高速铁路隧道内信号接口条件分析

陈志颖

高速铁路隧道内信号接口条件分析

陈志颖*

从高速铁路信号系统在长大隧道内的设备安装及中继站设置的条件出发,说明预留接口条件的因素,提出相关接口预留方案,对其他相关线路设计起到指导作用。

信号接口;中继站;道岔安装

为满足省会城市之间12 h到达的要求,往往需要在条件不好的山区修建铁路,于是穿越隧道和“以桥代路”成为提高列车运行速度的保证。有时受到站坪的影响,车站需要设置在两个长大隧道之间,或者信号中继站控制距离不够,势必会存在道岔和中继站设置于隧道内的情况,如果沟、槽、管、洞的位置预留不准确的话会造成大量的设计返工,进而影响工程进度。

1 隧道内相关接口条件分析

1.1 信号中继站站前接口条件分析

根据高速铁路设计规范要求,信号中继站的控制距离正常情况下应保证在7.5 km以内,特殊情况不大于10 km,所以,对于长大隧道或者两个隧道中间加一个短桥(桥下无设置条件)的情况,信号中继站是必须设置在隧道内的。对于隧道内设置中继站应考虑以下3个问题。

1.设置点。中继站在隧道内设置是有一定要求的,不仅需要从维修、养护角度考虑,还需考虑与其他专业合设,满足设备洞室充分利用的要求。

2.设置方式。对于隧道内设置中继站有2种方式,一种是直接让隧道专业预留设备洞室,由房建专业进行室内装修;另一种是安装信号箱式机房。

3.沟、槽、管、洞及接地预留。两侧电缆在中继站处的过轨、室内的电缆槽预留、通信及无线设备的房屋门位置等,都是制约中继站设置的关键问题。

1.2 道岔及室外设备安全要求分析

对于车站设于两个隧道之间的情况,道岔往往设置于隧道内,同时,高速铁路的道岔往往为交流多机牵引,芯轨与尖轨对于5m线间距的要求,经常在安装空间上不能得到满足,需要对站前已经施工好的水槽或者是电力电缆槽进行破坏才能满足安装要求。同时,其他设备如进站信号机、室外的ZPW-2000系列的轨道电路箱盒、扼流变压器的安装也需要进行预留。

2 隧道内设置中继站应考虑的因素

根据以上对隧道内设置中继站要求的分析,应从以下几个方面对信号中继站的设置、安装、预留进行考虑。

2.1 中继站设置地点及方式

对于长大隧道来说,维修是影响设置点的主要因素。一般考虑设置在距离洞口100～200m(视隧道洞口条件而定)处,可以避免维修人员在长大隧道内走行距离过长,耽误维修时间;另外,应结合无线、电力、通信专业对于中继站的位置进行选择,避免后期施工反复。

对于隧道内设置中继站情况,应按预留洞室考虑,如果在隧道内设置信号箱式机房,那么,预留基础和设备吊装都较为复杂,且实施的空间较小。

2.2 信号洞室设置要求

应根据实际设备的布置要求提供隧道可以实施的洞室。在隧道内,垂直于线路方向的打洞较为容易,沿线路方向设置较为困难,应考虑沿线路方向预留较少的宽度(一般6 m),在洞室外方预留电缆余长腔及电缆槽,以满足通信、信号、无线、电力的电缆盘存。

隧道内中继站洞室内应考虑防火、防潮、通风、空调等措施,并对洞室内顶面、四周墙壁以及地面做防水处理(洞室内设一级防水)。

2.3 沟、槽、管、洞预留

在一般信号中继站处,对侧的电缆需要过轨到中继站侧,以满足信号控制要求。但是受到隧道条件的限制,不能在两侧预留电缆井,只能通过过轨管满足电缆过轨要求。此时,电缆弯曲半径是制约过轨管埋设的主要因素。一般内屏蔽电缆弯曲半径为不小于电缆外径的20倍,并且过轨管是从隧道的仰拱通过,应按弯曲角度不小于120°来满足要求。

2.4 电磁兼容、电磁屏蔽及接地

隧道内的电磁兼容要求和隧道外是相同的,应按照既有房屋的要求进行提供。对于不同级别的隧道围岩,其内部钢筋结构有所不同,但最主要的是将信号洞室设置成法拉第笼,以满足电磁兼容的要求,主要从以下几个方面考虑设置。

1.洞室及墙壁钢筋预留。隧道综合洞室内的四周墙壁(含地面和拱顶)采用不小于Φ8mm的圆钢焊接成不大于600mm×600 mm网格,构成网格的主筋与环形接地钢筋可靠焊接。

2.洞室地面的环线接地钢筋。在综合洞室地面四周预留环形接地钢筋(材质根据不同围岩确定),与隧道内贯通地线相连。

3.洞室内应预留接地端子满足综合接地需要。

3 隧道内转辙机安装设置方案

对于道岔设于隧道内的情况,应考虑与隧道专业一起提前预留,高速铁路正线道岔一般为交流五机牵引,因为道岔及转辙机招标往往在站前专业实施完之后,那么此时再进行安装,就需要对既有电缆槽及水沟进行破坏,所以可以先根据道岔图号要求,确定牵引点的位置,根据最大号的转辙机落实各个点的安装空间,如图1所示。

因隧道专业无法根据一个一个牵引点预留小的洞室,并且电缆槽也很难进行拐弯,因此需要根据最大的空间要求进行提供,见图2。

图1 转辙机安装空间图

图2 交流五机牵引点之间距离图

根据图1和图2的共同要求可知,给隧道专业提供预留接口,应综合考虑设备大小、尖轨与芯轨的共同空间要求。

4 结论

隧道专业与信号专业之间的接口问题直接影响到施工工期及站前站后预留的条件,如果前期预留不准确会造成大面积的返工,延误工期,在进行具有长大隧道线路设计时应积极和相关专业进行沟通,使信号中继站及室外设备安装问题能够满足设计要求。

[1] 铁路综合接地和信号设备防雷系统工程设计指南.北京:中国铁道出版社,2009.

[2] 铁运[2006]26号文.关于印发铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见.中华人民共和国铁道部,2006.

Started from the conditions of installing equipmentand setting of repeaterstation of high speed railway signal system in long tunnels,this paper mainly explained the reserved interface conditions and gave the reservation solution of relevant interfaces,offering guidelines for other railway lines.

Signal interface;Repeater station;Installation of switch

*中铁第一勘察设计院集团通号处 工程师,710043 西安

2011-04-20

(责任编辑:张利)

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