四電工程在鐵路項目中的實踐與研究

摘要 隨著高速鐵路的快速發(fā)展，四電工程（電力供電、電力牽引供電、通信和信號工程）已成為確保鐵路安全、高效運行的關(guān)鍵要素。文章通過鐵路項目的四電工程實踐案例，分析四電工程在鐵路項目中的重點技術(shù)，并提出相應(yīng)的優(yōu)化策略和建議。旨在為同類鐵路項目中四電工程的設(shè)計、施工和運營提供一定的理論支撐和實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 鐵路工程；四電工程；施工方法

中圖分類號 U22 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）18-0045-03

0 引言

鐵路作為一種高效、環(huán)保的運輸方式，正日益受到重視。四電工程作為鐵路項目的核心技術(shù)之一，對于確保鐵路的安全、穩(wěn)定運行具有至關(guān)重要的作用。四電工程不僅涉及復(fù)雜的電力系統(tǒng)設(shè)計、施工和維護，并涵蓋了先進的通信技術(shù)、信號處理技術(shù)和自動控制技術(shù)等多個領(lǐng)域。文章探討了四電工程在鐵路項目中的應(yīng)用現(xiàn)狀及施工技術(shù)，為同類工程一定參考價值。

1 工程概況

敘畢鐵路（川滇段）威信站敘畢場按新建三股道線設(shè)計，鄰近成貴鐵路。站場位置為D1K234+675～D1K236+065，敘畢線威信站信號樓里程D1K235+755。威信站成貴場站內(nèi)里程為K417+704～K419+273。

在敘畢鐵路威信站敘畢場（對應(yīng)敘畢鐵路里程：D1K234+990～D1K236+801區(qū)段、對應(yīng)成貴鐵路里程K417+462～K419+273區(qū)段），進行敘畢鐵路威信站室外信號專業(yè)光電纜敷設(shè)、室外設(shè)備安裝，以及敘畢鐵路威信站室內(nèi)機柜、走線架安裝，機柜布線、配線。

在敘畢鐵路威信站敘畢場（敘畢鐵路里程：DK234+990～DK236+267段、對應(yīng)成貴鐵路里程K417+417.1～K418+739段）室外進行電纜溝開挖、高低壓電纜敷設(shè)、燈塔組立、桿架式變臺安裝送電調(diào)試。

新建敘畢貫通線高壓電纜三條至成貴線10 kV配電所隔離開關(guān)室（隔離開關(guān)室：敘畢線－畢節(jié)方向－隔離開關(guān)編號9 343、敘畢線－敘永方向－隔離開關(guān)標(biāo)號9 333、站饋線四隔離開關(guān)）。

成貴鐵路威信變配電所增容改造，新增饋線基礎(chǔ)開挖澆筑、支柱組立、變壓器拆除及安裝，新增主控室保護屏、室外避雷器、斷路器、隔離開關(guān)、抗雷圈安裝，集中接地箱改造，流互改接，二次電纜敷設(shè)及調(diào)試、調(diào)壓器拆除及安裝，流互更換。

2 通信施工

施工方法：

（1）光纜敷設(shè)。施工受站前工程制約，通信專業(yè)將根據(jù)站前工程進度逐步展開。根據(jù)站前單位線路形成順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查定測，進行光纜線路工程施工。光纜敷設(shè)需根據(jù)路基、橋梁鋪架的進度進行施工，可先根據(jù)施工計劃進行成貴場內(nèi)護坡電纜槽引下、光纜敷設(shè)、光纜引入成端等工作。

（2）室內(nèi)設(shè)備安裝。根據(jù)房建專業(yè)信號樓、工區(qū)等施工進度順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，進行室內(nèi)設(shè)備安裝配線、單機調(diào)試等工作。

（3）系統(tǒng)調(diào)試試驗。對敘畢線與成貴線在威信站的系統(tǒng)互聯(lián)進行聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

3 信號施工

施工方法：

（1）電纜敷設(shè)。施工受站前工程制約，信號工程根據(jù)站前工程進度逐步展開。根據(jù)站前單位線路形成順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查定測，進行電纜線路工程施工。電纜工程必須緊跟路基、橋梁鋪架的步伐。此階段工程量較大，根據(jù)工程總體安排采取區(qū)段平行作業(yè)，為后階段設(shè)備安裝施工創(chuàng)造條件。

（2）站場設(shè)備的安裝。隨著站前路基、橋涵工程的全面展開，信號工程也開始由點帶線進入全面建設(shè)階段。根據(jù)站前單位線路形成順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，進行室外箱盒安裝、配線、信號機安裝、軌道電路安裝、道岔設(shè)備安裝。

（3）室內(nèi)設(shè)備安裝。根據(jù)各站機械室建筑安裝形成順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，進行室內(nèi)設(shè)備電源屏安裝、分線盤安裝、組合柜安裝、放線、焊線、繼電器安裝、室內(nèi)導(dǎo)通、室內(nèi)模擬實驗等工作。

（4）信號系統(tǒng)調(diào)試試驗。先新站進行站機調(diào)試試驗，接口部分車站及中心根據(jù)天窗點、封閉點等進行室內(nèi)外聯(lián)調(diào)試驗，組織技術(shù)人員進行系統(tǒng)調(diào)試。信號專業(yè)建筑安裝工程完成后，逐站調(diào)試驗收車站聯(lián)鎖設(shè)備，最后一次性開通。

4 電力施工

4.1 電力施工流程

電力施工流程如圖1所示。

4.2 施工方法

（1）基礎(chǔ)開挖及桿塔組立。根據(jù)站前單位線路形成順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查定測，進行設(shè)備基礎(chǔ)開挖及澆筑工程施工。根據(jù)工程總體安排采取區(qū)段平行作業(yè)，為后階段設(shè)備安裝施工創(chuàng)造條件。

（2）站場設(shè)備的安裝。根據(jù)站前單位線路形成順序，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，進行室外燈塔組立、變臺組裝、室外配電箱安裝。

（3）高壓低壓電纜敷設(shè)。

（4）電力設(shè)備試驗送電。首先信號樓電力遠動間設(shè)備調(diào)試送電，滿足信號設(shè)備調(diào)試，其次兩側(cè)紅外線機房旁紅外線變臺送電，室外照明送電調(diào)試。

5 變電施工

5.1 變電施工流程

變電施工流程如圖2所示。

5.2 施工方法

（1）室外設(shè)備基礎(chǔ)、室外支柱組立、室外接地干線制安。

（2）設(shè)備的安裝。隨著室外基礎(chǔ)澆筑、支柱組立的施工及房建設(shè)備房屋的移交，開始進行室內(nèi)外設(shè)備安裝。

（3）線纜敷設(shè)及單體調(diào)試。根據(jù)所內(nèi)設(shè)備安裝進度，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，進行二次線纜敷設(shè)施工及設(shè)備單體調(diào)試等工作。

（4）變電所調(diào)試試驗。先進行所內(nèi)調(diào)試試驗，既有變電所改造應(yīng)根據(jù)天窗點進行聯(lián)調(diào)試驗，組織技術(shù)人員進行系統(tǒng)調(diào)試。

6 接觸網(wǎng)施工

施工方法：

（1）基坑開挖。

基坑采用人工開挖，用木模板和鋼模板進行支護，遇地質(zhì)不好的地方及時采取措施防止坍塌。

（2）鋼柱基礎(chǔ)澆筑。

在坑口架設(shè)鋼模，調(diào)整鋼模，使同一組軟、硬橫跨兩基礎(chǔ)中心線重合。鋼模中心與基礎(chǔ)中心線重合，鋼模四邊在同一水平面上?；炷翝仓r嚴(yán)格按配合比每盤過秤配料，現(xiàn)場條件良好時，可采用商用混凝土進行基礎(chǔ)澆筑。采用振動棒進行機械搗固，每澆筑30 cm搗固一次。采用覆蓋草墊或者敷沙，后澆水養(yǎng)護。

（3）混凝土柱。

1）底板安裝：將底板置于坑口邊，并系上大繩，將大繩一端固定在鋼軌與軌枕的結(jié)合部，通過大繩將底板慢慢放入坑底，并調(diào)整到正確位置。底板安裝時禁止拋擲。

排桿：按基坑驗收人提供的桿號、桿型，按順序?qū)⒅е鶑亩汛a地吊裝放置在安裝平板車上。

2）支柱安裝：軌道車駕駛到所立支柱處，核對支柱受力方向或預(yù)留孔位置，在規(guī)定位置安裝吊裝帶，支柱起吊后對準(zhǔn)坑口、緩慢下降。下落過程中作業(yè)人員應(yīng)扶穩(wěn)支柱，將支柱方向扭正，按原定順序依次將支柱安裝在坑中。

3）支柱整正：在支柱地面以上適當(dāng)位置安裝整桿器，墊平支腿地面，緩慢調(diào)整支腿使支腿同時受力，調(diào)整支柱順線路、橫線路方向斜率，達到設(shè)計要求。

回填混凝土：按設(shè)計要求，逐漸回填混凝土，每澆筑30 cm搗固一次。

（4）鋼支柱。

鋼支柱組立：軌道駕駛到所立支柱處，核對鋼柱受力方向及地腳螺栓的型號、尺寸，在規(guī)定位置安裝吊裝帶。依次將支柱吊起并對準(zhǔn)眼孔放在基礎(chǔ)地腳螺栓上，佩戴好鋼柱四方的螺帽。

鋼支柱整正：用傾斜儀校對支柱橫線路和順線路傾斜率，松動螺母進行斜率調(diào)整，用鋼卷尺復(fù)核支柱的側(cè)面限界無誤后，用扳手緊固螺帽。

基礎(chǔ)帽澆制：固定好模型，用C25混凝土澆制基礎(chǔ)帽，并按規(guī)定進行養(yǎng)護。

（5）支持裝置。

1）預(yù)制：根據(jù)微機計算結(jié)果，將棒式絕緣子、腕臂、平腕臂、套管雙耳、定位環(huán)、管帽等腕臂零部件及軟橫跨各零部件按安裝圖組裝在一起并做好標(biāo)識。

2）安裝：用作業(yè)車將預(yù)配好的腕臂運到現(xiàn)場，先在支柱（或吊柱）的設(shè)計位置安裝腕臂底座（腕臂底座螺栓的緊固力矩不得小于60 N·m）。將斜腕臂棒式絕緣子與下底座相連，將平腕臂棒式絕緣子與上底座相連。將預(yù)制好的軟橫跨運至安裝鋼柱處，將橫承及上部固定繩安裝在鋼柱上的設(shè)計位置，再將橫承及上部固定繩另一端進行連接，下部固定繩在承力索架設(shè)后進行安裝[1]。

（6）拉線及補償。

1）拉線安裝

現(xiàn)場測量拉線實需長度，根據(jù)測量數(shù)據(jù)并考慮連接件、回頭長度等，在工點進行預(yù)制并做好標(biāo)識?，F(xiàn)場安裝時，先安裝承錨角鋼，一端與支柱上的承錨角鋼連接，用雙鉤緊線器通過錨桿將拉線拉直、作出回頭，安裝UT型線夾并調(diào)整使拉線處于受力狀態(tài)，使支柱頂端向受力側(cè)的反方向傾斜（支柱端部傾斜不大于100 mm）。

2）補償安裝

滑輪補償裝置安裝：按設(shè)計裝好T型限制架、雙環(huán)桿，將承力索（或?qū)Ь€）滑輪補償裝置在現(xiàn)場開箱并將其吊至一定高度，定滑輪與雙環(huán)桿連接，抽出補償繩一端與墜砣桿連接，堆碼墜砣。

棘輪補償裝置安裝：棘輪底座水平安裝，制動懸掛軸架保持垂直，旋轉(zhuǎn)軸活動自如，底座調(diào)節(jié)板上的調(diào)節(jié)螺栓在棘輪調(diào)整正確后，再進行緊固。大補償繩與墜砣進行連接后，墜砣提升至規(guī)定高度，制動卡塊與大輪齒保持制動狀態(tài)。懸掛調(diào)整后安裝下錨絕緣子時，應(yīng)考慮動靜滑輪間距和墜砣位移量，使補償繩長度符合設(shè)計要求。

（7）承力索及接觸線架設(shè)。

放線車駕駛至起錨桿處，將終端錨固線夾與懸式絕緣子串接，軌道車按不大于5 km/h速度前行布放承力索，同時對承力索施以2～3 kN的張力，并在支柱懸掛點處用鋁滑輪做臨時懸掛，放至落錨桿處，將承力索固定在架線車緊線柱上，對承力索逐漸張拉，直至張力達到設(shè)計值，再把緊線器固定在承力索上，將鏈條葫蘆一端與緊線器連接，一端與下錨懸式絕緣子串上的鋼絲套子連接，轉(zhuǎn)動鏈條葫蘆，待補償b值達到設(shè)計要求后，開斷承力索，做終端錨固線夾，最后將終端錨固線夾與懸式絕緣子串相連，慢慢松動鏈條葫蘆，取下鏈條葫蘆，承力索架設(shè)完畢。

（8）整體吊弦安裝。

利用梯車安裝。先在鋼軌上測定各吊弦安裝點，按測量的吊弦布置點對應(yīng)安裝，一端通過承力索吊弦線夾與承力索相連，一端通過接觸線吊弦線夾與接觸線相連。整體吊弦多余部分繞成直徑100 mm的圈綁扎固定在承力索的下方。

（9）設(shè)備安裝。

1）隔離開關(guān)：將隔離開關(guān)、傳動桿、操作機構(gòu)等運到現(xiàn)場。先安裝開關(guān)底座，用吊車將開關(guān)吊裝到底座上，調(diào)整開關(guān)，安裝傳動桿，安裝操作機構(gòu)托架，安裝操作機構(gòu)，再次調(diào)試開關(guān)，在操作機構(gòu)和傳動桿上打孔，用螺栓固定傳動桿。多次開合開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)斷開時，其刀閘與磁柱連線為90°，合閘時刀閘成“一”字，否則，重新調(diào)試開關(guān)，重新在操作機構(gòu)和傳動桿上打孔，重新用螺栓固定傳動桿。

2）避雷器：避雷器肩架順線路安裝，監(jiān)測器肩架安裝在靠田野側(cè)翼板上，表盤面向鐵路側(cè)。計數(shù)器固定角鋼安裝于距路基面2 m位置。避雷器主體及計數(shù)器均需安裝絕緣墊。避雷器托架中斜撐連接螺栓均由托架內(nèi)部穿向外面支撐，豎直螺栓由上往下穿向。

3）電連接：拆開電連接線夾用砂紙進行打磨去除氧化層，并在線槽內(nèi)均勻涂抹導(dǎo)電脂。將電連接線用線夾進行連接，用力矩扳手按標(biāo)準(zhǔn)力矩進行緊固，電連接線夾內(nèi)禁止進行任何形式的綁扎，承力索與電連接線禁止綁扎，接觸線電連接線夾出線端頭露出線夾20 mm，電連接弧度滿足受電弓運行要求。

7 結(jié)論

通過電力供電和電力牽引供電系統(tǒng)的優(yōu)化，鐵路列車的運行速度和穩(wěn)定性得到了顯著提升，乘客的出行體驗也相應(yīng)改善。同時，通信和信號工程的應(yīng)用確保了列車運行的精準(zhǔn)和安全，減少了事故發(fā)生的可能性。雖然四電工程在鐵路項目中表現(xiàn)出色，但仍面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)和運營問題。包括電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、通信和信號系統(tǒng)的集成度，以及成本控制等方面的問題。文章通過實踐分析四電施工的方法，旨在為四電工程的施工難點和技術(shù)問題提供一些借鑒。

參考文獻

[1]逄中成.淺談鐵路客運專線四電系統(tǒng)集成技術(shù)[J].減速頂與調(diào)速技術(shù)，2023（1）：25-28.