地鐵供電系統(tǒng)的施工管理研究

張 鵬

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司城軌分公司 湖北 武漢 430070

地鐵工程對(duì)于緩解地面交通壓力具有重要意義，地鐵供電系統(tǒng)是地鐵運(yùn)行以及相關(guān)設(shè)備工作的動(dòng)力源，關(guān)乎著地鐵運(yùn)行的安全性與可靠性。供電系統(tǒng)需要滿足地鐵列車(chē)的動(dòng)力需求、信號(hào)系統(tǒng)的電能需求以及車(chē)站設(shè)備和照明系統(tǒng)的電能需求。供電系統(tǒng)還需要具備應(yīng)對(duì)電力故障、母線過(guò)載和短路等問(wèn)題的能力，保障地鐵運(yùn)營(yíng)的可靠性和安全性。加強(qiáng)地鐵供電系統(tǒng)施工管理，保障施工質(zhì)量、安全和效率至關(guān)重要。

1 地鐵供電系統(tǒng)概述

地鐵供電系統(tǒng)是指用于為城市地鐵運(yùn)營(yíng)提供電力的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的主要功能是將電力從電源輸送到地鐵線路，以滿足地鐵列車(chē)的運(yùn)行和各種設(shè)備的工作需求。地鐵供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)需要考慮供電負(fù)載的穩(wěn)定性、安全性和高效性。供電系統(tǒng)需要滿足地鐵列車(chē)的動(dòng)力需求、信號(hào)系統(tǒng)的電能需求以及車(chē)站設(shè)備和照明系統(tǒng)的電能需求[1]。供電系統(tǒng)還需要具備應(yīng)對(duì)電力故障、母線過(guò)載和短路等問(wèn)題的能力，保障地鐵運(yùn)營(yíng)的可靠性和安全性。

地鐵供電系統(tǒng)主要由主供電站、牽引供電系統(tǒng)、供電設(shè)備、運(yùn)維系統(tǒng)等組成。主供電站是地鐵供電系統(tǒng)的起點(diǎn)，主要是通過(guò)接入城市電網(wǎng)或使用自備的發(fā)電機(jī)組來(lái)獲取電力。在主供電站中，電力經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、分配和控制等處理后，輸送到地鐵線路。牽引供電系統(tǒng)是地鐵供電系統(tǒng)中最核心的部分，主要負(fù)責(zé)為地鐵列車(chē)提供動(dòng)力。通常采用第三軌和接觸線兩種方式來(lái)供電。第三軌供電系統(tǒng)將直流電通過(guò)地鐵軌道上的第三軌傳送給接觸軌的集電裝置，經(jīng)由列車(chē)的集電裝置獲取電力。而接觸線供電系統(tǒng)則是通過(guò)架空的電纜和電網(wǎng)接觸線之間的接觸來(lái)提供電力。供電設(shè)備包括變電設(shè)備、開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備等，用于對(duì)電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分配和控制。變電設(shè)備主要負(fù)責(zé)將城市電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為適合地鐵線路的直流電，而開(kāi)關(guān)設(shè)備和保護(hù)設(shè)備則用于對(duì)電路進(jìn)行斷開(kāi)、連接、控制和保護(hù)。運(yùn)維系統(tǒng)是地鐵供電系統(tǒng)的管理和監(jiān)控部分，用于監(jiān)測(cè)供電設(shè)備的狀態(tài)、電力負(fù)載情況和故障信息，以確保供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行和故障的及時(shí)處理。

2 工程概況

本文結(jié)合實(shí)際地鐵修建工程探究地鐵供電系統(tǒng)施工管理措施。該工程正線線路長(zhǎng)約19.628km，出入段線線路長(zhǎng)度約3.542km。共設(shè)9座車(chē)站，涉及的高架站與地下站分別為5座和4座，最大站間距與最小站間距分別為2747.027m以及1216.487m，平均站間距為2008.969m。該地鐵工程全線設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)以及防迷流系統(tǒng)。該地鐵供電系統(tǒng)施工涉及的工程量大，施工專業(yè)多，交叉施工情況嚴(yán)重。針對(duì)這種情況，應(yīng)制定完善的施工方案，并加強(qiáng)施工管理，保障地鐵供電系統(tǒng)施工質(zhì)量、效率和安全。

3 地鐵供電系統(tǒng)施工管理措施

3.1 明確施工方法

3.1.1 確定施工工藝流程

合理規(guī)劃施工工藝流程，結(jié)合工程實(shí)際，制定的地鐵供電系統(tǒng)施工工藝流程如下：施工前期調(diào)查、施工準(zhǔn)備、設(shè)備安裝（參比電極、單向?qū)ㄑb置、端子箱和接線盒）、敷設(shè)電纜與絕緣導(dǎo)管、設(shè)備接線、系統(tǒng)調(diào)試。在雜散電流防護(hù)工程施工工藝流程中，單向?qū)ㄑb置安裝、電纜與絕緣導(dǎo)管敷設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試為主要工序，其他則為一般工序。

3.1.2 參比電極的安裝

在安裝參比電極的過(guò)程中，應(yīng)按照施工準(zhǔn)備、位置測(cè)定、安裝、水泥封堵等順序施工。施工準(zhǔn)備階段應(yīng)做好勞動(dòng)力組織，合理配置工機(jī)具，做好材料準(zhǔn)備。位置測(cè)定應(yīng)以設(shè)計(jì)里程為依據(jù)測(cè)定參比電極的安裝位置，應(yīng)盡量安裝在距道床分界較近的位置。不同區(qū)域的安裝位置也不相同，如側(cè)式站臺(tái)參比電極中心距軌頂通常為1400mm，高架參比電極則應(yīng)安裝在距外側(cè)軌道300mm的位置等[2-3]。在參比電極安裝施工過(guò)程中，不同的安裝位置所采用的安裝方法也不相同，如高架安裝過(guò)程中應(yīng)先結(jié)合參比電極的規(guī)格確定鉆孔的深度與孔徑，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆孔，完成清孔后在孔內(nèi)裝入?yún)⒈入姌O，再安裝護(hù)帽，最后借助膨脹螺栓固定。在地下區(qū)間安裝過(guò)程中，首先擰下灌漿孔堵頭，并戳穿灌漿孔50mm混凝土層，然后再插入?yún)⒖茧姌O，確保電極與土壤接觸良好（圖1）。在參比電極與灌漿孔的螺紋之間用麻絲白化纏繞，最后擰緊電極。安裝過(guò)程中應(yīng)做到進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)，重點(diǎn)檢測(cè)其初始電位并做好記錄。在安裝地下車(chē)站以及地下區(qū)間矩形隧道的過(guò)程中，應(yīng)以設(shè)計(jì)院提供的參比電極尺寸為依據(jù)進(jìn)行安裝施工。安裝施工過(guò)程中還要準(zhǔn)備木塞，以便及時(shí)應(yīng)對(duì)鉆孔施工過(guò)程中出現(xiàn)的暗流問(wèn)題。

圖1 地下氧化鉬參比電極安裝

3.1.3 電纜保護(hù)安裝與電纜敷設(shè)

在電纜保護(hù)管安裝過(guò)程中，首先應(yīng)結(jié)合圖紙以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體位置規(guī)劃敷設(shè)路徑，確定定位線。沿著定位線每隔1m左右使用Ω型固卡固定電纜保護(hù)管，并做好保護(hù)管的防水處理。電纜敷設(shè)過(guò)程中，應(yīng)用穿管線引出地下車(chē)站各測(cè)量電極等電位信號(hào)，應(yīng)用電纜引出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)接線盒內(nèi)引出的點(diǎn)位信號(hào)，所有信號(hào)集中送至車(chē)站兩端的檢測(cè)裝置。

3.1.4 接線

在接線過(guò)程中，傳感器接線需要借助萬(wàn)用表對(duì)線，以此來(lái)檢驗(yàn)電纜的導(dǎo)通性，測(cè)試檢驗(yàn)接線是否正確。預(yù)留電纜應(yīng)盤(pán)圈預(yù)留，并應(yīng)用裝Ω型卡做好固定。為規(guī)避接線錯(cuò)誤，在電纜接線之前，全線統(tǒng)一對(duì)應(yīng)端子接線的顏色或編號(hào)。完成接線施工后進(jìn)行雜散電流系統(tǒng)測(cè)試。

3.2 施工質(zhì)量管理措施

為保證地鐵供電系統(tǒng)施工符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，確保工程一次性驗(yàn)收合格，應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理。保證單位工程一次驗(yàn)收合格率、分部工程合格率、分項(xiàng)工程合格率均達(dá)到100%。施工質(zhì)量管理首先應(yīng)結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求不斷完善施工質(zhì)量管理制度，構(gòu)建完善的地鐵供電系統(tǒng)施工質(zhì)量保證體系。在此基礎(chǔ)上明確質(zhì)量控制流程，積極推廣應(yīng)用先進(jìn)的施工工藝，借助先進(jìn)施工工藝提升地鐵供電系統(tǒng)施工質(zhì)量與施工效果。設(shè)備與原材料是地鐵供電系統(tǒng)施工質(zhì)量的主要影響因素，在施工質(zhì)量管理過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備與原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)，并在檢驗(yàn)過(guò)程中做好檢驗(yàn)記錄，嚴(yán)禁質(zhì)量不合格的設(shè)備與原材料應(yīng)用到施工之中。建立安裝過(guò)程質(zhì)量記錄制度，包括檢查項(xiàng)目以及安裝要求，具體的分部以及分項(xiàng)工程應(yīng)由檢查人、安裝人以及檢驗(yàn)人共同簽署質(zhì)量記錄，并由技術(shù)人員以及監(jiān)理人員負(fù)責(zé)對(duì)工程質(zhì)量記錄進(jìn)行檢查[4]。其次應(yīng)充分發(fā)揮監(jiān)理作用，監(jiān)督和指導(dǎo)地鐵供電系統(tǒng)施工，保障施工的規(guī)范性。另外，監(jiān)理人員還應(yīng)負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)設(shè)備與原材料的檢查與試驗(yàn)，保證設(shè)備與原材料質(zhì)量。在各分部、分項(xiàng)、單位工程、隱蔽工程施工完成后，由業(yè)主、監(jiān)理工程師、設(shè)備供貨商代表共同進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并對(duì)施工質(zhì)量做出客觀評(píng)價(jià)。加強(qiáng)施工人員管理，所有施工人員均需要持證上崗，并要求施工人員施工過(guò)程中嚴(yán)格按照《地鐵施工規(guī)范》以及施工設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行施工作業(yè)。在施工之前做好技術(shù)交底，如果涉及新工藝應(yīng)用，應(yīng)提前對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，幫助其掌握新工藝以及新標(biāo)準(zhǔn)要求。如果涉及新設(shè)備安裝，則應(yīng)先明確安裝施工要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過(guò)樣板安裝來(lái)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上才能正式開(kāi)展安裝施工。嚴(yán)格落實(shí)自檢、互檢、專檢的“三檢”制度，明確各施工組質(zhì)量負(fù)責(zé)人，明確相關(guān)質(zhì)量責(zé)任[5]。按照《糾正預(yù)防措施程序》以及《不合格品控制程序》及時(shí)處理施工質(zhì)量問(wèn)題，避免埋下質(zhì)量隱患。最后建立設(shè)備及材料進(jìn)貨檢驗(yàn)和試驗(yàn)制度，根據(jù)《物資采購(gòu)控制程序》要求做好設(shè)備及材料開(kāi)箱記錄與檢測(cè)記錄，嚴(yán)禁存在質(zhì)量問(wèn)題的設(shè)備與材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。質(zhì)檢工程師應(yīng)深入施工一線開(kāi)展施工質(zhì)量監(jiān)督檢查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理地鐵供電系統(tǒng)施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。全面落實(shí)工程質(zhì)量事故申報(bào)制度，在地鐵供電系統(tǒng)施工過(guò)程中如果出現(xiàn)質(zhì)量事故，應(yīng)根據(jù)質(zhì)量事故處理辦法要求逐級(jí)上報(bào)。針對(duì)一般質(zhì)量事故，應(yīng)由項(xiàng)目總工組織安全質(zhì)量、技術(shù)相關(guān)人員進(jìn)行評(píng)定，并制定一般質(zhì)量事故處置方案，由安全工程師對(duì)一般質(zhì)量事故處置過(guò)程進(jìn)行跟蹤監(jiān)督。針對(duì)重大質(zhì)量事故，應(yīng)有項(xiàng)目經(jīng)理牽頭，組織相關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)人全面分析事故原因、事故影響，并按照要求逐級(jí)上報(bào)。根據(jù)上級(jí)主管部門(mén)的處置方案處置重大質(zhì)量事故，同時(shí)總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)避免后續(xù)施工再次出現(xiàn)類似問(wèn)題。

3.3 施工安全管理

在施工安全管理過(guò)程中應(yīng)確保施工現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)械均接地、接零，所有開(kāi)關(guān)均有箱、有鎖，下班時(shí)做到關(guān)閘斷源、關(guān)箱加鎖。施工現(xiàn)場(chǎng)所有的電動(dòng)機(jī)械均應(yīng)做到一機(jī)一閘一漏電，如果有故障發(fā)生，應(yīng)及時(shí)切斷電源進(jìn)行停機(jī)維修，嚴(yán)禁機(jī)械帶病作業(yè)，嚴(yán)禁在運(yùn)行中排障。機(jī)電設(shè)備操作與維修均應(yīng)由專業(yè)人員負(fù)責(zé)，其他人員嚴(yán)禁操作機(jī)械設(shè)備。施工現(xiàn)場(chǎng)中設(shè)置的護(hù)欄、安全網(wǎng)等安全保障措施不僅要保證齊全有效，而且嚴(yán)禁隨意移動(dòng)或者隨意拆除，如果因施工要求需要將其移動(dòng)，則需要上報(bào)工地負(fù)責(zé)人，在經(jīng)過(guò)工地負(fù)責(zé)人審批后方可移動(dòng)，同時(shí)設(shè)置臨時(shí)安全措施，并在施工完成后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)安全措施。施工安全管理過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)“早點(diǎn)名晚講話”制度，圍繞當(dāng)天施工內(nèi)容開(kāi)展安全教育，強(qiáng)化工程參建人員的安全意識(shí)。軌道車(chē)上線作業(yè)時(shí)，應(yīng)做好與前期施工單位之間的溝通，并與前期施工單位簽訂安全以及施工配合協(xié)議。不能行車(chē)的路線嚴(yán)禁行車(chē)，以免發(fā)生軌行車(chē)沖突而引發(fā)安全事故。明確文明施工目標(biāo)，并在施工安全管理過(guò)程中嚴(yán)格按照文明施工要求加強(qiáng)管理，確保施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范整潔，確保施工過(guò)程中無(wú)重大工傷事故、無(wú)管線事故等。

3.4 加強(qiáng)成品與環(huán)境保護(hù)

3.4.1 成品保護(hù)措施

該地鐵供電系統(tǒng)工程具有線路長(zhǎng)、工序繁雜的特點(diǎn)，并且施工過(guò)程中涉及的施工人員數(shù)量多，在地鐵供電系統(tǒng)施工過(guò)程中容易對(duì)已完成或者部分完成的工程造成損壞。為避免出現(xiàn)類似問(wèn)題，地鐵供電系統(tǒng)施工管理過(guò)程中應(yīng)做好成品保護(hù)工作。結(jié)合本工程的特點(diǎn)和要求制定成品保護(hù)技術(shù)方案，明確成品保護(hù)責(zé)任，同時(shí)建立了成品保護(hù)獎(jiǎng)懲制度。為強(qiáng)化施工人員成本保護(hù)意識(shí)，開(kāi)展成品保護(hù)宣傳教育，同時(shí)由工地派出所負(fù)責(zé)組件聯(lián)防巡邏隊(duì)，由聯(lián)防巡邏隊(duì)不定期進(jìn)行線路巡檢。

針對(duì)雜散電流工程成品的保護(hù)，首先加強(qiáng)電纜運(yùn)輸管理，避免電纜在裝卸與運(yùn)輸過(guò)程中受到損傷。在確保電纜盤(pán)牢固的基礎(chǔ)上才能運(yùn)輸和滾動(dòng)電纜盤(pán)。在軌行區(qū)施工過(guò)程中，應(yīng)做好電纜保護(hù)，同時(shí)設(shè)置專人監(jiān)護(hù)，防止電纜遭受污染，嚴(yán)禁隨意踩踏電纜。在鉆進(jìn)施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵，應(yīng)及時(shí)清理落在電纜上的粉塵，確保電纜表面清潔。在安裝排流柜的過(guò)程中應(yīng)避免對(duì)柜體造成碰傷與擦傷。

3.4.2 環(huán)境保護(hù)措施

在地鐵供電系統(tǒng)施工過(guò)程中嚴(yán)格按照環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)要求加強(qiáng)環(huán)保，確保環(huán)保目標(biāo)的達(dá)成。環(huán)境保護(hù)應(yīng)做到地鐵供電系統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境清潔（圖2），將廢氣、噪聲、固體廢棄物以及振動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的影響降到最低。在該地鐵供電系統(tǒng)工程施工過(guò)程中，制定了施工全過(guò)程無(wú)相關(guān)部門(mén)環(huán)境問(wèn)題通報(bào)以及零工程沿線居民投訴事件的環(huán)保目標(biāo)。并在地鐵供電系統(tǒng)施工管理過(guò)程中按照國(guó)家以及地區(qū)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)制定完善的環(huán)境保護(hù)規(guī)章制度，以制度的形式對(duì)環(huán)境保護(hù)做出明確要求，并在施工管理中嚴(yán)格落實(shí)環(huán)境保護(hù)規(guī)章制度要求，確保環(huán)保目標(biāo)的達(dá)成。加強(qiáng)環(huán)保宣傳教育，強(qiáng)化工程參建人員的環(huán)保意識(shí)，使其在施工作業(yè)過(guò)程中自覺(jué)踐行環(huán)保要求。在施工現(xiàn)場(chǎng)張貼環(huán)保宣傳標(biāo)語(yǔ)，懸掛環(huán)保警示牌，在施工現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)造環(huán)保氛圍，對(duì)工程參建人員產(chǎn)生積極影響，使其充分認(rèn)識(shí)到環(huán)保的重要性和必要性。明確環(huán)保責(zé)任，并結(jié)合環(huán)保要求制定了相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度，對(duì)工程參建人員起到激勵(lì)和約束作用。提升環(huán)保工作的高度，并將其作為施工組織的重要組成部分。定期進(jìn)行環(huán)保檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理環(huán)保問(wèn)題。地鐵供電系統(tǒng)施工過(guò)程中積極聽(tīng)取監(jiān)理工程師有關(guān)環(huán)境督導(dǎo)方面的建議，并廣泛接受社會(huì)監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。結(jié)合環(huán)保要求編制《環(huán)境保護(hù)管理手冊(cè)》，并下發(fā)給工程參建人員，做到工程參建人員人手一冊(cè)。

圖2 地鐵供電系統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

4 結(jié)束語(yǔ)

地鐵供電系統(tǒng)施工具有工程量大、施工時(shí)間長(zhǎng)、工序復(fù)雜等方面的特點(diǎn)，并且地鐵供電系統(tǒng)施工質(zhì)量要求高，工期緊。為保證地鐵供電系統(tǒng)施工的質(zhì)量、進(jìn)度與安全，應(yīng)加強(qiáng)施工管理。結(jié)合地鐵供電系統(tǒng)特點(diǎn)和具體要求，明確施工技術(shù)，加強(qiáng)施工質(zhì)量、施工安全、環(huán)境保護(hù)等方面的管理。不斷完善地鐵供電系統(tǒng)施工管理體系，提升管理水平與管理成效，助力地鐵供電系統(tǒng)施工的高效開(kāi)展。