既有线接触网改造施工方案浅析

陈军喜　鲁相来

【摘 要】 通过对既有线接触网改造在不同施工条件下各单项施工方案的分析，介绍施工常用的一技巧，总结既有线接触网改造施工方案的通用性原则，为类似工程提高施工效率和项目效益提供参考。

【关键词】 既有线；接触网；改造；方案

国家“十二五”规划，到2015年全国铁路营业里程达12万公里左右，其中西部地区铁路5万公里左右，复线率和电化率分别达到50%和60%左右。在繁忙干线实现客货分线基础上，加快区际干线新线建设和既有线扩能改造。目前早期建设的电气化铁路已经不能满足要求，需要逐步进行接触网大修或增扩建股道的技术改造。既有线接触网改造施工中存在大量图纸上未显示过渡工程，在实际施工中存在着有效封闭施工时间短、与站前单位交叉施工相互交错影响大，施工人员、机具繁多，施工后设备立即投入运营安全大力大等特点。因此一套合理、科学的施工方案在施工中起着决定性的作用。对于施工单位来说，如何在有限的时间内完成规定的工作量，减少过渡产生的费用，安全优质地完成施工任务并取得最好的经济效益，一直是一个需要不断探索的课题。

1、既有线接触网改造的形式分类

接触网改造施工方案的选择主要取决于施工内容。既有线接触网改造的形式按施工内容可以分为上部设备更换、曲线半径改造、区间增建二线拔接改造、站场改扩建等四类。

1.1上部设备更换

此类施工的特点是支柱和基础利旧，只对接触网的支持装置和接触悬挂进行更换。主要有支柱装配更换、软横跨更换、承导线更换、倒锚以及由于线索加重引起的软横跨改造等。比如目前进行的沪昆线湖南段改造。

1.2曲线半径改造

此类施工主要出现在提速区段，在对线路曲线半径进行改造的同时，需要接触网提供施工条件并同步改造开通。

1.3增建二线拔接改造

早期修建的电气化铁路多为单线，为了提高速度及运能。在增建二线的同时，对原有的线路要进行路径优化，这样就会出现新线与旧线交叉的现象，在新旧线的交叉口就会出现拔接改造。属于这一类的工程有宝成增建二线、兰武增建二线、株六复线、及目前进行的宁西增建二线等等。

1.4站场改扩建

站场改扩建是由于调车、V停反向或运能增加引起的车站增加道岔或延长改造。此类施工最复杂，一个车站的改造往往需要数次才能完成主体，而且要跟随站前施工同步进行。施工前要根据站前单位的进度编制详细的施工方案，为站前提供线路铺设条件，提前架设接触网，每次线路改造都必须同步开通接触网。通常增建二线的工程中都会对车站进行改造。

2、既有线接触网改造的特点

2.1安全措施更严密

改造的接触网在每天施工完成后要立即投入运行，施工的安全措施比新线施工需要更严密。施工完后既要保证人身安全，以要保证设备的稳定和各项参数符合运行要求。当新线与旧线同时存在时，还要保证相互之间的电气连接。其施工连续性和安全性要求更高。

2.2施工时间更有限

由于既有网一直处于运行状态，各路局能给出的天窗时间往往只有60-90分钟，封闭点内能够完成的工作量相当有限，更多的施工需要在远离带电体的情况下作业。因此施工时需要充分考虑封闭点情况，尽可能地优化技术方案来减少封闭点内的作业。

2.3工作量和施工难度更大

既有线接触网改造除了有新建工作量外，还需要拆除既有设备，其工作量相对于新线要更大。同时由于既有线索的存在，对立杆、架线等都造成干扰，施工占用的封闭点时间更长，施工难度更大。

2.4新旧并存，无法一次施工到位

在旧线路拔接之前，旧的接触网是不能拆除的。为了保证线路拔接当天接触网在有限的时间内与线路一起开通，新的接触网需要提前架设。这样就存在新旧接触网同时存在于同一支持装置上，需要多次的临时和过渡调整。拔接时拆除旧接触网后还要对新的接触网进行重新调整，无法一次施工到位。

2.5过渡工作量大

线路改造前，接触网支柱一般都占据了新线路的设计位置，为了保证线路的铺设，需要提前拆除接触网支柱，采取临时装置进行过渡或对个别锚柱进行倒锚。当封闭点时间不能满足一次完成一个单独项目时，新线与旧线间还要過渡调整。由于多年运行后线路标高变化造成支持装置安装过低的调整等等。在过渡费用有限时，既有线施工却存在大量的合同中无工程量，而且存在因建设单位以及设备单位的要求而不得不增加的应急单位工程项目和过渡工程项目。

3、既有线接触网改造施工方案的编制

针对既有线接触网线改造的一些特点，为了安全、高效地完成施工任务，除了充分利用人力、机械，还需要施工方案根据工程进度不断地进行优化。在接触网改造中，支持装配更换、软横跨更换、倒锚等施工项目每一组都可以单独完成，对封闭点的要求不大。本文主要对承导线更换、曲线半径改造、增建二线倒边拔接改造、站场改扩建等施工方案进行分析，摸索其共同的特性，为类似的施工提供参考。

3.1承导线更换

承导线更换的施工方案与各路局能提供的施工条件有很大关系，施工条件是决定上线的人力、机械以及施工周期的最关键条件。下面就不同施工条件下采取的施工方案进行分析。

3.1.1天窗时间少于60分钟时既有锚段上换线方案

在北同蒲线、株六线和石太线大修换线时，由于运输部门为了保证煤炭运量，只能提供60分钟的天窗时间，因为起锚、架线、下锚就占用了40分钟，特别是车站软横跨节点重量发生变化后要对相关的道岔进行复核，需要的时间更长。显然同一封闭点内无法完成两项工作量。通过多种方案的比较，我们采用了分解法施工。具体施工步骤为：第一步架设新承力索，第二步拆除旧承力索，第三步架设新导线并拆除旧导线，第四步细调。一个锚段的更换需要四个天窗点、两台作业车、四台梯车、25名接触网工。施工方案的要点有：1、吊弦需要提前测量预制，第一个封闭点内可以利用梯车安装吊弦；2、新旧承力索同时存在时两根承力索的固定是一个难题，在实践中我们采用了硬锚法、并联法、增设临时锚柱法等（见示意图），效果都很好；3、架设了新导线而旧导线不能拆除时，往往存在新旧导线过渡的问题，方法是根据时间进行分段调整，导线架设完后剩余的时间内用梯车将新导线调整到正常高度，旧导线提起高度超过新导线200毫米，过渡点形成一个假关节并安装临时关节电连接。在线岔处仍然使用旧导线，新导线只要通过固定使其通过交叉点，交叉点两端抬高，在两导线间距500毫米处非支抬高150毫米以上就能保证受电弓的安全运行；4、架线前需了解既有锚柱的使用过程及状态，不能满足容量要求时需改用增加临时锚柱或临时锚板拉线的方法以保证设备安全。

上述施工方案的优点在于对运输没有任何影响，可以充分利用平常的检修点。可以安排每个区间一个小组进行大面积施工。缺点是施工点分散，施工周期长，施工中的重复过渡调整太多，每次天窗停电点的请、消令及作业车运行时间太长，封闭点的使用效率不高，施工效率及效益都很低。

3.1.2天窗时间大于180分钟时换线方案

当需要在短期内结束工程以提高运能，或者新设计锚段关节位置与既有完全不一致时，一般要求天窗点时间不少于180分钟。这样可以提高封闭点的使用效率。在北同蒲换线后期、大秦线扩能、北同蒲扩能等工程中根据这个有利条件共采用了两种方案。第一种方案：一个封闭点内在左线架设新承力索并拆除旧承力索，同时在右线对应锚段架设新导线并拆除新导线；或者在右线架设新承力索并拆除旧承力索，在左线架设新导线并拆除新导线；左右线同时推进。第二种方案：当时间充足及施工力量允许时，在一个封闭点内将承导线全部更换。两种方案的优点都是工作面小，封闭点利用率高，劳动力使用率高，减少了窝工，能有效地实现干部盯岗，控制安全局面。而且能够在短时间内解决施工与运输的矛盾。左右线在对应锚段施工的方案还可实现施工力量互补，增大安全性及劳动使用率。两种方案的选择要根据换线锚段所处位置（如直线或曲线、距车站远或近）、当天的天窗时间、班组的施工能力等来综合考虑。

3.2曲线半径改造

线路进行提速改造或增建二线路径改动不大时，通常会对原有的小曲线半径进行改造，此时曲线内侧的支柱占用了新铺的线路位置，需要在铺轨前拆除，为站前施工提供条件，而且为了减少拔接当天的拆除工作量及相互干扰，接触网需要采取临时装置进行过渡。以北同蒲线、株六线、宝成线等多条线为例，采用了根据支柱的不同位置来确定过渡方式的施工方案。其施工步骤为：1、将曲线内侧支柱及装配全部按新设计要求安装到位；2、曲线外侧支柱根据线路拔移量确定过渡方式，原则是所立支柱对曲外线路侧面限界大于2.6米，对曲内线路大于2.44米，支柱装配能直接悬挂承载的最大限界为3.4米，考虑H93型支柱在轨面处的宽度为600毫米。施工方案的要点：1、临时软横跨的方式多种多样，为了充分利用拆旧或便宜的材料，可以用UT線夹、开式螺旋扣、定位环、套管绞环、钢线卡子等配合钢绞线制定临时软横跨。同时要根据跨度的大小来确定软横跨的形式；2、可以充分利用导线坡度变化要求及最小结构高度要求，尽量采用单支柱装配来降低过渡工作量。对拔接口可以当隧道或低净空桥处理。3、当既有支柱符合以上条件时，也可以通过调整跨距充分利用，以节省过渡费用。

如上图，对于既有支柱在曲线内侧时，当支柱设计限界为3米时，曲线内侧装配方案的选择：1、当线路向曲内拔移0-400毫米时的曲内支柱，采用将新立支柱上临时装配的方法悬挂旧线，线路拔移后只需更换或调整支柱装配。线路拔移后能满足要求的支柱可以考虑利旧，临时支柱通过调整其限界能在线路拔移后仍能满足设计要求，如图支柱X1、X13。2、线路向曲内拔移401-5600毫米时，由于新线与旧线之间支柱无法保证两侧的限界，需采取临时软横跨过渡。如图X3-X4；X5-X6；X11-X12。注意可以利用既有待拆除的支柱与新支柱形成软横跨。3、线路向曲内拔移5600毫米以上时，对既有支柱可不做处理，新架承导线通过新立支柱及装配来悬挂，待线路拔移后再拆除旧支柱。如图J4、J5。

同样的原则及条件下，当既有支柱在曲线外侧时，装配方案的选择：1、线路向曲内拔移0-960毫米时，采用将新立支柱上临时装配的方法悬挂旧线，线路拔移后只需更换支柱装配。既有支柱对拔移后的线路限界小于3.4米时也要利旧。如图X2、X14。2、线路向曲内拔移961-5600毫米时，由于新线与旧线之间支柱无法保证两侧的限界，或者线路拔移后支柱限界大于3.4米，不符合设计要求。可以采用大限界框架、临时双线路腕臂或临时软横跨过渡。当拔移量在961-1961毫米时，建议直接在上下行支柱装配上用钢绞线制作软横跨，如图中L1-X3；当拔移量在1962-5600毫米时，建议曲外的临时支柱采用H170型，与曲内的支柱装配形成简易软横跨。如图中L2-X5；L3-X11。3、线路向曲内拔移5600-6200毫米时，需要单独立临时过渡支柱，线路拔移后需拆除，如图中L4；线路向曲内拔移6200毫米以上时，可以按设计要求直接立支柱，如图中X10。

当拔移量超过8米时，线路就形成了双绕，此时的方案只是拔接口较复杂，拔移量大于6200时的支柱全部可以按设计安装到位。拔接口的支柱可以根据曲内和曲外两种情况结合来选定过渡施工方案。

当在增建二线施工时遇到这种曲线改造时，还可以采用分束施工模式先开通一条线路，另外一条线路在天窗点外完成施工，以减少过渡工作量。

使用以上此方案的优点：1、永临结合，部分支柱施工时对既有线限界只有2.44米，可以当作临时悬挂。线路拔移后，支柱对新线路限界在3-3.4米之间，通过设计验算支柱容量并出具设计变更，该支柱可以作为永久性支柱，而且完全能满足大机养路的要求，大大节省材料及过渡工作量。2、同一拔接点根据线路的拔移情况采取不同的过渡方式，最大限度地节省了过渡费用。

3.3增建二线倒边拔接改造方案

在增建二线时，为了改善线路条件，会将原有的线路进行取直，此时既有线的位置占据了左线的位置，形成倒边拔接。倒边拔接的施工方案决定于站前的施工方案。下面就单线开通和双线开通分别阐述其施工方案。

3.3.1拔接后线路单边开通的情况

如图，如果倒边拔接后开通右线。共有两种方案可以选择。

方案一，施工步骤：第一步设临时软横跨X7-X2、X9-X4悬挂既有线，拆除J4、J5支柱，为站前单位铺轨提供条件；第二步架设X2以东的新建接触网，在J3支柱上或另设单独锚柱临锚；第三步架设J3以西接触网，并采取分段过渡方式将新线投入运行；第四步拔接当天将J3支柱上两支线对接。施工要点有：1、J3以东的接触线用紧线器在支柱上预留10米；2、为了避免拔接当天与站前单位发生干扰，既有锚段的旧线可以拔接完后再拆除；3、由于是分束施工，左线的施工可以在拔接后进行。

方案二，施工步骤：第一步同方案一；第二步将X2所属锚段的长度变更，延长至J1下锚；第三步架设J3以西接触网；第四步拔接当天J1和J3锚段的接触线形成关节。施工要点有：1、既有锚段的旧线可以抬高变成非支，线路拔接完后再单独申请封闭点拆除；2、临时软横跨的数量根据拔接口的长度来确定；3、为了避免新线区段在拔接前带电，新旧线重合段新架接触网要低挂，拔接当天再进行翻线。

优缺点比较：方案一拔接当天的工作量小，但导线存在接头，其受流质量及安全性不高。方案二通过变更锚段长度在拔接口形成锚段关节，避免了导线接头，但拔接当天需要翻线，工作量大，容易使导线形成死弯。特别是当J3以西的新建接触网来不及架设时，拔接当天可将旧线临时倒锚，与新线形成关节，第二种方案更增加了灵活性，运用还可以推广，如增建二线施工时，与车站相连的关节处新线需低挂，待将新线段在点外调整好后，利用一个封闭点翻线并调整关节，可以大大地减少天窗点内的工作量。

3.3.1拔接后线路双线开通的情况

倒边拔接后开通双线的方案需要更优化，主要目的是必须提前为站前提供施工条件，同时拔接当天现场人员太多，留给接触网施工的时间较少，必须尽可能地减少拔接当天的工作量。一般采取如下方案，其施工步骤：第一步设临时软横跨X7-X2、X9-X4悬挂既有线，拆除J4、J5支柱，为站前单位铺轨提供条件；第二步架设X2以東的新建接触网，在J3支柱上或另设单独锚柱临锚；第三步架设X9以西接触网，在J6支柱上或另设支柱临锚；第四步更换既有锚段的接触网；第五步拔接当天在拔接口将既有锚段更换的新线在合适位置分成两段，分别在J6和J3处与左线和右线对接。

方案优点：为站前提供了条件，过渡费用小，大部分的工作量可以在停电点外完成，拔接当天只需进行倒边拔接，不会与站前单位发生冲突。

3.4站场改扩建

站场改扩建时的接触网改造是最复杂的，在施工过程中要为站前提供线路施工条件，新旧线同时存在并多处形成交叉，有时一个线岔处有四根线同时通过交叉点。施工方案还要受到站前开通步骤的控制。车站施工的一般顺序是：首先应根据站前要求拆除影响线路施工的支柱，为线路施工提供条件；然后根据线路开通顺序架设新建接触网，并逐步调整使新线投入使用。最后根据道岔改移情况逐步拆除旧线，旧线全部拆除完后再对整个车站进行细调。

下面以北同蒲线忻口站为例，谈谈车站接触网的改造步骤。从图中可以看出，整个车站道岔向左改移，右端将单渡线改为交叉渡线。其中线路的改造步骤为：第一步拆除5道-岔8-岔4-岔2间线路，N12、N10、N8、N6道岔投入使用；第二步开通N2-N4及交叉渡线；第三步岔7北移，开通N7岔；第四步岔1、岔3、岔5北移，开通N1、N3、N5道岔。

根据车站施工的原则及线路开通步骤，接触网确定了以下施工步骤：第一步设临时软横跨L1-L2、L3-L4，同时拆除影响线路施工的支柱，为线路施工提供条件。因为N12-8岔间线路拆除之前两线间无法立支柱，为了定位N12、N10岔，设临时软横跨L5-L6、L7-L8；第二步按设计分别新架5道、3道、4道接触网；第三步调整新线并使其逐段投入运行；第四步随线路施工第一步同步开通接触网，点内拆除5道旧线；第五步随线路施工第二步开通交叉渡线；第六步随线路施工第三步开通4道延长段，同时拆除4道旧线；第七步随线路开通第四步开通线路，同时拆除3道；第八步对全站进行细调。

施工要点有：1、临时软横跨L5-L6、L7-L8通过设计变更可以作为永久性悬挂；2、受软横跨及钢柱容量的限制，为了保证安全，3道、4道、5道新旧线不能同时存在，应该架一股道就马上调整，并将旧线作临时倒锚后拆除重合段，新旧线结合处设锚段关节或假线岔来过渡；3、3道、4道、5道设计时都包含了渡线。因线索穿插太多，不便于施工，实际操作时将右端的交叉渡线单独设锚段架设，虽然增加了四处下锚，但使施工得到了分解，也增加了安全性和操作性；4、新线调整时要充分利用线索抬高和降低的方法，制作假关节或假线岔保证受电弓安全运行。在线路改造前，要尽量将旧线全部变成非工作支停止使用，以减少改造当天的工作量；5、当拔接时时间太少或工作量太大与站前形成干扰无法拆除旧线时，可以将旧线调整成非支或只拆除影响的部分，做临时下锚，首先保证线路的开通。

4 总结既有线接触网改造施工方案的通用性原则

4.1“永临结合”的原则。即过渡方案中设置的临时过渡支柱既要考虑满足既有电气化运行的要求，线路改造完后又要让这些支柱能按满足本次接触网施工设计的要求，同时减少设计变更，节约工程成本。

4.2“分束施工”的原则。即以本次接触网施工设计图为依据，结合站场改造，先将与增建二线同侧的站场股道接触网改造完成，并从电气上绝缘（分开）确保增建二线侧接触网及土建工程施工安全。

4.3“化整为零”的原则。将一个施工时间很长的项目进行分解，在多个封锁点内逐步完成。过程中利用假三跨锚段关节、假线岔、临时电连接保证施工的连续性，充分利用受电弓的最大抬升量使新旧线交替使用。

4.4“安全第一”的原则。即编制过渡方案时，必须进行详细的现场调查，充分考虑既有接触网的运行状态和运输情况，做好安全预防工作，遵循“安全第一”的原则，不盲目蛮干。

4.5“时间最短”的原则。接触网过渡工程施工都要按批准的“施工计划”，在停电“天窗”点内完成。为了把对运输生产的影响减少到最小程度，编制过渡方案时，要安排充足的劳动力、施工机具，使施工时间最短。

4.6“保证点外施工的原则”。接触网的停电时间很少，如果单靠封锁点来施工，庞大的改造任务是无法完成的。要充分利用各种条件，采用合理的方法，使新建设备不带电，能够利用点外的时间进行安装调整。同时在安全措施齐备的情况下还要利用远离带电体的方式进行作业。

4.7“优化设计”的原则。设计在制作平面图时，只是根据线路进行了布置，并不是最优化的。实际施工时要根据现场情况，在设计和规范允许的条件下，合理地通过调整跨距、锚段长度、锚段关节位置、支柱侧面限界等，以保证施工方案的优化，尽可能地减少过渡工作量。这种原则虽然表面上增加了部分材料费，但减少的人力、机械、封锁时间是无形的。

4.8“费用最少”的原则。实际施工中要根据线路走向先作出初步方案，线路中心桩出来后，要逐个测量新旧支柱对新旧线的相对位置，确定哪些支柱可以利用、哪些位置需要设置过渡软横跨，并根据跨度的大小确定软横跨的形式。要充分利用拆除的材料或既有的过渡材料灵活地连接零件，达到既节约材料，又能保证运行安全的效果。

5 结束语

既有接触网的改造施工虽然复杂多样，但只要我们在施工中多调查现场，认真分析，本着以上原则，举一反三，尽可能地减少拔接当天的施工工作量，就一定能确保改造的顺利完成，并最终取得较好的效益。

参考文献：

既有电气化铁路接触网改扩建施工工艺GZSJGF08-98/99

铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准（TB10421-2003；J291-2004）.北京.中国铁道出版社.

铁路电力牵引供电设计规范（TB10009-2005/J452-2005）.北京.中国铁道出版社.

接触网.李伟.北京.中国铁道出版社，2003.