地下直徑線隧道內(nèi)剛性接觸網(wǎng)施工技術(shù)探討

馬 雷，孫世斌

地下直徑線隧道內(nèi)剛性接觸網(wǎng)施工技術(shù)探討

馬 雷，孫世斌

分析了北京地下直徑線隧道內(nèi)剛性接觸網(wǎng)施工關(guān)鍵技術(shù)，為今后制定合理的運(yùn)行監(jiān)控和維修策略提供理論依據(jù)，也為業(yè)內(nèi)剛性接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工提供參考。

剛性接觸網(wǎng)；施工；關(guān)鍵技術(shù)；探討

0 引言

北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線（簡(jiǎn)稱北京地下直徑線）區(qū)間線路全長(zhǎng)7.523雙線公里，其中隧道長(zhǎng)7.23雙線公里，隧道內(nèi)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用剛性懸掛方式，隧道外采用柔性懸掛方式。剛性懸掛方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接觸導(dǎo)線不存在張力，無(wú)斷線之憂等特點(diǎn)，并且系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后剛性懸掛在維修維護(hù)方面具備柔性懸掛無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，特別是在我國(guó)后續(xù)城市軌道交通的接觸網(wǎng)系統(tǒng)選型中已經(jīng)開始大量采用，但在國(guó)鐵項(xiàng)目中采用的相對(duì)較少，希望通過(guò)本次北京地下直徑線隧道內(nèi)剛性接觸網(wǎng)施工關(guān)鍵技術(shù)的分析研究，為今后制定合理的運(yùn)行監(jiān)控和維修策略提供一些理論依據(jù)。

1 剛性懸掛接觸網(wǎng)的組成及特點(diǎn)

1.1 剛性懸掛接觸網(wǎng)的組成

剛性懸掛接觸網(wǎng)通過(guò)支持裝置固定于隧道頂部，呈“之”字形布置于軌道正上方。剛性接觸網(wǎng)由支持懸吊裝置、匯流排及其附件、銀銅接觸線、中錨固定裝置、膨脹元件、剛?cè)徇^(guò)渡裝置等組成。

1.2 剛性懸掛接觸網(wǎng)的特點(diǎn)

剛性懸掛接觸網(wǎng)由于接觸導(dǎo)線無(wú)張力，不易發(fā)生斷線故障，且?guī)щ姴考l(fā)生對(duì)地短路的故障概率小，可靠性高，導(dǎo)線磨耗均勻。施工維護(hù)方面具有安裝空間小、結(jié)構(gòu)緊湊、配件少等特點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)在維護(hù)接觸線時(shí)不需拆卸螺栓，維護(hù)工作量少，費(fèi)用較低。匯流排導(dǎo)線容許磨耗50%，在輕微損傷的情況下，車輛可以繼續(xù)低速行駛。根據(jù)線路需要可以連續(xù)設(shè)置錨段，對(duì)隧道下錨空間無(wú)要求，不受長(zhǎng)區(qū)間的影響。

2 剛性懸掛接觸網(wǎng)施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 匯流排安裝

匯流排既作為固定接觸線的嵌體，同時(shí)又作為導(dǎo)電截面的一部分，目前主要有“Π”型匯流排+接觸線、“T”型匯流排+接觸線、第三軌接觸軌等幾種形式。北京地下直徑線采用的是“Π”型匯流排+接觸線的懸掛形式，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 “Π”型匯流排+接觸線的懸掛形式示意圖

匯流排中間接頭是架空剛性接觸懸掛的關(guān)鍵部位，它既要在電氣上起連接作用，確保接觸良好，又要保證被連接的兩匯流排在同一直線上。接頭部位有16個(gè)螺栓，一定要用力矩扳手進(jìn)行檢查和校核，并檢查螺栓的墊片是否齊全和完好。

參見(jiàn)圖2，匯流排中間接頭施工調(diào)整關(guān)鍵技術(shù)：掛點(diǎn)間的距離在500 mm（具體依據(jù)設(shè)計(jì)要求）以上，匯流排終端上翹端距離懸掛點(diǎn)在300 mm以上。

（2）匯流排對(duì)接安裝時(shí)，先將中間接頭安裝在已安裝的匯流排上（注意中間接頭的方向），被安裝的匯流排抬至與已安裝的匯流排在一條直線上，使匯流排2個(gè)“Π”型面密貼，否則安裝后易造成匯流排中間接頭間隙大于1 mm。

（3）緊固匯流排中間接頭螺栓時(shí)必須使用力矩扳手，并應(yīng)循序漸進(jìn)、呈對(duì)角位置進(jìn)行，不要一次性將一個(gè)螺絲緊固到底（緊固力矩為16 N·m），否則易發(fā)生匯流排中間接頭螺栓滑扣現(xiàn)象。

圖2 匯流排中間接頭結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 支撐定位裝置

北京地下直徑線剛性懸掛安裝形式是依據(jù)最大行車速度120 km/h，且考慮今后提速的需要，采用水平懸掛方式，其主要結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。

圖3 支撐定位裝置結(jié)構(gòu)圖

支撐定位裝置施工調(diào)整關(guān)鍵技術(shù)：

（1）隧道吊柱應(yīng)保持鉛垂?fàn)顟B(tài)，其傾斜角不得大于1°。吊柱中心距相鄰線路受電弓中心距離為1 200 mm。

（2）支持裝置各緊固件齊全，安裝穩(wěn)固可靠，澆注水泥部分不得有松動(dòng)和輻射性裂紋。匯流排與彈性線夾之間的滑動(dòng)平滑順暢，金屬件無(wú)銹蝕。

（3）匯流排懸掛彈性線夾表面無(wú)裂紋、無(wú)缺損，緊固件、內(nèi)襯尼龍墊齊全，無(wú)松動(dòng)?？尚D(zhuǎn)部件無(wú)卡滯，滿足溫度變化匯流排正常位移。

（4）對(duì)于可調(diào)式懸臂，其懸臂絕緣子與腕臂連接的絲扣長(zhǎng)度應(yīng)不小于50 mm（腕臂連接絲扣端部50 mm范圍內(nèi)標(biāo)有明顯條狀紅漆，看到該紅漆表明連接絲扣長(zhǎng)度小于50 mm）。

2.3 膨脹接頭

膨脹接頭是連接于剛性接觸網(wǎng)兩錨段銜接點(diǎn)之間的設(shè)備元件。膨脹接頭的安裝一般是在導(dǎo)線架設(shè)完成后進(jìn)行，如果提前安裝，容易造成施工工序之間的反復(fù)進(jìn)行。

參見(jiàn)圖4，其施工調(diào)整關(guān)鍵技術(shù)要求如下：

（1）嚴(yán)格按照膨脹接頭間隙施工表核算每處膨脹接頭跨距內(nèi)匯流排的間隙值，保證膨脹接頭安裝后能夠發(fā)揮作用，滿足匯流排順線路隨溫度變化產(chǎn)生的位移。

（2）膨脹接頭安裝后，必須打磨導(dǎo)線過(guò)渡的部分，并用模擬受電弓反復(fù)測(cè)試，消除硬點(diǎn)形成的因素。

（3）調(diào)整膨脹接頭兩側(cè)各2個(gè)懸掛點(diǎn)的高度和拉出值，高度盡量保持一致。膨脹接頭4 m跨度支撐點(diǎn)處匯流排的拉出值分別為-15 mm及+15 mm，以保證膨脹接頭的部件運(yùn)動(dòng)靈活無(wú)阻。相鄰8 m處兩懸掛點(diǎn)拉出值為±0 mm。

（4）檢查膨脹接頭兩側(cè)懸掛點(diǎn)處匯流排橫線路方向是否軌面連線水平，如果出現(xiàn)偏差，需要調(diào)整固定吊柱化學(xué)錨栓的螺母。

圖4 膨脹接頭結(jié)構(gòu)圖

2.4 剛?cè)徇^(guò)渡元件

剛?cè)徇^(guò)渡元件是剛性懸掛與柔性懸掛的過(guò)渡部分，目的是使受電弓能在2個(gè)剛度截然不同的系統(tǒng)之間順利而平滑地過(guò)渡。剛?cè)徇^(guò)渡元件作為剛性懸掛的核心，是柔性接觸網(wǎng)向剛性接觸網(wǎng)過(guò)渡的關(guān)鍵，必須滿足受電弓彈性變化的需求，其調(diào)整時(shí)關(guān)鍵技術(shù)要求如下：

（1）剛?cè)徇^(guò)渡元件兩側(cè)的拉出值相等，但要保證柔性懸掛的定位器處于受拉狀態(tài)。

（2）柔性接觸網(wǎng)向剛性接觸網(wǎng)過(guò)渡時(shí)，考慮到受電弓的彈性變化，要求剛性接觸網(wǎng)與柔性接觸網(wǎng)之間預(yù)設(shè)1∶300～1∶500的坡度，即剛性比柔性稍高一點(diǎn)，從而可以減輕受電弓從柔性向剛性行駛時(shí)產(chǎn)生的沖擊力。過(guò)渡不平滑時(shí)，一般情況下主要調(diào)整柔性網(wǎng)導(dǎo)線高度至符合技術(shù)要求。

（3）匯流排下錨裝置承受柔性網(wǎng)張力，并使剛性懸掛不受柔性網(wǎng)接觸線張力的影響。若2支“V”型下錨繩張力不等，可能導(dǎo)致匯流排偏斜、扭曲，此時(shí)應(yīng)調(diào)緊受力較小一支下錨繩的調(diào)整螺栓，使2支下錨繩受力一致。

3 結(jié)語(yǔ)

剛性接觸網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)電氣化鐵路建設(shè)中雖然還是屬于剛剛起步階段，但它作為一種新興技術(shù)，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠節(jié)省空間，并且具有載流量大以及安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，相信在不久的將來(lái)可作為一種成熟可靠的懸掛方式在我國(guó)鐵路電氣化建設(shè)中廣泛應(yīng)用。

[1] 薛衛(wèi)星. 牽引供電剛性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)的研究和實(shí)踐[J]. 鐵道機(jī)車車輛，2006，（5）.

[2] 于新泉. 接觸網(wǎng)剛性懸掛施工工藝[J]. 鐵路工程造價(jià)管理，2008，（5）.

The paper analyzes the key construction technology for rigid suspension catenary inside Beijing Underground Diameter Line, providing the theoretical basis for establishing rational operation control and maintenance strategy, also providing the references for design and construction of rigid suspension catenary in this field.

Rigid suspension catenary; construction; key technologies; discussion

U225.2

：B

：1007-936X(2015)05-0007-03

2015-03-06

馬 雷.北京鐵路局北京供電段，工程師，電話：13501073320；

孫世斌.北京鐵路局北京供電段。