着地裂缝区段结构在垂直方向的变形位移，可通过调整抱箍已满足结构的变形量，同时可通过下部的“T”型头螺栓对导高进行微调，以保证导高距轨面的高度满足初始设计值，从而保证弓网良好的工作状态。

考虑到结构的纵向延伸，在悬挂点的隧道顶部预留“C”型槽道，吊柱通过“T”型头螺栓与槽道相连，当隧道纵向延伸后，可通过槽道达到调整跨距的目的，从而使弓网达到最佳的工作状态。

[1]丁先立，季同月.西安地铁地裂缝处理[J].山西建筑，2007，33(13)：336-336.

[2]李金华.架空刚性悬挂的技术分析[J].城市轨道交通研究，2000(3)：33-37.

[3]胡一洲.城市轨道交通架空接触网的悬挂类型[J].中国铁路，2002(5)：50-53.

[4]张贤玉.位于地裂缝带的接触轨及架空接触网安装方案分析[J].城市轨道交通研究，2015，18(10)：129-132.

[5]唐晓岚.西安地铁地裂缝带接触网技术研究[J].铁道标准设计，2012(8)：101-105.

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Analysis of the Technical Scheme of Contact Network in Ground Fissure Section

CHENShanle，QINJianwei

(China Railway Engineering Consultants Group Co.,Ltd.，Beijing 100055，China)

This paper analyzes the influence of cracks on catenary. Technical schemes combined with the tunnel structure in the crack section，the contact line in the section along the crack are discussed and compared，and a practical and feasible scheme is put forward.

ground fissure ; Contact Network ; technical scheme

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2017.01.003

2017-02-13

陈善乐(1983—)，男，工程师，学士，研究方向：城市轨道交通接触网，电子邮箱：174832998@qq.com。 秦建伟(1986—)，男，工程师，学士，研究方向：城市轨道交通接触网。

U225.42

A

2095-5383(2017)01-0012-04