鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工研究

徐元成

（中國鐵建電氣化局集團(tuán)北方工程有限公司 山西太原 030024）

1 引言

國家鐵路局提出鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造是推動鐵路系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展的重要手段，在提升鐵路運(yùn)輸能力方面發(fā)揮著積極作用，同時(shí)也可以有效確保鐵路系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。一段時(shí)間內(nèi)，新舊網(wǎng)并有將會影響鐵路電氣化發(fā)展成效，需對接觸網(wǎng)進(jìn)行必要升級改造，以求更好提升鐵路整體運(yùn)輸水平。對于鐵路電氣化工程接觸網(wǎng)改造施工項(xiàng)目而言，其整體技術(shù)難度相對較大，在施工操作過程中存在著較多的難點(diǎn)，需要技術(shù)人員予以精細(xì)化把關(guān)，力求更好保障接觸網(wǎng)改造施工效果，為鐵路電氣化運(yùn)行提供良好條件。

2 鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工特點(diǎn)

2.1 參與主體復(fù)雜

既有接觸網(wǎng)改造中，涉及到的材料、設(shè)備種類多，腕臂等需要就近加工組裝，相關(guān)廠家達(dá)20多家，施工過程中，需要配合的單位多，從附近村莊到鐵路局相關(guān)單位都需要協(xié)調(diào)配合。參與單位多，進(jìn)而可能導(dǎo)致相應(yīng)改造施工建設(shè)不夠順暢，容易在協(xié)調(diào)配合方面出現(xiàn)問題，致使改造效果達(dá)不到預(yù)期。多個(gè)主體如果不能密切配合，在接觸網(wǎng)改造施工中存在明顯沖突，信息資料無法及時(shí)共享利用，必然會增加施工負(fù)擔(dān)［1］。而改造施工過程中，涉及到多個(gè)專業(yè)同時(shí)施工的現(xiàn)象，很容易出現(xiàn)交叉干擾問題，進(jìn)而造成接觸網(wǎng)改造施工難度加大，在影響停電天窗利用率的同時(shí)，也極容易造成安全隱患，需要引起高度關(guān)注［2］。

2.2 工期長

京廣鐵路電氣化改造從2016年4月開始，歷經(jīng)5年仍未完成；陽安二線電氣化改造同樣歷經(jīng)5年之久；石太鐵路等計(jì)劃工期一般在三年左右，但實(shí)際施工時(shí)間均比計(jì)劃時(shí)間長。究其原因：既有鐵路電氣化改造作業(yè)任務(wù)量大，施工難度高，同時(shí)受鐵路系統(tǒng)運(yùn)營時(shí)間的影響，且存在很多不確定因素制約。在鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工中，為了最大程度上降低工期長所帶來的不利影響和干擾，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)需要分析各個(gè)時(shí)期的主要矛盾、影響因素、卡控要點(diǎn)，技術(shù)人員需要針對性制定切實(shí)可行高效的專項(xiàng)方案，促使相應(yīng)鐵路線路不會受到較為嚴(yán)重的影響和制約，尤其在接觸網(wǎng)過渡改造過程中，技術(shù)人員更需進(jìn)行全面協(xié)調(diào)分析以選擇最優(yōu)的過渡方案，以此增強(qiáng)鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工成效，解決工期延誤帶來的各類問題［3］。

2.3 施工空間受限

在鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工中，施工人員往往容易受到空間方面的局限，造成自身施工有序性受到制約，很多施工技術(shù)手段都難以優(yōu)化落實(shí)。因?yàn)殍F路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工需要充分考慮既有線路的運(yùn)行狀況，以便在不影響現(xiàn)有鐵路線路運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造，如此必然會對相應(yīng)施工技術(shù)操作提出更高要求。既有鐵路防護(hù)網(wǎng)一般距離最外軌5 m左右，除去軌道1.5 m的保護(hù)距離，實(shí)際下部作業(yè)空間只有3 m左右。上部作業(yè)在有限空間內(nèi)還要受封鎖點(diǎn)類型的制約，“垂停天窗”可以在整個(gè)防護(hù)范圍內(nèi)作業(yè)，“V停天窗”在有限停電作業(yè)范圍的基礎(chǔ)上還要保證鄰近帶電區(qū)域的安全距離?？臻g受限會影響到施工中的各道工序。如接觸網(wǎng)改造施工中涉及到的支柱吊裝工作，往往會對既有接觸網(wǎng)帶來嚴(yán)重的影響和干擾，進(jìn)而導(dǎo)致正常施工作業(yè)任務(wù)無法得到有序落實(shí)，很可能需要在施工方案或施工時(shí)間段上進(jìn)行調(diào)整處理。在鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工中的基礎(chǔ)澆筑工序，同樣也面臨施工空間受限問題，在需要大量人工參與的基礎(chǔ)上，更需協(xié)調(diào)好施工區(qū)域，確保相應(yīng)施工工序得到規(guī)范化落實(shí)［4］。

3 鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工時(shí)間卡控分析

既有鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造的有效施工時(shí)間由天窗時(shí)間所決定。天窗時(shí)間受制于整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)營時(shí)間，會受季節(jié)影響，也會受短期運(yùn)營壓力變化影響，從三四百分鐘到幾十分鐘不等。鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工中，應(yīng)充分利用天窗時(shí)間，盡量避免工程項(xiàng)目的連續(xù)性受到干擾。技術(shù)人員在具體施工作業(yè)過程中需采取合理的臨時(shí)措施，以便更好保障鐵路有序運(yùn)行。另外，在鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工中，天窗期施工還需借助檢測手段，發(fā)揮出應(yīng)有的施工作業(yè)效果，對于保障鐵路安全運(yùn)行發(fā)揮積極作用［5］。比如鐵路電氣化接觸網(wǎng)運(yùn)行較為關(guān)鍵的各個(gè)安全性指標(biāo)，都需進(jìn)行檢測分析，嚴(yán)禁出現(xiàn)任何問題，尤其新設(shè)置的軟橫跨無電區(qū)電梯、過渡線岔安裝以及懸掛調(diào)整，更應(yīng)該在天窗內(nèi)完成。

3.2 新舊交叉施工方案的重要性

由于施工內(nèi)容不同，在接觸網(wǎng)拆舊建新的過程中，存在各種過渡方案。京廣鐵路坪廣段英德車站是典型的既有鐵路普通車站，接觸網(wǎng)以軟橫跨為主，拆舊建新過程中新舊懸掛同時(shí)存在，過渡方案比較簡單。京九鐵路鄆城站由于新增股道電氣化，過渡方案實(shí)施中，既要保證原有電氣化不受影響，又要實(shí)現(xiàn)新增股道電氣化，難度中等。最復(fù)雜的是場段、大型車站站改，需要多個(gè)點(diǎn)的過渡方案相綜合，既能單獨(dú)實(shí)施又要相互兼顧。在鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工中，過渡施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不容忽視。為確保接觸網(wǎng)改造施工順暢穩(wěn)定，需選擇恰當(dāng)?shù)倪^渡施工方案。在既有線路支柱位置以及站場咽喉位置改造中，需要采取必要的過渡施工方案，以此達(dá)到更好的接觸網(wǎng)改造效果。在過渡施工過程中，應(yīng)充分關(guān)注既有支柱可能帶來的影響，并分析新建支柱是否具備承擔(dān)懸掛網(wǎng)的能力。如不具備，需設(shè)置單立柱。具體操作中應(yīng)該規(guī)范運(yùn)用軟橫跨手段，更好增強(qiáng)過渡施工的有序性。對于站場咽喉區(qū)的改造施工，則需重點(diǎn)考慮對道岔的優(yōu)化處理［6］。

3.3 正式施工要點(diǎn)分析

鐵路電氣化接觸網(wǎng)正式改造施工過程中，應(yīng)保證技術(shù)操作的規(guī)范性和可靠性，避免出現(xiàn)技術(shù)操作偏差問題；所用施工材料需嚴(yán)格把關(guān)，保障接觸網(wǎng)改造效果［7］。現(xiàn)階段鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造正式施工不僅僅需要關(guān)注于功能價(jià)值體現(xiàn)，還需要考慮整體外部美觀性，以此優(yōu)化接觸網(wǎng)改造施工方案。

3.4 新網(wǎng)架設(shè)技術(shù)難點(diǎn)

接觸網(wǎng)是既有鐵路電氣化改造工程建設(shè)的主體，新網(wǎng)性能是既有鐵路電氣化改造工程質(zhì)量優(yōu)劣的直接體現(xiàn)，也是整個(gè)工程成敗的關(guān)鍵。新網(wǎng)架設(shè)有兩種形式：①拆除舊網(wǎng)，架設(shè)新網(wǎng)。這種形式主要應(yīng)用于既有鐵路新增電氣化或者時(shí)間較久的電氣化鐵路改造。比如武嘉鐵路電氣化改造、集通鐵路電氣化改造為既有鐵路新增電氣化；北同蒲擴(kuò)能改造、京廣鐵路既有電氣化改造是在既有電氣化的基礎(chǔ)上進(jìn)行拆舊建新。②在充分利用既有電氣化的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，不拆除舊網(wǎng)，直接在舊網(wǎng)的基礎(chǔ)上提高其性能參數(shù)。成渝客專提質(zhì)達(dá)速接觸網(wǎng)改造即為典型代表。無論是哪種形式，新網(wǎng)架設(shè)都涉及到腕臂更換、承導(dǎo)線架設(shè)或調(diào)整、吊弦的更換、定位點(diǎn)參數(shù)調(diào)整以及補(bǔ)償裝置的調(diào)整。每道工序均為影響接觸網(wǎng)性能的關(guān)鍵所在。腕臂的更換直接影響定位點(diǎn)的各項(xiàng)參數(shù)，超出允許范圍會直接導(dǎo)致導(dǎo)高、拉出值等參數(shù)無法調(diào)整到位。在鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工中，線材更換環(huán)節(jié)尤為重要，需技術(shù)人員參與到整個(gè)接觸網(wǎng)改造施工流程，尤其在過渡施工環(huán)節(jié)，更應(yīng)該合理更換線材，以求更好提升運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)避免后續(xù)正式施工中面臨的較高難度操作［8］。吊弦更換是影響接觸網(wǎng)平順性的關(guān)鍵所在，其高度的施工誤差會造成相鄰吊弦間存在高度差，從而影響弓網(wǎng)動態(tài)性能。為避免吊弦安裝出現(xiàn)順序錯誤，其參數(shù)測量、計(jì)算數(shù)據(jù)輸入、現(xiàn)場安裝需統(tǒng)一規(guī)定順序［9］。定位點(diǎn)參數(shù)及補(bǔ)償裝置的調(diào)整，是接觸網(wǎng)架設(shè)的最后關(guān)鍵工序。必須保證各項(xiàng)參數(shù)滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，對于動態(tài)影響較大的參數(shù)要多次調(diào)整，直至變化范圍保證在允許偏差范圍以內(nèi)。調(diào)整好的接觸網(wǎng)應(yīng)具備以下性能：①應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的電氣性能。各種線、索及其連接零部件等的機(jī)電性能均應(yīng)保證在允許的條件下正常工作。②彈性均勻。在受電弓相同壓力作用下，接觸線各點(diǎn)的升高應(yīng)盡量相等。③穩(wěn)定性好。當(dāng)電力機(jī)車通過時(shí)，接觸線與受電弓滑板保持良好接觸，不得超出受電弓允許的工作范圍。④耐磨、耐電弧性能好。

4 鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工重點(diǎn)

4.1 施工方案的優(yōu)化

鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工首先要從施工方案著手，確保其具備可行性，能有效滿足接觸網(wǎng)改造要求。在接觸網(wǎng)改造施工方案優(yōu)化中，應(yīng)重點(diǎn)考慮預(yù)期要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明晰施工方案，使其能具備良好的改造成效，符合未來鐵路系統(tǒng)運(yùn)行要求。因鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工項(xiàng)目的復(fù)雜性越來越突出，涉及的范圍也越來越廣，增加了施工方案編制難度，易出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響到后續(xù)現(xiàn)場施工作業(yè)效果?；诖耍笏袇⑴c人員具備較高的綜合素質(zhì)和能力外，還需考慮運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)手段。如BIM技術(shù)的應(yīng)用就可以較好實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)改造施工方案的優(yōu)化審查。不僅僅可以利用管線碰撞檢測來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所有線纜的優(yōu)化協(xié)調(diào)，還可以利用虛擬施工方式，分析改造施工方案的可行性及效果，對于不契合施工現(xiàn)場的因素予以及時(shí)調(diào)整，避免增加后續(xù)施工負(fù)擔(dān)，降低出現(xiàn)工程變量的幾率［10］。

4.2 現(xiàn)場管理卡控

鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工項(xiàng)目的優(yōu)化落實(shí)離不開施工現(xiàn)場的有效管理，尤其在面對環(huán)境相對復(fù)雜，且施工空間不足的狀況時(shí)，更應(yīng)該高度關(guān)注現(xiàn)場各因素以及全過程的實(shí)時(shí)把關(guān)，以此更好提升現(xiàn)場施工成效。技術(shù)人員切實(shí)做好前期準(zhǔn)備工作，要求全方位了解施工現(xiàn)場的具體狀況。對于既有要素，需全面綜合掌握，對于能夠繼續(xù)應(yīng)用的要素予以重點(diǎn)標(biāo)注，使其可以繼續(xù)發(fā)揮作用。需要替換處理的管材以及構(gòu)筑物，也需進(jìn)行詳細(xì)分析，探討如何予以有效管控，避免其干擾到后續(xù)現(xiàn)場施工作業(yè)［11］。對于現(xiàn)場過渡施工以及正式施工，同樣也需切實(shí)做好現(xiàn)場管理工作，以便實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場中可能存在的一些干擾問題，對于不當(dāng)因素予以及時(shí)處理。針對現(xiàn)場施工作業(yè)過程中面臨的各人員因素以及立柱、管線材料，都需要采取實(shí)時(shí)監(jiān)控方式，力求為現(xiàn)場改造施工創(chuàng)設(shè)有利條件。對于現(xiàn)場接觸網(wǎng)改造施工中的一些關(guān)鍵接線等操作工序，更是需要動態(tài)化控制。針對現(xiàn)場中創(chuàng)造的無電區(qū)，需進(jìn)行精細(xì)化管控，確保該區(qū)域的施工作業(yè)高效可靠，避免出現(xiàn)施工工序延誤問題［12］。

4.3 技術(shù)人員篩選落實(shí)

基于鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工難度大，技術(shù)要求高，要對參與到鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工項(xiàng)目中的所有人員應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格審查，結(jié)合其工作崗位以及所操作的工序，評估分析其是否具備相應(yīng)的崗位勝任力［13］。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員的現(xiàn)場培訓(xùn)教育工作也應(yīng)該落實(shí)到位，不斷提升其質(zhì)量意識以及時(shí)間觀念，確保鐵路電氣化接觸網(wǎng)改造施工任務(wù)可以保質(zhì)保量按時(shí)完成。

5 結(jié)束語

綜上所述，鐵路電氣化接觸網(wǎng)工程改造施工在現(xiàn)階段面臨更高要求，為了確保相應(yīng)項(xiàng)目可以得到優(yōu)化落實(shí)，需要重點(diǎn)把握好各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)而圍繞可能影響施工效果的因素予以精細(xì)化全面把控，最終達(dá)到提高接觸網(wǎng)安全及穩(wěn)定性的目的。