铁路综合接地施工技术与质量控制

马红艳

（中铁四局集团第四工程有限公司，安徽 合肥 230009）

2005年6月11日，石太高速铁路开工建设，这也标志着我国高速铁路的发展渐渐进入了快车道。为了更合理地分配有限资源，铁路的建设模式由客货共线向客货分离形式转变，快速、高效率的铁路运输不但满足了社会的高速发展，而且经济实用，大大节约了资源。为满足高速铁路的安全运行，铁路综合接地施工技术必须顺势而行，为铁路安全运行提供保障。

目前，我国在京津城际铁路引进德国综合接地概念设计方案的基础上，结合国内ZPW 2000轨道电路、无砟轨道及有砟轨道的实际应用需求，设计了符合我国国情的综合接地技术，经过京津城际、京广、郑西、哈大、宁杭等客运专线工程实施中的消化、吸收和创新，形成了具有自主知识产权的客运专线综合接地技术体系。

1 工程概况

新建吉林至珲春铁路客运专线JHSI标段正线长37.588km，其中桥梁长11290延长米/17座，隧道长12537延长米/8座，路基长13761延长米。全线采用最新、成熟的综合接地施工技术方案。

2 技术方案及控制要点

2.1 综合接地系统功能

（1）确保接触电压不高于规定值，保证人员安全，体现以人为本的理念。

（2）保护轨旁设施不因雷击、电弧放电而损坏。

（3）改善轨旁设备的电磁兼容环境，使设备稳定工作。

2.2 施工方案及其特点

（1）施工方案。①桥梁地段：利用桥梁深达几十米的桩基础竖直钢筋作为接地极，或利用墩台扩大基础中的纵横结构钢筋作为水平接地极。②路基地段：利用国内新型材料贯通地线电缆（电缆用导电高分子护套包裹）和接触网（深达数米的钢筋混凝土桩基础）内桩基础竖直钢筋分别作为水平和垂直接地极，通过全线敷设的贯通地线将每个接地极连接起来（桥隧地段敷设于电力电缆槽中，路基地段必须敷设于电缆槽下），形成贯通客运专线全线的综合接地公共接入平台。该方案的施工结果已经过武广、郑西客专的运行测试，接地电阻在0.3～0.9Ω。

（2）客运专线综合接地系统实施方案的特点。①利用数量多、大体量结构物中的结构钢筋作为自然接地体，确保接地性能；②在器材材质的选择上，参照国际标准选择耐化学腐蚀和电腐蚀的材料，同时采取防盗措施，从而使交付运用的客运专线综合接地公共接入平台具有免维护的特点。

2.3 施工技术控制

（1）材料控制。①贯通地线：标称截面积35mm2铁路用铜芯环保型防腐导电高分子护套贯通地线（TDHF2 35），其导电高分子护套内部铜缆为绞合导体，外护套为高分子导电塑料护套，沿线路两侧分别铺设。②连接器件：连接器件包括不锈钢接地端子、不锈钢连接线、不锈钢防盗螺栓、C型连接器、L型连接器及线鼻子、防水防腐自粘胶带。③不锈钢接地端子：将钢筋混凝土或基础内的接地设施引出其表面的不锈钢螺套，是专用于综合接地的连接装置，接地端子配置防异物堵塞的孔塞，端子孔规格为M16。④C型连接器（mm2）：一种连接线缆的固定器件（用于贯通地线之间的接续、地线和横向连接线及T形分支引接线的连接，采用专用压接钳压接），压接处应采取防腐措施。⑤不锈钢连接线：桥梁及路基接触网处的接地连接线采用不锈钢连接线，由钢丝绳、线鼻（2个）及配套的防盗螺栓（2个，每个螺栓上配1个弹簧垫圈和1个平垫圈）组成。

（2）接地系统范围。①距离接触网带电体5m范围内的需要接地的设施、设备和金属构件应接入综合接地系统内。②不便与综合接地系统等电位连接的第三方设施（如金属管线、公共电力系统、路外公共建筑物的设施等）必须采取可靠的绝缘或隔离等防护措施。③距离路基20m范围内铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统内。

（3）贯通地线的铺设。①路基地段的贯通地线的铺设。贯通地线的使用环境温度满足-40℃～+60℃的要求，铺设时的环境温度不低于-10℃，弯曲半径不小于其直径的20倍。路基处贯通地线通过分支引接线与上部接地装置连接，两侧贯通地线用横向连接线连接，三线同时敷设，要点如下：第一，确定贯通地线沟槽位置，一般以全线的电缆槽为参照物，确定贯通地线的具体位置，开挖沟槽；第二，路基基床表层填筑压实后，填土路基地段从基床表层顶面向下反挖深0.4m、宽0.1m的电缆沟（硬质岩路基地段在电缆槽下方挖沟，沟深0.2m、宽0.1m）；第三，电缆沟挖好后布放电缆，电缆应平直、无背扣，施工中需保护好电缆外皮的导电塑料护套，贯通地线用“C”形连接器接续延长，每处最少2个；第四，贯通地线上电缆周围要敷设保护性垫土，土料为细粒土（粒径＜5mm，最好过筛），在沟底层回填0.04m厚细粒土，人工夯实敷设电缆，再填0.14m厚细粒土并夯实。贯通地线覆土时要注意预留分支引接线的接口，接口前后0.5m范围内不得覆土，夯实过程中沟槽位置要拉线防护。②贯通地线桥梁段施工。贯通地线由过渡段上桥后在通信信号槽内用“L”形连接器同桥梁预埋的接地端子连接，接好后用防水防腐自粘胶带缠好，需严密、不透水，电缆上方用阻燃布沙袋盖住，进行物理隔离防护。

（4）各接地装置与贯通地线连接。①路基电缆槽、接触网。贯通地线在电缆槽下20cm处埋设，该段贯通地线、分支引接线和横向连接线埋设槽道截面宽20cm、深20cm。分支引接线与贯通地线“T”形连接，垂直向上埋设至电缆槽底约5cm时沿垂直路线方向侧向敷设，至通信信号槽与接触网之间与通信信号槽内路基型接地端子“C”形压接，分支引接线弧形向上同接触网处预埋的桥隧型接地端子栓接。②桥梁综合接地。贯通地线上桥后用L形连接器与箱梁预设的桥隧型接地端子（通信信号槽处）栓接，电力槽内与挡砟墙内预设的接地端子与梁上表层预留的纵向接地钢筋（贯通梁体顶部）焊接，箱梁两侧预设接地钢筋（两侧各1个钢筋）顶端与梁上表层纵向接地钢筋焊接，底端与箱梁底部预设的接地端子（2个）焊接，底部接地端子与桥墩顶帽预设的接地端子通过不锈钢连接线（共2根）连接。桥墩中专设2根接地钢筋，顶端连接墩顶帽接地端子，底端与承台处预设的水平接地极或环接钢筋L形焊接。框架桥在中部顶板设置纵向接地钢筋，电缆槽内与贯通地线的连接同箱梁。超长框架桥带接触网的设置同箱梁。

（5）实际施工中的控制要求。通过工程实践，在实际的施工过程中最主要的施工控制要点：①确保各线路接头处的压接质量，确保贯通地线连接紧密；②施工过程中尽量减少线头或断头，即贯通地线的连接点；③做好贯通地线接头处的防腐处理，防止水等其他不利因素对接头的不利影响，尤其在东北地区的施工，要考虑水的冬季冻胀因素对接头处的破坏，以增加使用寿命；④对各接头处的里程做好标记并详细统计，尤其是路基连接两侧的分支引接线，以便以后的检查和更换；⑤在施工中要加强材料的管理，防止预埋的贯通地线被偷盗。具体而言，有以下三个方面需要特别注意。①贯通地线连接。第一，用刀具环切贯通地线一周，剥掉导电塑料护套，露出8cm长铜缆；用同样方法处理另一根贯通地线。需注意，不可损伤铜缆，降低材料导电面积。第二，将2根剥好的贯通地线端头同时穿入2个C型连接器，C型连接器之间的距离为3～4cm。C型连接器端口朝下，两端的线头端部超出C型连接器端部2mm左右。第三，用手动液压钳进行压接作业，以不小于12t的压力压接，直至压模自动弹回即完成该工序。第四，用防水防腐自粘胶带（不少于20cm）紧密缠绕在接续处，包裹整个外露铜缆，缠绕搭接率需满足30%～40%带宽度，要求完全包裹住接续位置并搭接两侧铜缆护套至少3cm长。缠绕后胶带外观需平整，手摸无明显铜线芯痕迹为合格。其他接头接续方法相同，接头压接施工质量好坏直接影响整个接地系统的电阻值，是整个施工中的关键工序，在东北高寒天气环境中，还需考虑水的冻胀因素对接头的不利影响，需要保证各接头处防水防腐处理的施工质量。②贯通地线的接头数量处理及防盗方法。贯通地线接头处是产生电阻的主要来源，接头愈少电阻愈小，因此在实际施工中要尽量减少不必要的接头，并遵循早施工、快封闭、勤巡查的原则，根据每盘电缆线的长度及施工过程中的实际进度安排施工，整个贯通地线施工工作面至少有1km以上才可埋设。一旦贯通地线开始铺设，为防止其因偷盗割断而产生接头，该段的电缆槽必须在2d内施工完毕，并且要安排专人24h不间断巡查。由于贯通地线属于特殊建材，施工单位可联合警方巡查各垃圾回收场所并告知，以切断销赃源头，并以此警示偷盗者。施工单位要采取多渠道去打击偷盗行为，尽可能避免因接头过多导致综合接地系统电阻过大所带来的返工。综合接地若返工，连带着电缆槽返工，从而极大增加了施工成本，并延误工期。桥梁处的贯通地线铺设要预先在通信信号电缆槽内预留道槽，等路基处的电缆槽施工完毕后用贯通地线连接桥梁两端路基上的预留接头，埋设到道槽内后马上用细石混凝土浇筑即可防止偷盗。③施工组织对贯通地线施工的影响。综合接地是一个系统的工程，在施工过程中任何一个结构物的施工顺序的改变都可能对其质量产生影响，根据实际施工经验，在施工中可按如下顺序进行：路基基床表层大面积成形→接触网施工→封闭路基上预留的便道出口，开挖电缆槽→电缆槽预制件运至施工现场准备铺筑→开挖贯通地线沟槽，大面积埋设贯通地线，预留各处接口（2个接触网之间的贯通地线可用混凝土浇筑）并检测电阻→电阻值测量合格后即组织人、料、机施工电缆槽，尽早形成封闭，防止偷盗（施工期间安排专人巡查）→对各接口进行里程标登记，做好记录。按照以上施工顺序能有效保证贯通地线的施工质量，减少不必要的接头，防止因偷盗而产生的材料缺少和接头的增加。

3 结束语

综合接地施工是一个系统工程，需要各方面的通力配合。只要明确了施工工艺要求，从材料来源上进行管控，从基本手工操作上进行把关，从施工顺序上进行合理组织，掌握必要的施工要点及方法，就能有效控制其质量，从而避免单个工序的施工错误带来的整个系统的返工。对于贯通地线的偷盗问题，除严格按照施工顺序组织施工，不给偷盗者留有机会之外，还需专门组织人员巡查，并且与公安机关大力配合，才能有效防止铁路材料的损失及效益的流失。