長大坡道隧道內接觸網下錨補償裝置安裝安裝工藝及質量控制要點

徐光紅，王位，付寶寶

（中國鐵建電氣化局集團北方工程有限公司，山西 太原 030000）

接觸網下錨補償裝置在我國鐵路電氣化工程中得到了廣泛的應用，積累了較多的施工和運營維護經驗。但由于西成高鐵穿越秦嶺隧道群這一天險的特殊的地理環(huán)境，尚無在類似秦嶺隧道群如此長大坡道條件下的接觸網下錨裝置安裝的施工及維護經驗。作為接觸網關鍵受力部件，對整個接觸網系統(tǒng)的安全性能、張力以及懸掛系統(tǒng)起到特別重要的作用，接觸網下錨裝置的施工質量關乎整個接觸網系統(tǒng)的運行安全。本文針對西成高鐵秦嶺隧道群的長大坡道隧道內接觸網施工，做出了相對應的長大坡道隧道內接觸網下錨補償裝置安裝工藝及質量控制要點，保證了西成高鐵的運行安全。

1 工程概況

西成高鐵位于陜西省南部和四川省中北部地區(qū)，行經秦巴山地，連接關中平原、漢中盆地和成都平原。線路北起西安，向南經西咸新區(qū)、安康及漢中進入四川省境內，后經廣元至江油與綿成樂客專相接抵成都。西安至江油段線路全長約510km，其中陜西省境內約343km。

線路自西安北客站引出，沿西漢高速公路溯澇峪而上以長14．8km特長隧道（大秦嶺）穿越秦嶺，后以特長隧道群（15．9km的天華山隧道、15．2km老安山隧道、14．2km 得利隧道、13．1km 的福仁山隧道、9．3km 羅曲隧道）斜穿嶺南條帶狀分布的支脈經佛坪至洋縣進入漢中盆地，后向西經城固至漢中，與陽安線并行接入漢中車站，出站跨漢江后取直經寧強，翻越米倉山后進入四川境內。

西安至成都鐵路客運專線陜西段境內長度大于10km的隧道7座，總長98．228km，45km為25‰的長大坡道隧道，全線最長隧道為15．974km的秦嶺天華山隧道。

2 長大坡道隧道內環(huán)境對接觸網系統(tǒng)的不利影響

本區(qū)段線路已進入秦嶺山區(qū)，秦嶺隧道群區(qū)域長，總長98．228km，45km為25‰的長大坡道隧道，全線最長隧道為15．974km的秦嶺天華山隧道，大坡道隧道對接觸網懸掛系統(tǒng)安全性能要求更高、對接觸網張力要求更加嚴格、對接觸網弓網關系要求更加苛刻。進入秦嶺山區(qū)，由于秦嶺山區(qū)野生動植物種類繁多，因此我們也要做好對生態(tài)環(huán)境的保護。

3 施工程序與工藝流程

3.1 施工程序

下錨補償裝置安裝的施工程序為：承力索下錨棘輪底座安裝、接觸線下錨棘輪底座安裝、棘輪組與固定底座連接、棘輪組與接觸網連接、棘輪裝置調整。

3.2 工藝流程

（1）工藝流程圖（圖1）。

圖1

（2）施工準備。①對安裝作業(yè)人員進行技術交底和安裝培訓，使其清楚安裝技術標準和安全注意事項，合格后方可上崗。②按施工計劃從庫房領取安裝所需材料，并進行外觀檢查，檢查棘輪轉動是否靈活等。③檢查棘輪型號，輪體大小輪補償繩纏繞正確，補償繩無扭勁、扭絞現(xiàn)象，對穿入楔形線夾內的楔子與補償繩回頭應連接牢固，無松脫或散股現(xiàn)象。

（3）承錨底座和線錨底座的安裝。隧道內承錨底座和線錨底座是采用化學錨栓安裝，各底座的安裝效果見圖2，底座安裝位置尺寸根據(jù)設計施工圖安裝，此尺寸是理論安裝尺寸，安裝時注意選擇上下行的不同底座，底座安裝后要求底座的邊緣要水平，上下底座平面的距離為500mm，如果隧道斷面或化學錨栓距離等有較大的誤差，應重新調整計算，特別注意化學錨栓的嚴重傾斜與錯位，當超過承錨和線錨底座上的長腰調節(jié)孔的調整限度時，強行的安裝會使棘輪軸在垂直方向傾斜超差，最終使棘輪無法調整到位，這會給以后的棘輪精調帶來很大的麻煩，同時不符合要求的安裝會造成嚴重的安全隱患，在安裝之前要對化學錨栓進行仔細檢查。

圖2 隧道內承錨和線錨底座安裝效果圖

3.3 墜砣限制架的預裝

墜砣限制架也是在化學錨栓上進行裝配，具體尺寸可參照圖紙要求，由于是預裝配，墜砣限制架會在以后根據(jù)棘輪和墜砣裝配的實際位置進行調整，但此時就應要求橫平豎直；同承錨和線錨底座一樣，墜砣限制架所用的化學錨栓也要仔細檢查位置是否正確，位置超差會使墜砣限制架出現(xiàn)懸空或無法調整垂直，特別是上支架上需要裝配墜砣轉向輪，此位置的高低和傾斜會影響轉向輪的調節(jié)，嚴重影響棘輪補償系統(tǒng)的傳動效率。

3.4 轉向輪組件的安裝

轉向輪組件安裝于隧道內軌面到上，盡管設計的轉向輪支架上下、左、右以及旋轉可調，但這些均是用來彌補已有零件加工誤差的，實際安裝時，任何時候都要保證轉向輪處于垂直位置，保證經過轉向輪轉向后的補償鋼絲繩鉛垂向下，安裝后出現(xiàn)傾斜會帶來鋼絲繩的偏磨，嚴重影響棘輪補償?shù)膫鲃有?，更重要的是過大傾斜會改變轉向輪的受力方向，破壞轉向輪，而且會使墜砣補償繩滑出槽道，造成嚴重的安全隱患；根據(jù)環(huán)境溫度、補償距離確定補償繩留在棘輪大小輪上的補償繩圈數(shù)（圖3）。

3.5 棘輪裝置在承錨或線錨底座預裝與檢驗

在棘輪預裝到承錨或線錨底座上時，承力索或接觸線尚未放線拉緊棘輪的平衡輪補償繩，棘輪會自然下垂，輪齒掛接在止動板上，由于工廠棘輪裝置供貨狀態(tài)的止動板螺栓可能并未擰緊為避免止動板滑脫，此前應將止動板預調伸出約10mm左右，固定螺栓，此非最終的調整位置，僅用于棘輪的預裝配。

圖3 補償繩留在棘輪大小輪上的補償繩圈數(shù)溫度曲線變化表

將棘輪裝配到承錨（或線錨）底座上，使棘輪的棘齒可靠卡在棘輪支架的止動板上，也就是止動狀態(tài)，此時輪齒與止動板應均勻、對稱接觸，使用線墜和卷尺檢查棘輪有無偏斜，如有偏斜現(xiàn)象應進行調整，可使用榔頭敲擊止動板或木錘敲擊棘輪本體，測量棘輪體雙邊的對稱度，如果出現(xiàn)明顯的不對稱，應檢查棘輪支架、棘輪框架等是否變形，另外要檢查棘輪立軸與承錨或線錨底座的安裝板配合，在能保證靈活轉動的前提下盡量減小裝配間隙，此棘輪立軸的精確調整等到墜砣加載以后較為方便。

3.6 墜砣串組件的裝配

配重的要求與張力一致，為20+25kN（包括墜砣底板組件、吊桿、滾輪架組件、連接螺栓組件、限位夾、雙耳楔形線夾、部分補償繩及壓線夾等等），一定要認真選配，碼放整齊，左、右高度一致，重心平衡，特別注意墜砣片的長度、厚度和平行、平面度一定要應符合設計要求，尺寸的超標、不平整不僅引起安裝的不穩(wěn)定和不平衡，還會引起滾輪支架的傾斜，墜砣串無法正常在軌道內滑動，造成死錨，而且墜砣串的總高度可能會影響到補償?shù)男谐?，甚至會影響到整個系統(tǒng)的參數(shù)。

3.7 墜砣組件的安裝及墜砣限制支架的預調整

棘輪墜砣端補償繩從棘輪座架中間穿過通過轉向輪后連接墜砣組件；采用起吊設備或手扳葫蘆將墜砣串吊起，根據(jù)設計院給出墜砣安裝高度的要求調整雙耳楔形線夾的夾線位置，安裝后墜砣串要保證能夠在極限溫差內使上下移動有對稱的余量空間來考慮，墜砣串與棘輪的墜砣補償繩連接后，應使墜砣串緩慢施力到棘輪補償繩上，且注意猛然的墜落會破壞棘輪及補償繩，同時也會給施工造成極大的安全隱患，棘輪墜砣懸掛后，應注意使墜砣固定架的滾輪正確滑入槽鋼滑道，避免尼龍滾輪與槽鋼的碰撞。理想的墜砣狀態(tài)應該是滾輪與槽鋼槽道單邊輕輕接觸，游離于槽鋼之間而不受力，承錨和線錨墜砣串的安裝一般是上底面平齊，這應根據(jù)設計院或現(xiàn)場實際的施工工藝要求進行。

墜砣施力后，應首先檢查墜砣限制架的導向槽鋼與墜砣補償繩的自然下垂狀態(tài)是否平行，上部轉向輪是否傾斜，墜砣限制架是否與墜砣補償繩對中，如有問題必須馬上調整，此調整要配合棘輪補償裝置，在確保棘輪的輪齒對稱卡住止動塊的條件下，此調整盡管不是最終的調整，但一定要使墜砣限制架和轉向輪可靠居中，無偏斜、無偏力，見圖4。

圖4 墜砣串安裝調整圖

3.8 棘輪下錨安裝

由于隧道內化學錨栓時可能出現(xiàn)誤差，所以往往需要在承力索上增加一段輔助線來達到安裝后的絕緣子對齊，加之由于隧道內空間有限，承力索和接觸線距離隧道壁較近，根據(jù)最小絕緣距離要求（有的地方要求安全通道上方實現(xiàn)無電區(qū)），有可能需要在接觸線的下錨端也增加一段附加延長線，因此需要在下錨接觸線和承力索時，要留有足夠的導線預留長度；同隧外一樣，接觸線（或承力索）與棘輪連接預裝臨時使用雙耳楔形線夾代替，待承力索（或接觸線）經過預拉伸（或超拉伸）穩(wěn)定后，在精調后卡絕緣時再斷線安裝絕緣子和更換錐套式終端錨固。

在棘輪補償加載后，在起錨和落錨端應同時人工使墜砣全行程上下移動數(shù)次，觀察棘輪的運轉情況，補償鋼絲繩是否卡滯，棘輪立軸轉動是否靈活等等，然后將棘輪調整到合適的部位。由于中心錨結未安裝，棘輪雖能夠自動補償，但起錨和落錨端很難絕對的平衡，因此為避免墜砣落向一端，應盡快安裝中心錨結。

中心錨結完成之后，就可以單獨對一端的棘輪補償進行運行試驗，人工全行程使接觸線和承力索的補償墜砣組件上下移動10次以上，使所有的補償繩以及接觸線和承力索得到延伸和釋放，檢驗補償裝置的工作，特別是補償繩是否工作在輪槽中，棘輪體是否偏斜，墜砣組件是否正確工作在導向槽鋼內，墜砣繩的走向是否在棘輪支架的中間，轉向輪的位置和方向是否正確等等，如有問題，必須重新調整。

棘輪加載補償后，經過一段時間的預拉伸或超載運動后，棘輪補償趨于正常，承力索或接觸線拉伸蠕變穩(wěn)定，此時就可以進行初步精調安裝。

（1）調整棘輪立軸的垂向角度。通過調整棘輪支架下方的調整板進行調節(jié)棘輪體立軸的垂向角度，使墜砣補償繩處于棘輪座架的中間，避免發(fā)生偏磨；由于隧道內承力索一般為降低落錨（下錨點較承力索座低），接觸線為抬升落錨（下錨點較錨支定位卡子高），因此可以根據(jù)降低和抬升量適當調整棘輪立軸的角度。

（2）精調整墜砣限制架和轉向輪。在棘輪裝置加載受力后，檢查轉向輪的方向與位置，墜砣組件在墜砣限制架中的位置等等，并根據(jù)補償墜砣的位置和偏移量，在隧道壁上做出標示，然后是用手板葫蘆等設備將墜砣組件吊起，調整墜砣限制架的位置和轉向輪的安裝，保證墜砣組件的左右、前后側滾輪均勻地布置在導向槽鋼內，并能上下移動自如、靈活，特別是轉向輪的方向和位置，其旋轉的方向一定要與墜砣繩的方向一致，側向受力是不允許的，精密的調整會使棘輪補償性能大大提升。

（3）調整止動板。并調整止動板與棘齒間隙，正常安裝狀態(tài)下，可調止動板與棘輪輪齒之間保持有15～20mm的間隙，且間隙均勻，螺栓緊固力矩為44～56N·m。然后安裝安全防護板按照螺孔位置裝配在墜砣限制架上。在張力狀態(tài)下，對所有連接螺栓再次緊固，螺母的緊固力矩按TB/T2073執(zhí)行。最后保證達到緊固力矩要求（M24螺栓200N·m，M20螺栓120N·m，M16螺栓為70N·m，M12螺栓為44N·m）。

4 結語

自承導線架設施工以來，我單位堅持按照上述施工質量控制要點進行施工，秦嶺隧道群接觸網下錨裝置安裝質量得到了有效控制和保證。在長大坡道的秦嶺隧道群里，接觸網的安全性能、張力、懸掛系統(tǒng)得到了很好的保障，解決了長大坡道隧道對接觸網下錨裝置安裝的影響，施工的同時也對生態(tài)環(huán)境做了相應的保護，效果良好。