铁路车站路基地段电缆槽设置方式探讨

2022-01-06 02:20姚传开
大科技 2022年3期
关键词:水沟支柱接触网

姚传开

(中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610031)

1 概述

在高速铁路及200km/h 客货共线铁路中,电缆槽设置在路肩处,并置于接触网支柱外侧,路基半宽包含电缆槽结构宽度。在单线铁路设计中,站后电缆以往多采用直埋方式,但是根据运营部门反馈情况,电缆直埋维护、更换极为不便,极力要求电缆入槽。本文以车站范围内路基地段电缆槽设置为例,探求其在不同等级铁路上的设置方式,以求达到减少工程投资且方便运营维护的目的。

2 路基半宽

2.1 双线铁路

图1 为一般高速铁路车站路基地段半宽组成情况,电缆槽置于接触网支柱外侧,路基半宽L 为股道中心至电缆槽结构外侧距离,取值为4.6~5.2m 之间。

图1 高速铁路车站范围路基地段路基半宽

因高速铁路需要设置综合接地,站后接口多,电缆需多次过轨,为避免电缆槽频繁上下路基跨越水沟、涵洞等造成后期运营维护困难等问题,电缆槽置于路肩是合理且必要的。

图2 为一般双线客货共线地段路基半宽组成情况,电缆槽置于接触网支柱外侧,路基半宽L 为股道中心至电缆槽结构外侧距离,因接触网支柱的尺寸及大机养护作业的需求,加之电缆槽置于路肩处,路基半宽一般取值不小于5.9m。此种设置方式虽然方便了运营部门后期维护管理,但土建工程将大大增加,在山区铁路中尤其明显,不尽合理。

图2 双线客货共线铁路车站范围路基地段路基半宽

2.2 单线铁路

图3、图4 常用于单线客货共线铁路地段路基,因电缆槽采用直埋方式,路肩地段无电缆槽,路基半宽一般采用3.9m。根据现场实际,运营部门对电力、通信信号等电缆采用直埋方式普遍持反对意见。在很多单线铁路建设项目站前土建工程已经完成后,站后相关工程方才实施,电缆槽如何实施,无统一做法。以下将对现场电缆槽采用的各种实施方案及存在的问题做系统梳理,并提出其实可行又经济合理的电缆槽设置方案。

图3 单线铁路车站范围路基地段填方路基半宽

图4 单线铁路车站范围路基地段挖方路基半宽

3 电缆槽置于水沟平台

3.1 平台之下

电缆槽在挖方地段置于水沟外侧平台之下,如图5 所示,在填方地段置于水沟内侧平台之下。在客货共线铁路地段一般要求水沟平台采用浆砌片石或混凝土进行封闭,若现场已经完成硬化面再开挖设置电缆槽,则会造成工程废弃,因此电缆槽若采用此种设置形式须在施工图设计阶段予以明确。但此种设置方案存在如下问题。

图5 电缆槽置于水沟平台之下

(1)因电缆槽的底部净宽一般不小于0.4m,水沟净深一般不小于0.6m,在水量较大时流水容易倒灌至电缆槽,在雨量充沛地区电缆易长期处在侵水环境。

(2)边坡排水一般采用集中汇集再通过延长水槽引入水沟,但在未设置延长水槽地段,边坡排水则直接进入电缆槽,再通过泄水孔引入水沟,如此则电缆亦将长期处在侵水环境。

(3)当电缆需要在路肩上过轨时,在挖方地段电缆槽需要跨越水沟引入电缆井,不方便后期维护;填方地段电缆槽需要线沿边坡向上引至电缆井,根据现场情况看,沿边坡设置的电缆槽稳定性不佳,易脱落。

(4)填方地段电缆槽跨越涵洞需呈“几”字形绕行,如图6 所示,电缆槽与涵洞衔接部分不易封闭,在涵洞帽石地段电缆槽只能置于帽石之上,不易固定,且影响防护栅栏设置。

图6 电缆槽绕涵洞布置

根据运营单位反馈情况,该设置方案弊端较多,电缆长期处于水中,容易老化,电缆槽上下路基边坡稳定性较差,后期养护困难,不建议采用。

3.2 平台之上

因电缆槽置于水沟平台之下存在诸多问题,考虑将电缆槽置于水沟平台之上,如图7 所示,将电缆槽置于水沟沟壁外侧,电缆槽与边坡之间填平,上部采用水泥砂浆封闭,以确保边坡排水顺畅。

图7 电缆槽置于水沟平台之上

在施工图设计阶段,为保持边坡的稳定性,需要设置主骨架基础,而骨架基础只能设置于边坡开挖底部,因此该电缆槽设置方案需要在边坡施工完成后方能实施,但回填土又将骨架基础及延长水槽覆盖,造成工程废弃,故施工图设计阶段不应采用此方案。该方案尚有如下缺点。

(1)电缆槽与水泥砂浆封闭共同形成水沟平台,根据工务养护需要,此平台用于人行或维修用小推车,因电缆槽置于沟边稳定性相对较差,根据运营部门反馈,此种设置方案电缆槽易出现垮塌,存在安全隐患,仅在平台利用极少的地段方可采用,不能普遍适用。

(2)该方案同样有电缆槽上下边坡及绕行涵洞问题。

综上分析,电缆槽置于水沟平台处均属无奈之举,存在问题较多,不利于运营维护,且有一定的安全隐患,不可普遍采用。

4 电缆槽置于路肩

单线铁路为尽可能节省工程投资,路基半宽满足必要条件即可,因此在有限的路基半宽情况下放置电缆槽,则电缆槽与接触网支柱有干扰,但可采用将电缆槽沿接触网支柱靠股道一侧绕行的方式,如图8 所示。

图8 电缆槽绕行接触网支柱

该方案路基半宽采用3.9m,电缆槽绕行接触网支柱地段宽度采用0.72m,道砟坡脚采用挡砟块收坡,非接触网支柱地段电缆槽沿路基内侧布设。此种布置形式可以有效避免电缆槽不在路肩地段的问题,但同样存在一定的缺点。

(1)电缆槽在绕行接触网的前后约4m 范围内影响路基面排水,根据现场实际经验,可以将绕向地段电缆槽底部设置向两侧略微倾斜的纵坡,但整体美观略差。

(2)根据铁路股道传力情况分析,传力线为轨枕按1:1 的坡度向下发散,电缆槽结构强度较弱,无法长期保受压,久之必将影响行车安全。为确保电缆槽不在传力线范围内,其宽度最大不可超过0.8m,但是在车站范围内电缆相对区间较多,电缆槽结构宽度一般采用1.07m,因接触网支柱一般按50m 间距设置,电缆槽需多次绕行接触网支柱,难以满足电缆布设需要。

结合运营部门要求及现场实施经验,建议可采用电力电缆槽与通信信号电缆槽分开设置形式,如此即可避免电缆槽置于水沟平台的各种问题,亦可解决电缆槽宽度较宽而受压损坏问题,同时可以有效隔离强电、弱电,且该实施方案无须额外增加路基宽度,如图9 所示。

图9 单线铁路路基两侧分别设置电缆槽示意图

分开设置后电力电缆槽结构宽为0.5~0.6m 可满足电缆放置需求,通信信号电缆槽结构宽度0.5~0.7m 可满足电缆放置需求。

单线客货共线铁路在施工图设计阶段一般仅在短路基(长度小于200m)地段设置电缆槽,在实际建设过程中运营单位根据要求提出需要设置电缆槽,可采用路基两侧分开设置电力电缆槽及通信信号电缆槽,在土建工程实施完毕后,在路基基床表层再开挖0.5m 深即可满足电缆槽要求,靠护肩地段需将电缆槽泄水孔与护肩泄水孔对齐布置。

5 结论

电缆槽是铁路的重要组成部分,根据运营部门近几年反馈情况看,电缆槽设置不尽合理,本文通过对现场实际采用的电缆槽布设各种方式的分析,提出切实可行而又经济合理的布设方案,具体如下。

(1)高速铁路电缆槽设置于路肩上,按其结构尺寸确定路基半宽。

(2)双线客货共线铁路根据运营单位需要可将电缆槽置于路基一侧,路基半宽包括电缆槽结构尺寸,另一侧按不设电缆槽确定路基半宽。

(3)单线铁路电缆槽宜采用将电力与通信信号电缆槽分别设置于路基两侧,路基半宽按接触网支柱设置要求确定,无须额外增加电缆槽结构宽度,电缆槽置于护肩内侧,有接触网支柱地段电缆槽沿股道一侧绕行。

(4)在营业线及路基表层不宜二次开挖的情况下,电缆槽可局部采用置于水沟平台或边坡分级平台之上,但不应普遍采用。

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