既有铁路电气化改造工程隧道刚性悬挂的施工技术

2020-06-19王清斌通号长沙轨道交通控制技术有限公司

上海铁道增刊 2020年1期

王清斌通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司

随着近年来，我国铁路事业飞速发展，面对铁路的大面积提速及节能环保要求，既有铁路增建电气化改造速度也随之加快，当既有铁路的隧道无法满足接触网柔性悬挂的技术要求时，刚性悬挂接触网在电气化铁路隧道领域逐步得到广泛应用，焦柳铁路怀化西至塘豹段电气化改造工程低净空隧道共计30.4 km，全部采用刚性悬挂接触网。

1 隧道刚性悬挂接触网的组成及特点

1.1 刚性悬挂接触网的组成

刚性悬挂接触网是将接触线镶嵌在汇流排上的一种悬挂方式，依靠汇流排自身的刚性保持接触线的恒定位置，使接触线不因重力而产生驰度，最大程度利用有限的悬挂空间。刚性悬挂接触网是由悬臂支撑装置、汇流排及附件、中锚固定装置、膨胀元件、刚柔过渡装置及银铜合金导线等组成。

1.2 刚性悬挂接触网的特点

刚性悬挂接触网具有占用空间小、日常维护少、安装简单、稳定性好等特点。由于刚性悬挂接触网弹性小、刚性强，且调整范围有限，因此刚性悬挂接触网系统对安装精度的要求比柔性悬挂接触网系统高。在安装过程中，从施工测量到刚性悬挂接触线调整到位，要严格控制每一道工序的施工质量，实现一次安装到位。

2 隧道刚性悬挂的关键施工技术

2.1 隧道刚性悬挂接触网的施工流程

首先进行既有隧道内化学锚栓的植入，同时安装隧内吊柱。经检查吊柱及悬臂装置安装达标后，开始安装汇流排、接触线架设、安装膨胀接头及精细调整等工作，如图1 所示。

图1 隧道刚性悬挂接触网的施工流程

2.2 隧道刚性悬挂接触网关键工序的施工技术

2.2.1 既有隧道化学锚栓植入及吊柱安装

（1）根据测量记录的既有隧道的拱顶数据，结合设计导高和悬臂支撑装置的长度，确定化学锚栓植入的位置，植入过程中，保证化学锚栓的间距、植入深度及垂直度（间距允许误差±1 mm，植入深度允许误差+10 mm，垂直度允许误差±2%）。

（2）根据测量记录的隧道类型、净空高度、曲线外轨超高等数据，选择相应规格型号的吊柱；逐一对号安装，按安装点处的顺线路方向的坡度值和超高值，调整吊柱倾角，用电子水平仪核实数据，使吊柱本体与轨面垂直（顺线路方向不允许有误差，垂线路方向角度误差不超过±5°），如图2 所示。

图2 吊柱安装示意图

2.2.2 悬臂支撑安装

悬臂支撑装置用于刚性悬挂接触网系统中夹持、固定汇流排，是整个系统中承上启下的关键结构，对系统建成后运行效果起着至关重要的作用。它包括隧道吊柱、旋转可调底座、绝缘子、调整底座及可调弹性悬挂线夹，如图3 所示。

图3 悬臂支撑装置平面示意图

（1）在安装旋转底座时，要根据设计导高及悬臂支撑装置的高度，计算出底座的安装高度；悬挂点加上工作负荷之后悬臂会有5 mm 左右的挠度。因此，底座安装时可以略微提高5 mm。

（2）调整底座底孔与绝缘子法兰孔分别对齐，转动调整板上的长孔角度，用水平仪核实。保证调整板与轨面平行（允许误差区间小于 0.3°，膨胀接头相邻悬挂点处调整板误差0-0.1°），调整底座的水平度直接影响着悬挂线夹的弹性和汇流排的水平度。调整底座底安装如图4 所示。

图4 调整底座底安装示意图

（3）根据拉出值数据确定可调悬挂线夹的预装位置，把设计拉出值标定在调整底座调整板上，松开连接底座上的紧固件，将连接底座从调节轴上旋出，将悬挂线夹定于标记位置，连接底座重新旋入调节轴上（线夹初装高度应调整到底座与线夹本体间距 15 mm 处，为后期导高微调留出空间）。

2.2.3 汇流排安装

汇流排是用于夹持、固定接触线，承载和传输电能，通过自身钳口弹性夹持接触导线，主要包含有汇流排、中间接头、刚柔过渡汇流排、夹紧力汇流排，具体安装位置如图5 所示。

图5 汇流排安装示意图

（1）为了汇流排及膨胀接头的安装方便，汇流排安装应从中心锚结处开始，看见中心锚结点处悬臂呈 90°角度伸出，远离固定点处的悬臂呈偏移角度小于90°，中心锚结悬挂点为标准12 m 汇流排的正中间，汇流排中心对准悬挂点中心，而后向两侧顺序安装。

（2）汇流排安装时，根据设计给出的平均温度值调整悬臂的偏移方向，在环境温度高于平均值时，悬臂应向膨胀接头方向偏转；环境温度低于平均值时悬臂应向中心锚结方向偏转（隧道口侧温度变化明显，加强注意）。

（3）曲线段安装时，必须先安装中间接头，并将接头螺栓紧固后，才能安装相邻悬挂线夹夹板并紧固，若顺序相反，则易造成中间接头无法安装。

（4）安装完毕后，汇流排应卡在线夹本体卡槽中，保证两侧一致，汇流排受力均匀。必须检查汇流排是否与轨面平行，避免日后出现导线偏磨。

2.2.4 接触线架设

相对于柔性悬挂来说，刚性悬挂系统接触线架设不仅是将接触线放出，而且还要利用专用设备将接触线嵌入汇流排底部的夹线口内，属于无张力放线，相比之下对作业过程要求更高。刚性悬挂接触线放线是以锚段为独立单元，由锚段一端开始向另一端进行；对于刚柔过渡锚段，应由刚性端开始向柔性方向进行放线。刚性悬挂系统接触线架设是以锚段为独立单元，从锚段一端的关节位置（即膨胀接头安装空间预留处）起向另一端进行，接触线架设要求应具备以下条件：

（1）放线锚段中心锚结装置应安装调整完成。

（2）放线锚段悬臂支撑装置偏转角及汇流排拉出值已调整完成。

（3）汇流排高差应调整一致（基本符合导高值），特别是跨中及接头部位。

（4）锚段关节位置应精确预留出膨胀接头安装空间，偏差应不大于±50 mm。

2.2.5 膨胀接头安装

（1）膨胀接头用于刚性悬挂接触网系统锚段关节处，补偿锚段内汇流排因温度变化而产生的纵向膨胀量或收缩量，同时实现锚段间的电气续接及受电弓在锚段间的平滑过渡，通过外包接头与汇流排连接。膨胀接头属于系统关键部件，在安装时应严格按照安装说明进行操作。

（2）膨胀接头应安装在轨道中轴线正上方，锚段汇流排放线到位，端部预留接触线端头打磨到位，防止出现打弓现象，汇流排间预留间隙准确应按照膨胀接头的安装曲线表进行预留，膨胀接头支撑点及两端相邻支撑点拉出值调整到位。

2.3 隧道刚性悬挂接触网施工注意事项

（1）汇流排安装前，要复核吊柱型号、规格、长度是否符合图纸要求。核实曲线地段外轨超高值，并根据超高值检查吊柱倾斜度。支撑点位置顺线路方向允许误差不大于±0.1 m，同时相邻支撑点间距（跨距）不得超过设计值的 0.1 m。支撑点垂直线路得施工误差不大于±20 mm。安装前后的整个过程要注意对产品进行保护和防护，防止产品及组件产生破损、变形，尤其注意对绝缘棒外层伞套的保护。

（2）膨胀接头安装时，相邻四个悬挂点应等高，中间两个悬挂点允许略高 1 mm～3 mm；两端汇流排水平度为零，允许误差±0.1°；应安装在跨中位置，允许误差±50 mm；与受电弓接触部分应与轨道平行，用水平尺模拟受电弓双向通过无硬点，不打弓。

（3）除膨胀接头、电连接等必须设备之外，汇流排上不允许有其他额外负荷。尤其是在安装施工和维修作业时，禁止人体全部或部分负荷施加于汇流排。

（4）发现隧道渗水到接触网汇流排上，应对该处汇流排进行保护，以防腐蚀汇流排等接触网设备。