城市軌道交通專用回流軌施工與運營研究

陳熙昊，韓博衍，姚貞燕

（寧波市軌道交通集團有限公司智慧運營分公司，浙江 寧波 315000）

1 研究背景

目前城市軌道交通牽引供電系統中，普遍采用走行軌為牽引供電系統的回流模式。雖然走行軌回流模式在設計及安裝中要求對地絕緣，但是在實際的使用過程中由于積水、粉塵、地面沉降、受電弓碳滑板粉末、鋼軌鐵屑等因素影響，走行軌對地的絕緣性能逐漸降低，從而導致產生雜散電流外泄腐蝕線管及相鄰設備設施。為徹底消除雜散電流帶來的危害，國內重慶市軌道交通、英國倫敦地鐵、意大利米蘭地鐵M1線及馬來西亞吉隆坡輕軌采用第三軌供電、第四軌回流的形式。過往數據表明，該方式能夠達到杜絕雜散電流的產生，取得了良好的社會效益，但其在進行施工及運營中存在諸多需要注意的事項。

2 專用回流軌的施工安裝主要內容

專用回流軌安裝工程應在施工開始前期對現場進行實際踏勘、調查及測量，對現場實際踏勘取得的測量數據進行對比分析，如發(fā)現與設計圖紙存在不相符合的情況時，必須及時與設計、監(jiān)理進行聯絡溝通，共同確認后開展設計變更工作，施工過程中，應該嚴格執(zhí)行變更后的最新設計圖紙。

2.1 專用回流軌安裝要求

（1）使用專用工器具。①起吊、裝卸回流軌時，應使用專用工具操作起吊或裝卸設備，在操作過程中，防止造成設備變形；②對預配件和零部件處的螺栓進行緊固時，應使用專用力矩扳手，并緊固至規(guī)定力矩，不得使用活口扳手。

（2）支持間距縱向、橫向測量。①縱向測量起測點應以設計圖紙規(guī)定執(zhí)行；②縱向測量跨距不得大于5m；③橫向測量時，應以軌道中心線為基準。

（3）專用回流軌彎曲半徑安裝要求。①施工現場預彎安裝：線路的曲線半徑需不小于100m；②工廠加工預彎安裝：線路的曲線半徑小于100m。

（4）絕緣支架安裝要求。必須保證設備伸縮順暢，需要在安裝時，注意防止卡滯現象；整體絕緣支架中心距離專用回流軌接頭處長度，必須滿足設計要求，在列車運行接觸時，不能發(fā)生卡滯情況。

（5）隧道內/外的專用回流軌安裝處理。①應對所有隧道內安裝的金屬零部件進行防腐處理；②應對所有隧道內安裝的非金屬性質材料進行低煙、無鹵、阻燃處理；③應對所有隧道外安裝的專用回流軌道進行防老化處理。

（6）其他安裝技術要求。①專用回流軌的受流面距走行軌軌頂連接平面的垂直距離和專用回流軌距軌道中心的水平距離及允許偏差距離，應符合設計規(guī)定；②直線段應保證回流軌平直，曲線段應圓順、無硬彎；③專用回流軌分段位置必須符合設計要求；④道岔處斷軌位置距理論岔心距離允許偏差為-600mm~0mm；⑤在正線側安裝的專用回流軌軌頂受流面相對兩旁相鄰的絕緣支架安裝高差不得大于3.5mm，如果現場安裝環(huán)境條件困難的情況時高差不大于5mm。

2.2 專用回流軌的施工安裝內容

（1）現場安裝的位置。專用回流軌受流面距鋼軌軌頂連接平面的垂直距離為140mm±5mm；專用回流軌中心距線路中心的水平距離為1417.5±5mm（專用回流軌的安裝中心線至線路相鄰鋼軌內側的距離為700±5mm），安裝后回流軌軌平面應與走行軌軌平面平行（圖1）。

圖1 專用回流軌安裝距離圖

（2）絕緣支架及零部件安裝。在進行該項安裝作業(yè)前，應開展每批次的產品檢查，包括但不限于對產品規(guī)格、產品型號、使用材質等進行檢查，所供產品均應符合設計要求。在安裝時，需要注意絕緣支架與底座必須連接牢固，其緊固力矩需符合設計要求。絕緣支架中部安裝時，托塊應調整到預留孔位中間高度、平行度、整體垂直度應豎向鉛錘中心線與軌面垂直，其安裝螺栓應齊全并使用力矩扳手緊固。

（3）螺栓安裝。螺栓分為脹錨螺栓和化學螺栓，在螺栓按批次運送至施工現場時，需要依據采購合同對產品的技術參數、外觀、性能狀態(tài)進行檢查，需符合設計規(guī)定。施工單位在安裝使用前需要通過外觀檢查對螺栓進行二次檢查。螺栓的安裝分為地下段整體道床安裝和高架段支承塊承軌臺安裝，在安裝前的鉆孔和打孔時，應注意螺栓孔位中心與軌道中心線的距離符合設計規(guī)定，其鉆孔方向與走行軌的頂面連接相垂直，打孔方向與相鄰走行軌軌頂面連接線相垂直。在安裝時，每個支撐點處先進行脹錨螺栓安裝，安裝后在每個螺栓處先擰一個螺母，再擰其他螺母，螺母調整時，需要將四個螺母保持在同一平面上，并保證螺栓螺紋狀態(tài)良好；安裝連接螺栓時，應對照安裝使用說明書規(guī)定進行，緊固時要按照設計力矩使用力矩扳手進行；螺栓和螺母安裝完成后需使用強度等級不低于C20的混凝土搭建安裝平臺，搭建平臺要求其表面與安裝完成的螺母頂面高度相等并平齊，安裝絕緣支座、回流軌或端部彎頭等需等待安裝平臺處的混凝土凝固及強度等級符合要求后再依次開展。

（4）電連接安裝。電連接分為電纜連接板和線材等部件，在部件進場驗收時需要開展批次驗收工作，并具體檢查規(guī)格、型號是否符合采購合同，狀態(tài)、性能是否良好；電纜的敷設路徑、連接專用回流軌的位置以及連接方式應符合設計要求，敷設的電纜每隔約800mm處使用固定線夾在道床或隧道側壁上固定一次；在專用回流軌斷口處應設置電纜連接，并在電纜連接處設置獨立的電纜連接板，電纜在連接板上安裝時應進行電纜預留，從而抵消其安裝處因溫度變化發(fā)生電纜熱脹冷縮帶來的位移長度。在電纜導體穿入端子連接板的壓線孔處，壓接時的握緊荷重應符合設計要求，并在電纜固定時應采用銅鋁過渡措施。如遇道岔短錨段時，可以使用電纜連接板來代替魚尾板。

（5）防護罩安裝。防護罩安裝在高架段及車場部分。防護罩的進場驗收應符合設計要求，并對其質量、規(guī)格和型號進行檢查。防護罩的支架安裝間距為2168mm，并與回流軌的支撐塊錯開布置，錯開距離一般不小于300mm，如遇困難情況不應小于150mm，防護罩支撐卡的安裝間距不大于500mm，安裝連接處的搭接應緊密牢固，長度不應小于200mm，安裝后的防護罩應連續(xù)無空隙，安裝順序應符合設計要求。在有回流軌的端部彎頭處，防護罩應將端部彎頭完全罩住，并在末端外露50mm。

（6）膨脹接頭安裝。膨脹接頭一般安裝在長軌與長軌之間，起到溫度補償的作用。一般安裝于曲線半徑不小于300mm的線路上，并安裝于兩個絕緣支架的中心部位。在進行安裝施工時，需要考慮接頭處的長軌距離、設計要求以及施工現場的環(huán)境溫度，并根據現場溫度環(huán)境調整伸縮縫尺寸，伸縮預留尺寸允許偏差為±5mm。

（7）端部彎頭安裝。端部彎頭分為高速端部彎頭和低速端部彎頭，設置于專用回流軌終端。安裝時應符合設計要求，其安裝位置，折彎坡度、絕緣支架處應預留伸縮自由，預留范圍應符合設計要求。

（8）中心錨結（防爬器）安裝。防爬器分為普通型防爬器和大坡度防爬器，防爬器一般安裝于整體絕緣支架的兩側。在安裝前，應注意將防爬器本體與安裝結合面擦拭干凈，扣件的結合面安裝時應保證緊密貼合。普通型防爬器適用于線路縱向坡度小于20‰處；線路縱向坡度大于或等于40‰處適用于三組普通型防爬器；大坡度防爬器適用于線路縱向坡度大于或等于20‰且小于40‰處，兩整體絕緣支架之間間距為600～700mm；相鄰兩錨結之間間距600～700mm。

3 專用回流軌接管及運營主要內容

3.1 接管及投入運營前

（1）技術資料交接。根據專用回流軌工程建設計劃，在該工程施工完成并取得驗收后，需與建設單位進行交接。交接時應交接：①完整的技術圖紙；②專用回流軌的平面布置圖、裝配圖、安裝圖；③甲供設備、乙供設備、各部件、金具、使用安裝的器材技術參數報告、使用說明書；④整體施工中對隱蔽工程記錄；⑤設備的臺賬和技術履歷。

（2）運營人員的培養(yǎng)及機具準備。根據整體項目建設計劃及進度，需提前開展專用回流軌的維保人員儲備和培訓工作，包括但不限于維保工班、專業(yè)工程師等人員的培養(yǎng)，并對維保工作所需的工器具、備品備件、消耗料、交通機具、通訊器材及安全用具進行提前采購。

（3）運營臺賬建立。建設工程完成后，在專用回流軌投入運行時需建立設備原始記錄和報表、設備履歷臺賬、技術資料等。

3.2 專用回流軌運營巡視分類

（1）步行巡視。步行巡視周期為每2月1次，主要巡視內容為：①檢查限界有無侵限，是否存在影響列車的情況；②安裝的各零部件是否存在松動、損壞現象；③安裝的絕緣設備是否存在擊穿、裂紋現象；④回流連接電纜和接地連接電纜的連接部位有無松動和脫落現象。

（2）登乘巡視。登乘巡視周期為每月2次，巡視的主要內容為檢查專用回流軌的外觀情況。

（3）特殊時期巡視。當啟動防臺防汛、特殊天氣黃色預警及執(zhí)行預案時，應根據各安裝區(qū)段不同適當增加巡視次數。

（4）智慧巡視。智慧巡視指將紅外測量儀、超聲波檢測裝置、位移記錄裝置、高清攝像頭等檢測設備安裝于電客車或內燃機工程車中，通過列車的正常行駛開展專用回流軌的數據測量工作，并利用超聲波儀器檢測是否存在斷裂等情況。對巡視中發(fā)現的設備隱患、缺陷可自動生成隱患排查記錄表，便于運維人員根據缺陷緊急程度開展臨時計劃、周計劃、月計劃的消缺工作。如果發(fā)現危害行車安全、人身安全的隱患時，需要及時提報臨時計劃處理；在缺陷處理完成后，填寫相關臺賬并閉環(huán)。

3.3 專用回流軌檢修修程分類

（1）維持性小修。小修目的是使專用回流軌保持于正常工作狀態(tài)。維修內容為：①清掃絕緣部件包括但不限于對白色粉狀物、污物、塵屑等；②對巡視過程中發(fā)現的較小隱患、缺陷、損壞的零部件、膨脹接頭、絕緣支架、中心錨結絕緣棒上的積塵、污物、鐵屑等情況等情況進行集中性更換或修理；③對專用回流軌進行設備參數測量、并調整其導高、拉出值技術參數；④對與回流靴結合面的磨損超過規(guī)定參數處進行整體維修或局部更換。

（2）恢復性大修。大修目的是改善設備的技術狀況，增強供電系統回流的穩(wěn)定性。主要維修內容為整錨段更換及其附屬設備更換，并符合新建工程的相關技術標準。

3.4 專用回流軌運營檢修主要內容

（1）專用回流軌附件檢修。①對專用回流軌的普通接頭(魚尾板)參數進行測量；檢查接頭連接位置螺栓有無松動痕跡，過渡處是否平滑且導電油脂是否滿足使用；②磨損是否均勻；檢查魚尾板有無燒傷、變色現象；③對專用回流軌受流面至軌面的高度、至軌面中心線的限界及與軌面的平行度進行測量；④檢查專用回流軌是否存在侵限、影響列車、回流靴運行的異物。

（2）端部彎頭檢修。①對回流軌上端受流面需檢查有無放電痕跡，并檢查安裝的接頭處有無松動現象，導電油脂是否缺少，并進行添涂；②檢查其末端的擺動幅值是否符合設計規(guī)定要求；③對上彎處的參數進行測量，檢查是否符合技術要求，對不符合的進行調整；④檢查其末端和絕緣支架處測量載流面與走行軌面之間的高度、傾斜度、坡度值以及距離走行軌中心點的距離，所測技術參數需符合要求。

（3）膨脹接頭檢修。①檢查膨脹接頭位置有無虛接放電現象，接觸面的磨損值是否符合規(guī)定，接觸面是否均勻；補償間隙參數值是否符合技術參數；安裝的緊固件是否松動；其他電氣連接部分是否緊固；②在膨脹接頭位置，檢查其載流面與走行軌平面的參數值是否符合技術要求，并檢查是否存在侵限情況；③以溫度曲線值作為參考，檢查補償間隙大小是否符合規(guī)定。

（4）整體絕緣支架檢修。①對整體絕緣支架進行檢修時，需要檢查膨脹錨栓是否存在松動現象，并使用力矩扳手緊固螺栓，防止出現有無松動情況；②絕緣支架應無變色、無表層剝落、無裂紋及其他異常現象；③對支架底座進行檢查時，應無銹蝕和鍍鋅層脫落現象，并檢查支架和專用回流軌的安裝對正狀態(tài)；其填充水泥應表面狀態(tài)良好。

（5）中心錨結檢修。檢查中心錨結（防爬器）與專用回流軌連接處狀態(tài)，并對連接處緊固情況進行檢查，對松動螺栓按規(guī)定力矩緊固。

（6）電連接檢修。①電纜接線板周圍應無過熱變色現象，與專用回流軌的連接、電纜接線板的連接應牢固可靠；電纜絕緣層有無老化變色及表皮剝落現象；②電纜接線端子的壓接處應無松動及異?，F象；③電纜接線端子及電纜不應向走行軌中心傾斜，彎曲參數應符合要求。

（7）防護罩檢修。①檢查防護罩外觀狀態(tài)，其外觀涂層應無變化，無脫落現象；②檢查與專用回流軌連結的膨脹接頭、電纜接線板、中心錨結，其狀態(tài)不應阻礙專用回流軌的特性、狀態(tài)和自由伸縮；③對不滿足運營需求的防護罩進行維修或更換處理。

4 結語

通過以上對城市軌道交通專用回流軌的施工與運營中主要內容闡述，使我們對城市軌道交通專用回流軌在材料進場、施工項目、安裝工藝、工器具使用及在運營接管前需要的驗收資料、接管注意要點、維保修程等方面重點了解。使我們在后期建設中可依據參考，更便于我們在未來的施工和運營中運用。