180 min天窗一步到位更换接触网承力索和接触线施工工艺

2022-06-23卢炳杨邓怀宏

铁路技术创新 2022年2期

卢炳杨，邓怀宏

（中铁电气化局集团第一工程有限公司第一项目管理（石家庄）分公司，河北石家庄 050000）

0 引言

在铁路提速扩能的发展形势下，除新建工程外，既有线提速改造已成为今后铁路建设的重要内容。近年来，既有线改造正逐步展开，大力发展电气化也是大势所趋。我国早期建成的电气化铁路时速一般都不超过80 km，且设备已经老化不适应日益增长的运输需要，为满足客货运输要求，需要对既有铁路进行改造。在电气化铁路改造施工中，接触网换线是最关键的一道工序［1］。

京原铁路贯穿北京市西部、河北省中部、山西省东北部地区，是“三西”煤碳外运通道的重要组成部分，是沿线地区实现对外联系的重要途径。因线路老化运能受限，目前已成为制约区域路网运能扩大的短板。因此，该改造项目的实施将使华北地区电气化铁路网络更加完善，在完善铁路网布局、均衡其他线路运能、改善总体运输条件等方面都有非常重要的意义［2］。

1 电气化铁路接触网换线工程概述

电气化铁路的主要牵引动力为电力机车，接触网是架设在铁路线路上方，用于向电力机车输送电能的设备。主要由支柱与基础、支撑和定位装置、接触悬挂及其他设备构成。支柱与基础需要承受支撑和定位装置、接触悬挂的负荷。支撑和定位装置主要包括腕臂、绝缘子、定位装置以及软硬横跨等，其主要作用是支撑接触悬挂并将接触悬挂部分的受力传递给支柱与基础。接触悬挂负责将牵引变电所输送来的电能输送给电力机车，主要包括承力索、接触线、吊弦和电连接等［3-4］。

我国普速铁路运输组织采用昼夜不间断的运输方式，因此铁路线的改造施工只能在天窗时间内进行。天窗是指在列车运行图中不铺画列车运行线时间段或通过抽减、调整列车运行线，而为营业线施工和维修作业留出的时间，可分为施工天窗和维修天窗［5］。天窗时间的确定，必须在确保完成运输和施工任务的前提下，使改造施工占用的天窗时间最短，并尽可能将天窗安排在白天。在施工方面，还应考虑施工人员的劳动强度、施工机具的配置、施工方法、作业环境等，最终保证天窗时间内施工作业效率的最大化［6］。由于天窗时间一般较短导致不能长时间连续作业，天窗时间一结束就要使接触网达到恢复行车的要求，同时接触网施工还存在过程复杂、易受外部条件因素制约等不利因素，因此只有采取合理、周密的施工组织措施，才能保证安全、优质、高效地完成接触网换线施工［7］。在天窗时间不断减少的情况下，对接触网的施工安全、质量和效率等方面都提出更高要求，因此对原有施工工艺、作业方法等有必要进行优化改进［8］。

2 施工准备

2.1 技术准备

（1）编制作业指导书，制定施工安全保证措施，提出应急预案。

（2）对施工人员进行技术交底，对施工人员和防护人员进行上岗前技术培训，考核合格后上岗。

（3）申请天窗点，对架线施工提出施工计划，利用180 min的停电天窗进行换线施工。换线原则：1个天窗点内，对1个新锚段承力索、接触线和吊弦同步施工。

2.2 人员准备

（1）确定施工现场管理机构，配置足够劳动力。

（2）划分好作业小组，明确施工任务，做好施工准备，落实个人分工与合作的安排。

2.3 机具材料准备

（1）按作业方案准备施工材料及机具。

（2）准备抢险物资材料及机具并单独存放。

3 工艺流程

工艺流程如下：

作业准备、验电接地（5 min）→作业车放线、起锚（60 min）→落锚（20 min）→卡中锚、新承力索归位、卡定位、安装吊弦及电连接（40 min）→下旧线、收线（20 min）→悬挂调整、检查克缺（10 min）→拆除地线、新网开通（5 min）→施工结束（备用20 min）。

4 操作方法

4.1 作业准备

（1）营业线施工计划已审批下发。

（2）人员、机具到位，各种材料准备齐全，放线车放线架子加固牢靠。

（3）对放线方案进行全员培训、交底完毕，提前3 d各小组负责人对供电段车间工区现场踏勘、人员分工。

（4）各队的抢修工具和材料必须携带到施工现场，以确保应急时使用。

（5）各项准备工作完成后等待封锁及停电命令，命令下达后进行验电接地。

4.2 作业车放线

（1）线路封锁后，将作业车（作业车+平板+作业车）发至换线锚段的起锚位置（一般情况下锚段关节的开口侧起锚，交叉侧落锚），将作业车分解，作业车+平板为放线车在起锚锚柱待命，另一作业车单机发向落锚支柱为落锚做准备工作。停电命令下达后，挂好地线方可作业，新承力索在作业车平台上放线滚轴的线路侧（方便向平腕臂上挂线），新接触线在作业车平台上放线滚轴的田野侧（注意放线过程和挂线过程中新承导不得绞线），新承力索和新接触线跨过放线平台后在起锚锚柱的钢轨上用2个紧线器临时固定。作业平台上最高处距离旧接触线约300 mm，一是防止放线过程中作业平台与接触悬挂发生碰撞，二是方便悬挂新接触线，作业车推着平板放线。

（2）新承力索用放线套子（双股φ4.0铁线制作）+放线滑轮，悬挂在腕臂头上（注意曲内将放线滑轮悬挂在承力索座与管帽间，曲外将放线滑轮悬挂在承力索座与套管双耳间，防止放线滑轮脱落后砸伤人），每组梯车要提前在腕臂上上人，等作业车到达悬挂点停稳后，作业车上人员将新承力索递给腕臂上人员，腕臂上人员负责将新承力索放置放线滑轮中。为了提高放线速度，在直线区段，放线车只在正定位处停车将新承力索挂在平腕臂上，反定位处将新承力索临时挂在定位管上，人工梯车在放线车到达下个悬挂点停稳后负责将新承力索挂在腕臂头上。正定位管短方便悬挂，反定位管长需要掏线，可以节约放线的时间。在曲线区段则是间隔1个悬挂点停车1次，将新承力索临时挂在定位管上，人工梯车负责将新承力索挂在腕臂头上。新接触线每跨用3个S钩（φ16圆钢制作长约200 mm）悬挂在旧接触线上（注意S钩的方向，挂旧接触线S钩开口在田野侧，挂新接触线S钩开口在线路侧，新承力索在放线过程中会起伏不定，S钩如此悬挂，新承力索不会将S钩挂掉造成新接触线落地）。放线过程中，每组梯车可将定位点和跨中各用1根φ4.0铁线将旧接触线吊起比既有导高高200 mm，可方便之后新吊弦的安装。

（3）拆除既有电连接和导线中锚，将既有吊弦导线线夹和定位线夹（要将定位器用铁线挂在定位管上，不能影响放线车通过，更换新的定位线夹）打开为下旧线做准备。腕臂上人员负责更换承力索座，直线区段直接更换新的承力索座；曲线区段旧承力索座打离原位置，将新承力索座安装在平腕臂旧承力索座原位置上，等新承力索落锚后将新承力索缓至新承力索座后将既有承力索座拆除。放线至中锚后，接触线的线面由中锚向起落方向传递。