石武客運(yùn)專線鄭武段站前工程信號接口預(yù)留研究

池春玲

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司通號處,武漢 430063)

石武客運(yùn)專線鄭武段正線大、中橋梁共計(jì)167座,長度總計(jì)為330.107km,占本段線路長度69.95%;全線隧道共38座,長度總計(jì)38.931km,占本段線路長度8.25%。為了滿足站前工程施工完后不二次開挖的要求,信號專業(yè)需要在站前工程綜合考慮預(yù)留條件。主要介紹信號專業(yè)在橋梁、隧道及路基地段電纜槽、手孔預(yù)留,過軌預(yù)埋,綜合接地貫通地線、分支引接線及接地端子等的預(yù)埋,橋梁地段電纜上下橋的條件預(yù)留等。

1 橋梁地段接口預(yù)留

1.1 電纜槽與過軌的預(yù)留

橋梁范圍內(nèi)要求沿線路兩側(cè)預(yù)留信號電纜槽,區(qū)間一般采用通信、信號電纜合槽方式,電纜槽凈寬度為350mm,電纜槽設(shè)蓋板。若車站在橋梁范圍,由于到了站內(nèi),信號設(shè)備電纜較多,站內(nèi)信號電纜槽宜單設(shè),具體的寬度需根據(jù)站場規(guī)模確定。不同線路形式的電纜槽應(yīng)平順連接,彎曲角度不小于120°。電纜槽的排水由橋梁專業(yè)統(tǒng)一考慮。

橋梁地段區(qū)間一般可不設(shè)過軌,上下行線信號設(shè)備電纜分別置于線路兩側(cè)預(yù)留的電纜槽內(nèi),但對于設(shè)在橋上的車站,則需要考慮過軌鋼管的預(yù)埋,可采用利用梁端預(yù)留孔及梁腹板通風(fēng)孔過軌的方案。橋梁應(yīng)預(yù)留人孔,施工時(shí),人員可通過人孔進(jìn)入箱內(nèi)。

1.2 電纜上下橋槽道預(yù)埋

鄭武客運(yùn)專線橋梁占本段線路長度69.95%,本線有中繼站2、中繼站3、中繼站5、中繼站8、中繼站9、中繼站10～17、中繼站20、中繼站 30及中繼站 31分布在橋梁地段,這些中繼站信號設(shè)備用房位于橋下。為此要求橋梁在指定橋墩(信號提供橋墩號及里程)正面大小里程側(cè),各預(yù)埋2行滑型槽道,槽道間距1.5 m,對應(yīng)梁面預(yù)留鋸齒形缺口。槽道型號:29/20,長5 cm;T型螺栓型號:29/20M12。預(yù)埋槽道可采用鋼筋定位法,即將槽道固定連接在定位鋼筋網(wǎng)上(允許與錨釘點(diǎn)焊連接);混凝土脫模后,剔除待安裝部位的填充泡沫;安裝T型螺栓,水平旋轉(zhuǎn)90°安裝被固定結(jié)構(gòu),扭緊螺母,標(biāo)準(zhǔn)扭矩鎖緊;最后采用高標(biāo)號砂漿封堵其余外露。槽道大樣如圖1所示。

圖1 槽道大樣(單位:mm)

1.3 道岔區(qū)段橋面加寬

普通梁的寬度不滿足道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝限界,對于橋梁范圍內(nèi)出現(xiàn)道岔的情況,應(yīng)將橋面系加寬。防撞墻應(yīng)在轉(zhuǎn)轍機(jī)出現(xiàn)的位置斷開,以保證轉(zhuǎn)轍機(jī)的正常安裝。橋面系加寬的寬度以及范圍、防撞墻斷開的位置由站場和信號專業(yè)根據(jù)道岔布置圖確定,并提供給橋梁專業(yè),橋梁專業(yè)將預(yù)留要求反映在施工圖中。

1.4 綜合接地

橋梁及橋墩上綜合接地需要在站前完成的主要是貫通地線在梁體及橋墩接地極的設(shè)置(結(jié)構(gòu)鋼筋的焊接等)、接地端子的預(yù)留、橋梁和橋墩之間的接地鋼筋連接(用200mm2不銹鋼接地連接導(dǎo)線)。

1.4.1 橋墩綜合接地

樁基礎(chǔ)橋墩在每根樁中應(yīng)有一根通長結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋,在承臺中應(yīng)環(huán)接,橋墩中應(yīng)有2根結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋,一端與承臺中的環(huán)接鋼筋相連,另一端與墩帽處的接地端子相連。

擴(kuò)大基礎(chǔ)橋墩在基底底面設(shè)一層鋼筋網(wǎng)作為水平接地極,水平接地極應(yīng)滿布基底底面;鋼筋網(wǎng)格間距宜按照1m×1m設(shè)置,中部“十字”交叉處2根鋼筋網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)應(yīng)施以“L”形焊接,外圍鋼筋應(yīng)閉合焊接,其他節(jié)點(diǎn)綁扎;水平接地極鋼筋網(wǎng)格的外緣距承臺混凝土底面不大于70mm。橋墩中應(yīng)有2根接地鋼筋,一端與基底水平接地極(鋼筋網(wǎng))中的鋼筋相連,另一端與墩帽處的接地端子相連,以上接地鋼筋均可用基底、橋墩中的結(jié)構(gòu)鋼筋代替。橋墩綜合接地安裝如圖2、圖3所示。

圖2 樁基礎(chǔ)橋墩綜合接地正立面(單位:cm)

圖3 擴(kuò)大基礎(chǔ)橋墩綜合接地正立面(單位:cm)

不管是哪一種基礎(chǔ)的橋墩,橋墩墩帽處需設(shè)置2個(gè)接地端子,用于與梁底接地端子連接。

1.4.2 橋梁綜合接地

橋梁地段貫通地線鋪設(shè)在兩側(cè)的通信信號電纜槽內(nèi)。梁部一共設(shè)置8個(gè)橋隧型接地端子,分別為梁部兩側(cè)防撞墻上2個(gè)、通信信號電纜槽內(nèi)2個(gè)、聲屏障基礎(chǔ)上2個(gè)、梁體底部2個(gè)。

無砟軌道橋梁和道砟厚度小于0.3m的有砟軌道橋梁,在梁體上表層(或保護(hù)層)設(shè)縱向接地鋼筋,分別設(shè)于兩側(cè)防護(hù)墻下部及上、下行無砟軌道底座板間的1/3、2/3處,并縱向貫通整片梁。有砟軌道橋梁應(yīng)利用梁端的橫向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋。橫向接地鋼筋利用梁體中的橫向結(jié)構(gòu)鋼筋,并要求縱向接地鋼筋與梁端的橫向結(jié)構(gòu)鋼筋連接,實(shí)現(xiàn)兩側(cè)貫通地線的橫連。

圖4是無砟軌道箱梁綜合接地?cái)嗝鎴D,其他有砟箱梁、T形梁、連續(xù)梁及鋼桁梁等在此不一一附圖,可參見鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究所發(fā)布的“鐵路綜合接地系統(tǒng)”,圖號為通號(2009)9301參考圖。

2 隧道地段接口預(yù)留

2.1 電纜槽預(yù)留

區(qū)間采用通信、信號電纜合槽方式,電纜槽凈寬度為350mm,不同形式電纜槽之間應(yīng)平順連接,彎曲角度不小于120°,電纜槽的排水由站前專業(yè)統(tǒng)一考慮。

2.2 電纜余長腔

圖4 無砟箱梁起點(diǎn)側(cè)接地?cái)嗝?單位:mm)

隧道長500～1000m時(shí),在隧道中間設(shè)1處電纜余長腔,尺寸為1500mm×1500mm×500mm,余長腔設(shè)蓋板,能開啟防護(hù);對長度大于1000m隧道,需在隧道中大避車洞內(nèi)設(shè)電纜余長腔,每500m設(shè)置1處電纜余長腔。

電纜余長腔設(shè)置處需預(yù)留2根φ100mm的熱鍍鋅鋼管,管壁厚度不小于3mm,與線路兩側(cè)的電纜余長腔連通。過軌鋼管埋設(shè)后,管端兩頭應(yīng)暫時(shí)封堵,以免異物進(jìn)入,每根過軌鋼管內(nèi)留 φ4mm的鐵絲以便穿孔。

隧道內(nèi)過軌示意如圖5所示。

圖5 過軌預(yù)埋平面(單位:mm)

2.3 綜合接地

隧道綜合接地主要內(nèi)容有:貫通地線的敷設(shè);Ⅰ級～Ⅴ級圍巖隧道接地鋼筋的設(shè)置及連接;橋隧型接地端子的預(yù)留;接地鋼筋與貫通地線和接地端子間的連接。

2.3.1 貫通地線的敷設(shè)

隧道地段貫通地線鋪設(shè)在兩側(cè)的通信信號電纜槽內(nèi),并采取砂防護(hù)措施。

2.3.2 接地極的設(shè)置(圖6)

對于一般拱墻設(shè)防水板的襯砌隧道,應(yīng)充分利用隧道的初期支護(hù)錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)或底板鋼筋。Ⅰ、Ⅱ級圍巖有底板鋼筋的隧道及明洞地段,利用隧道底板下層的結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地極;Ⅲ級圍巖隧道,利用錨桿和專用環(huán)向接地鋼筋做為接地極;Ⅳ、Ⅴ級以上圍巖隧道,利用錨桿、鋼拱架(或鋼網(wǎng)片)作為接地極。

隧道底板接地極按照1m間隔選用底板結(jié)構(gòu)鋼筋,即在隧道底板的底層形成一個(gè)1m×1m的單層鋼筋網(wǎng),中部“十字”交叉的兩根鋼筋上的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)要求施以“L”形焊接,其他節(jié)點(diǎn)綁扎;底板接地鋼筋網(wǎng)按照1個(gè)臺車位的長度考慮,間隔1個(gè)臺車位設(shè)置1處。

錨桿接地極以約1個(gè)臺車長度為間隔設(shè)置,用作接地極的錨桿環(huán)向間距要求為2倍錨桿長度;接地錨桿與鋼網(wǎng)片、鋼拱架或?qū)Ｓ铆h(huán)向接地鋼筋可靠焊接。

在兩側(cè)通信信號電纜槽的線路側(cè)外緣各設(shè)1根縱向接地鋼筋,每100m斷開1次。隧道內(nèi)的錨桿接地極、底板接地極和二次襯砌內(nèi)的接地鋼筋等接地裝置均應(yīng)通過連接鋼筋與兩側(cè)電纜槽靠線路側(cè)外緣的縱向接地鋼筋連接。

圖6 隧道初期支護(hù)接地極斷面

2.3.3 接地端子的預(yù)置

從隧道進(jìn)口2m處開始,在兩側(cè)通信信號電纜槽底部,每間隔100m設(shè)置1個(gè)接地端子,小于100m的隧道在中部設(shè)1處。接地端子供隧道接地裝置與貫通地線的連接。

從隧道進(jìn)口2m處開始,在兩側(cè)通信信號電纜槽靠線路側(cè)壁上,每間隔50m設(shè)置1個(gè)接地端子,小于50m的隧道在中部設(shè)1處,接地端子供軌旁設(shè)備、設(shè)施接地。

在每個(gè)專用洞室兩側(cè)壁下部設(shè)置接地端子,供洞室內(nèi)設(shè)備、設(shè)施接地。如圖7所示。

圖7 隧道接地端子設(shè)置局部(單位:mm)

3 路基地段接口預(yù)留

3.1 電纜槽預(yù)留

進(jìn)站信號機(jī)外方(區(qū)間側(cè))線路兩側(cè)均預(yù)留信號電纜槽,采用通信、信號電纜合槽方式,電纜槽凈寬度為350mm;進(jìn)站信號機(jī)內(nèi)方站場兩側(cè)均設(shè)置與區(qū)間貫通的通信信號主干道電纜槽,電纜槽尺寸根據(jù)站場大小單獨(dú)配合,要求信號槽靠近鋼軌側(cè),站內(nèi)通信信號分槽設(shè)置。不同形式電纜槽之間應(yīng)平順連接,彎曲角度不小于120°,電纜槽的排水由站前專業(yè)統(tǒng)一考慮。電纜槽設(shè)蓋板,能開啟防護(hù)。

同時(shí)要求預(yù)留從信號樓電纜間與站臺電纜槽連通的電纜槽,尺寸需根據(jù)站場大小來定。

3.2 過軌預(yù)埋與手孔預(yù)留

3.2.1 區(qū)間及中繼站過軌預(yù)埋與手孔預(yù)留

大于500m的路基,每500m設(shè)置1處過軌,預(yù)留2根φ100mm的熱鍍鋅鋼管,路基過軌處還設(shè)置1根橫向連接過軌防護(hù)管;對于長度大于1km的橋梁或隧道,需在橋隧兩端路基段各設(shè)置1處Ⅱ型電纜井,預(yù)留2根φ100mm的熱鍍鋅鋼管,并與兩側(cè)的Ⅱ型電纜井連通;對于中繼站,線路兩側(cè)路肩均應(yīng)設(shè)置電纜井,中繼站一側(cè)坡腳也應(yīng)設(shè)置電纜井。中繼站路肩手孔間預(yù)埋8根過軌管。從路肩手孔至坡腳手孔預(yù)埋10根過軌管。過軌管內(nèi)徑為100mm,要求距電力過軌管凈距在600mm以上。過軌管埋深由路基專業(yè)確定。每處過軌管兩端均與電纜井連接。如圖8所示。

圖8 路堤及路塹地段過軌預(yù)埋示意(單位:m)

3.2.2 站內(nèi)過軌預(yù)埋與手孔預(yù)留

站內(nèi)過軌相對區(qū)間來說復(fù)雜些,需根據(jù)站場實(shí)際規(guī)模來確定過軌的位置和數(shù)量。每處過軌也是采用φ100mm的熱鍍鋅鋼管,與過軌鋼管連接的電纜手井分大型和小型兩種,其中與電纜槽連通的為大型手井,其余的為小型手井,手井要求采用C15混凝土現(xiàn)場澆筑,手井設(shè)蓋板,能開啟防護(hù)。

不管是區(qū)間還是站內(nèi),預(yù)留過軌鋼管的管壁厚度要求不小于3mm,每根防護(hù)管內(nèi)均預(yù)留2根貫穿鐵絲(φ≥4mm)且在兩端預(yù)留一定的余量,同時(shí)在過軌管兩端應(yīng)用泡沫填充劑或軟布等封堵。

3.3 綜合接地

區(qū)間路基部分綜合接地主要內(nèi)容有:貫通地線埋設(shè),分支引接線埋設(shè),兩側(cè)貫通地線間的橫向連接及接地端子的設(shè)置。車站除上述內(nèi)容外還有信號樓等建筑物接地與綜合接地系統(tǒng)的等電位連接。

3.3.1 貫通地線的敷設(shè)

一般路基地段沿線路兩側(cè)各設(shè)一根貫通地線,位于通信信號電纜槽外側(cè)內(nèi)壁正下方的基床底層中,路堤、土質(zhì)及軟質(zhì)巖路塹地段的貫通地線埋深距基床底層頂面-30～-40cm處;硬質(zhì)巖路塹地段,將貫通地線埋設(shè)于通信、信號電纜槽下約20cm,溝中回填細(xì)粒土。貫通地線的使用環(huán)境溫度應(yīng)滿足-40～+60℃的要求,敷設(shè)時(shí)的環(huán)境溫度不低于-10℃,彎曲半徑不小于其直徑的20倍。

3.3.2 分支引接線埋設(shè)及接地端子預(yù)置

貫通地線通過分支引接線側(cè)向水平引至路基邊坡,沿護(hù)肩底以及電纜槽底引至通信信號電纜槽靠線路側(cè)內(nèi)壁位置,與電纜槽側(cè)壁預(yù)留的接地端子引接線壓接。每個(gè)接觸網(wǎng)支柱處、跨線建筑物處及橋梁與路基、隧道與路基過渡段處各埋設(shè)一根分支引接線,材質(zhì)同貫通地線。

在接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)側(cè)面預(yù)制接地端子,接地端子的連接鋼筋要求與基礎(chǔ)內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋和至少2根接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)螺栓可靠焊接,在每個(gè)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)處的通信信號電纜槽內(nèi)側(cè)壁預(yù)制接地端子,電力電纜槽接地端子原則上約1000m設(shè)置1處,小于1000m的路基段不考慮,大于1000m的路基等分設(shè)置,間隔以不大于1000m為原則;接地端子與接觸網(wǎng)支柱間距應(yīng)不小于20m。接地端子尾端應(yīng)與分支引接線壓接。

通信、信號電纜槽及電力電纜槽接地端子和引接線局如圖9、圖10所示。

圖9 通信信號電纜槽局部斷面

圖10 電力電纜槽局部斷面

4 結(jié)語

在客運(yùn)專線工程實(shí)施中,信號專業(yè)在站前工程的接口預(yù)留遠(yuǎn)不止本文所述,就綜合接地系統(tǒng)來說,還有與軌道、站場及房建(站臺)等專業(yè)間的接口。另外信號設(shè)備用房需要與房建的接口預(yù)留也較多,如溝槽管洞及防雷要求等等。

在站前工程中合理地做好站后接口條件預(yù)留是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作,在站前工程客觀、合理地做好接口預(yù)留,對優(yōu)化設(shè)計(jì)、減少工程投資具有重大意義。

[1] 鐵運(yùn)[2006]26號,鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見[S].

[2] 鐵集成[2006]220號,客運(yùn)專線綜合接地技術(shù)實(shí)施辦法(暫行)[S].

[3] 工管[2006]18號文件,客運(yùn)專線綜合接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(暫行)[S].

[4] 通號(2009)9301,鐵路工程建設(shè)通用參考圖鐵路綜合接地系統(tǒng)[S].

[5] 通路(2008)8401,鐵路路基電纜槽[S].

[6] 鐵建設(shè)[2007]39號,鐵路防雷、電磁兼容接地工程技術(shù)暫行規(guī)定[S].

[7] 鑒信[2007]96號,關(guān)于印發(fā)《鐵路防雷、接地工程設(shè)計(jì)專業(yè)分工及文件編制研討會議紀(jì)要》的通知[S].

[8] 運(yùn)基信號(2008)362號,關(guān)于對鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充規(guī)定的通知[S].

[9] TB10007—2006,鐵路信號設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[10] TB10621—2009,高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S].