地铁车站深基坑综合接地施工技术总结

陈 小 华

(中铁十四局集团第四工程有限公司，山东 济南 250002)

1 工程概况

宁波市轨道交通5号线一期土建工程同德路站是宁波轨道交通5号线第3个车站，起止里程为SDK4+817.638～SDK5+091.138,车站站中心里程为SDK5+017.338，为地下两层标准岛式车站(站台宽度11 m)。车站位于鄞县大道与同德路十字交叉口以南，沿鄞县大道敷设，如图1所示。

建立地铁站综合接地系统，以满足现有强电、弱电专业及其他非电气金属管道的接地要求。它由接地网，接地导线，接地端子排等组成。综合接地系统在防雷电流，防止杂散电流等方面起着紧要作用。它是地铁工程人身安全和设备安全等级运行可靠性的重要保证。

考虑到杂散电流保护的需要，地铁站综合接地系统采用人工接地的方法，而不是采用地铁站结构钢筋作为接地体，综合接地网的人工接地方法基于以下原则：“外引接地，绝缘引入”，即综合接地网主体与地铁站的结构应进行绝缘。如果在综合接地网与车站结构的钢筋之间形成电气连接，它将引起杂散电流向外流动并造成地铁车站结构的钢筋发生电化学腐蚀，对车站主体结构造成危害。

2 技术要求

1)接地网为车站强电系统、弱电系统中各类设备共用的综合接地系统，应满足车站内各类设备的工作接地、安全接地等功能。

2)根据地质勘探资料，同德路站土壤电阻率在车站底板下0.6 m范围内平均值为6.4 Ω·m，石碶站为4.6 Ω·m，雅渡站为8.1 Ω·m。

3)接地网的接地电阻按照不大于1 Ω设计，经计算三个站的电阻设计值均不大于0.5 Ω，满足设计要求。

4)接地网由垂直接地体、水平接地体及接地引出线、接地母排、接地电缆、接地端子箱，见图2。

3 施工工艺流程

地铁车站综合接地装置是一种人工接地体，其位于地铁车站底板下，由水平接地体和垂直接地体两部分组成，露出地面部分通过引线引出。采用止水环对通过地下车站结构层的接地引线进行防水保护。接地网和引线与结构钢筋绝缘。它采用纵横交错的网络布局，交叉处均采用焊接，见图3。

3.1 测量定位

接地施工前根据综合接地网的相关图纸进行测量和布置并在土方收底施工时做好相应的位置测放。主体结构各截面土方开挖完成，基础平整后，测量放线并用白灰撒示出明显标线。

3.2 沟槽开挖

待测量定位完成后，人工配合机械开挖进行。垂直接地体槽上开口800 mm宽，下开口600 mm宽，深度700 mm;水平接地体(均压带)开挖沟槽上口宽800 mm，下口宽600 mm，深900 mm，见图4。

3.3 垂直接地体施工

按测量位置打入垂直接地体(φ50,L=2.5 m纯铜接地棒)，垂直接地体位置放好后使用钻孔机钻钻出直径为150 mm的孔洞，若坑内有积水，需抽出积水后再进行后续施工，将垂直接地体打入地下，回填开挖土。

打入垂直接地体之前,为方便打入和接地网使用中释放电荷,需在其一端预制成锥形形状,另一端覆盖着一个50 mm刚性护套,以防打入时损坏铜棒。接地体垂直铺设孔断面示意图见图5。

3.4 水平接地体施工

水平接地体开沟断面上宽为800 mm、下宽为600 mm、深900 mm的梯形。将沟槽内的水抽排干净，将铜排放入沟内，按相关要求焊接。水平接地体为TMY50×5 mm(铜棒)，垂直铺设。其余位置水平接地体沟槽深度为700 mm，见图6。水平接地体在底板垫层下600 mm，若底板或底板下翻梁底标高调整，需保持0.6 m的相互关系不变。为保证接地体处于回填土中，用小石块对不同位置进行支撑，使其高于沟槽底面10 cm，以便回填土包裹住水平接地体，回填土采用粘土回填，并分层采用小型蛙式打夯机结合人工夯实。

3.5 接地引出线

当接地引线穿过结构底板时，外套φ100 mm厚4 mm的非磁性不锈钢管保护，中间部分焊接一根φ292 mm厚1 cm的退磁不锈钢板作为止水环。为防止漏水，止水环密封焊接在钢管外壁上。钢管需高出土建结构面10 cm，钢管外表涂防锈漆。钢管内填充致密环氧树脂，需进行0.3 MPa水压试验且无渗水现象。管内装有3处绝缘固定块，φ100 mm厚20 mm，材质为硬质尼龙板固定扁铜。接地引线预留长度出钢管400 mm。接地引出线在工厂加工完毕，安装完后见图7，施工前运送至现场安装。

3.6 接地引出线与母排连接

主体结构完成并且站台板施工完成后,把接地母线固定在站台板支撑墙或底板的纵梁侧面，最后把接地引出线固定在接地母排上方位置，综合接地施工完成。其中同德路站均采用P1～P3为强电系统接地引出线，S1～S3为弱电系统接地引出线；强电、弱电接地引出线沿水平接地体距离应大于20 m。

3.7 接地电阻测试

综合接地按主体结构分段，对施工完成后的综合接地系统的接地电阻进行测量，计算整个地铁车站综合接地系统的电阻值是否满足要求。若测得的电阻值不符合设计要求，需在剩余接地系统的铺设中采取延长个别垂直接地电极和回填低电阻的土壤等补救措施，以降低接地电阻，直到满足设计要求。

4 各组件连接方式

4.1 组件连接方式

连接方式一：水平接地体之间的一字连接，见图8。

连接方式二：水平接地体之间的连接(对接、十字连接)，见图9。

连接方式三：水平接地体与垂直接地体之间的连接，见图10。

4.2 焊接施工流程

焊接前，对模具进行加热并去除水分问题;清除焊渣和氧化层。

1)在放热焊接施工前，要对焊接部位用喷灯对焊接模具进行加热，去除水分后再使用。加热点需覆盖模具全部表面，聚焦于模具型腔与反应型腔。相应加热时间为10 min。

2)用砂纸清洗焊接位置。

3)施工接地铜母线前，要对施工人员进行操作技术交底，考核合格后方可施工。两人一组，戴上防护装备(眼镜、手套)。

4)使用焊接模具前，应检查模具内表面是否有焊渣等凝固物并及时清理，避免焊接模具开闭面粘连不良，形成缝隙，导致熔焊时候铜水流出。若发现开合表面损坏，应及时更换焊接模具。

5)将焊接部位擦拭干净放置于模具内，模具固定稳固后，查看连接体端部间隙是否位于模具型腔中心，模具是否夹紧至锁紧位置；安装稳固后方可进行后续操作。反应过程中观察模具是否有明显间隙防止料浆泄漏(如有需要，可使用填缝胶)。

6)添加反应粉,首先将金属垫片放置到模具反应腔底部防止药剂流入反应腔。然后慢慢倒入火药，注意在火药的底部有一个薄而透明的小塑料带，里面有点燃火药的木炭。把它盖在火药上，均匀地展开，盖上盖子。

7)进行火焊时，操作者站在模具点火口一侧，点燃点火粉。放热焊剂在焊接模具的反应腔内发生剧烈的化学反应并产生剧烈的燃烧。

8)拆模清洗。剧烈燃烧完成5 min后，打开模具，用刷子小心地刷掉导体上和模具里的渣，直到渣完全刷掉，供下次使用。

5 施工注意事项

1)施工要满足GB 50169—2016电气装置安装工程接地装置施工及验收标准的要求。

2)水平接地体、均压带在车站结构底板及下翻梁垫层下的埋设深度为0.6 m,过下翻梁处、废水池等处接地体、均压带应做到平滑敷设、可靠连接。

3)组成接地网的水平接地体、垂直接地体在施工时,连接处均采用放热焊工艺。在施工过程中,严格按照放热焊施工工艺要求进行,所有焊接必须牢固可靠、无虚焊。

4)接地网施工要在结构底板施工前进行,施工过程中必须严格检査各连接点,严防脱焊、虚焊。

5)凡是需要现场开孔、焊接的零件,在开孔、焊接后应先刷一层防锈漆,后刷两遍富锌漆。

6)人工接地网施工时,应避开地下管线。垂直接地体的安装位置可根据土建情况局部调整(垂直接地极互之间的间距如设计无要求,一般不小于5 m),同时应对地下管线按管线的防护要求采取防护措施。

7)人工接地网施工与土建施工交叉进行,应注意协调配合。如果与建筑物基础、反梁等发生冲突,接地网应局部避让,但不能影响整体方案。

8)垂直接地体为紫铜管接地棒,施工过程应加强对镀层的防护,防止碎石等对镀层产生破坏,不应使用镀层损坏的紫铜管接地体。

9)接地网可分段施工，相应段落完成后对分段接地网进行电阻测量,并将测量结果告知设计,由设计对整体接地网的接地电阻进行测算。

10)接地引出线在现场制作时,需加强与保护钢管的绝缘,并尽量使两者不接触。

11)整个接地装置施工完成后必须进行接地电阻的测量,接地电阻应不大于1 Ω。完工后实测接地网电阻需要第三方资质单位出具检测报告。接地电阻的测量方法按照DL/T 475—2017接地装置特性参数测量导则进行。

6 实施效果

在施工结构底板垫层前，该地铁站开始施工综合接地网。整个施工过程快速高效，底板浇筑完成后实测接地网电阻为0.4 Ω，符合要求。

7 结语

随着近几年地铁施工的大量实施，作为防雷接地的综合接地网施工显得极为重要。此站正是通过综合接地网施工过程中的技术总结，加快了深基坑综合接地网的施工效率和工程质量。通过本工程综合接地网的施工实例为后续深基坑综合接地网施工提供有力的技术支持。