既有电气化铁路站场改造接触网硬横跨施工方法研究及总结

张照清

（中铁建电气化局集团第三工程有限公司，河北 保定 074000）

1 背景简介

随着中国经济的高速发展，铁路运输在全国交通领域所占的比例变得尤为突出，根据国家 “十四五”铁路规划，期间将实现高铁主通道“八纵八横” 的基本连通，同时将加快推动区域性高铁联络线、延伸线的建设，完善普速铁路网的全面覆盖，加快城市群都市圈城际铁路和市域（郊）铁路发展。从国家“十四五”铁路规划可以看出，未来全国的铁路网络将更加完整，既有车站面临运营效率和安全性的双重考验，既有车站改造将是未来铁路发展的必由之路。

通常既有车站站改工程涉及轨道、信号、接触网、站房等多个专业，其中接触网既有硬横跨更换拆除施工是整个站改工程的重中之重，需在有限的“天窗”点内完成新硬横跨基础施工、支柱组立、新硬横跨架设、既有接触网倒接、既有硬横跨拆除等高风险、高难度施工工序。本文结合了现场施工经验，重点对既有线硬横跨施工中的基坑检测、基坑钢板支护、既有硬横跨拆除及接触网倒接等施工方法进行了总结分析。

2 站改接触网硬横跨施工方法

2.1 硬横跨基础施工

2.1.1 硬横跨基础施工偏差控制

硬横跨基础施工主要包括基坑开挖、基础浇筑。硬横梁基础施工偏差对后续工序中的硬横跨支柱组立、硬横梁架设影响重大，而施工偏差很难消除，因此在施工前必须编制专项施工方案，对各道工序的施工工艺标准进行规范，严格控制施工偏差。通常同组硬横跨的两侧基础必须同步施工，确保能及时纠正同组硬横跨的施工偏差。

接触网硬横跨基础施工的主要施工偏差控制范围如下：同一组硬横跨两侧基础顶面高程应相等，相对偏差不超过50 mm；同组硬横跨的两侧基础，其基础的中心间距的施工偏差为±20 mm，且其基础的侧面限界符合设计要求；同组硬横跨两侧基础，其基础的中心连线应垂直于车站正线，施工偏差不超2°。

为有效减少施工偏差，在进行接触网硬横跨基础施工时，同组硬横跨的2 个基础基坑必须同时开挖，避免在地下埋设物不明的情况下，如有影响需改移位置，以便同组硬横跨基础同时改移；开挖前要根据测量的基础中线和施工表中的基础限界要求（必须保证支柱限界符合设计要求）对基坑进行定位后再开挖，避免基坑偏斜；硬横跨基础浇筑前必须对基坑位置、限界、螺栓间距等参数进行复核，确保各项参数的偏差控制在允许偏差范围内方可进行浇筑施工。

2.1.2 既有线硬横跨基础施工

地下管线防护：为防止破坏既有通信、信号、电力电缆，在基坑开挖施工前，必须提前联系营业线设备管理单位，共同确认既有地下电缆路径与走向。开挖时，人工使用铁锹铲除土层开挖，当开挖遇到电缆时，尽快与设备单位取得联系，并现场查看与基础施工的干扰程度，根据现场具体情况确定电缆移位或者迁改方案。在旁边开挖新的槽道进行埋置移位或者迁改后的电缆，埋置前采用塑料波纹管对电缆进行包裹后采用黏土回填，当天改移管道必须当天回填完成。现场施工时需保护既有线各类标识标牌，回填完成后恢复改移电缆的标识标牌。

基坑监测：既有高铁站改在临近正线处进行基坑开挖时，由于正线列车行驶速度较快，基坑开挖施工过程中，其周边的土质变化情况会直接影响施工安全及行车安全，必须全过程监测基坑开挖时的土质变化情况，从而实时掌握其不稳定变化，确保基坑开挖施工安全[1]。在基坑开挖前，离基坑坑口较远处寻找一处地面土质稳定的地点作为监测的基准点，用仪器测量并记录其水平坐标、高程；在基坑边沿布置测量监控点，施工时定时测量每个监控点的参数，并记录每次测量的水平和垂直方向的位置变化量，如果出现恶劣天气时，需增加监控点、测量次数[2]；若发现监测数据异常，应立即停工，人员撤出，然后迅速回填基坑防止异常情况进一步扩大，同时通知线路车间现场配合复核线路状态，及时恢复线路，确保行车安全。

基坑钢板支护：为防止因列车高速行驶引起的路面震动造成基坑坍塌，开挖前必须在线路侧设置挡渣板，防止道闸流塌。开挖过程中，在基坑四周采用钢板进行支护（如图1 所示），按每50 cm 支护一层，上下防护板尺寸保持一致，层与层之间防护板长、宽边的固定方式互相错开，采用螺栓固定，并在基坑四周采用钢管支护将钢板相互抵紧，以便加强防护板的稳固性。每个天窗点施工结束后，用装有弃土的沙袋进行回填压实，下次施工时取出回填物，继续开挖。

图1 基坑钢板支护图

基础浇筑：在既有车站内的基础一般采用商品混凝土加地泵方式浇筑，基础浇筑前一天按设计要求安装钢筋笼及模具，钢筋笼采用人工现场绑扎。浇筑混凝土当天，在天窗点开始前先在线路栅栏外布设地泵管道，天窗开始后布设垂直铁路段地泵。垂直铁路段地泵布设时注意在钢管下方敷设5 层彩条布，彩条布宽为5 m；在彩条布上方钢轨处布设沙袋，沙袋高出轨面50 mm；钢管布设时应轻拿轻放；拆除钢管时应4 人同时抬设，将钢管统一运输到封闭网外；钢管拆除完毕后，撤除沙袋、彩条布，同时做好钢轨检查，文明施工。

2.2 硬横跨支柱组立、硬横梁架设

2.2.1 硬横跨数据测量

在同组硬横跨两侧基础浇筑完成后，测量硬横跨两侧基础的中心间距。为确保测量数据的准确性，至少配2 组测量人员进行多次测量后确定。测量方法通常为先使用全站仪测量，再使用钢卷尺进行复核。全站仪测量方法为：在两侧基础中间选取一处视线开阔且距离适当的位置，将全站仪架设好并调整至水平状态，两侧基础分别安排测量辅助人员调整棱镜立杆位置，使棱镜分别支在两侧基础对称的地脚螺栓上，测出之间的间距。钢卷尺的测量方法为：安排测量人员利用钢卷尺依次测量两侧硬横跨基础对称地脚螺栓的间距。最后比对、分析所测数据（至少2 组人员的测量数据），确定最终的硬横跨数据。

2.2.2 调整硬横跨支柱法兰角度的方法

每组硬横跨是由2 根钢管硬横跨支柱、1 组硬横梁构成，其中硬横跨支柱通过预埋的8 根地脚螺栓与基础连接，硬横梁通过连接螺栓与钢管硬横跨支柱上部法兰连接。通常同一组硬横跨两侧基础中心连线应垂直于车站正线，此时硬横跨支柱上部法兰中心线会与同组硬横跨基础地脚螺栓的连接线相重合。若基础施工时出现一定施工偏差，如图2 所示，法兰中心连线与地脚螺栓连线间夹角为1.98°，通过调整硬横跨支柱上部法兰中心线与支柱的夹角，使硬横梁法兰与两侧硬横跨支柱上部法兰位于同一中心线。

图2 硬横跨支柱法兰角度调整示意图

2.2.3 既有线硬横跨支柱组立、硬横梁架设

既有线硬横跨支柱、硬横梁吊装主要使用轨道吊车组和汽车吊，在吊装空间受限、作业时间有限的封锁点内完成硬横跨吊装作业难度系数大、安全风险高，必须对吊装步骤进行详细分解、推验，计算好每个步骤的作业时间。施工前，提前调查现场情况，确定吊车的起吊点、被吊硬横梁的存放点、吊装的路线等，并根据所调查的现场情况、硬横梁的长度和质量及吊车的性能参数选取合适的吊车，进行吊装起重验算，确保选取的吊车满足硬横梁吊装的安全技术要求。

硬横梁横跨站场上下行各股道，必须垂直天窗才能施工。根据多个项目的施工经验测算，不含轨道车运行时间，每组硬横梁吊装作业用时约55 min。接到封锁命令后，轨道车运行至施工点对位支腿（不占用天窗点停电时间），期间进行验电接地；接到作业命令后轨道吊吊臂动作，起吊绳与吊钩连接（用时15 min）；横梁起吊、转体、对位（用时15 min）；横梁对接、紧固（用时15 min）；摘钩、收臂、收腿（用时10 min）。

横梁拼接、运输：利用汽车吊将架设的横梁放置在上行侧栅栏外，以便进行人工拼接。利用轨道车将架设的支柱和横梁放在轨道车附近，将拼装好的横梁吊装到轨道平板车上，通常总长在28 m 以下的硬横梁运输选择2 节平板，总长为28～32 m 的硬横梁运输选择3 节平板，总长为32～40 m 的硬横梁采用分段运输，现场拼装，需在邻近营业线计划中实施。安装列车编组一般采用作业车+平板车+平板车+立杆车（LG-4）+作业车。安装列车在曲线区段及岔区转道时要缓慢运行，观察横梁支撑点是否灵活、横梁端部有无超限现象。

安装列车的摆放位置：为使吊臂起吊后横梁中心就位于安装目的地硬横跨中心，减少上方接触网影响，轨道吊车可停靠在硬横跨中部就近股道。

横梁吊装、对接：吊车在顺线路方向垂直起吊横梁500 mm 左右后一度停车，检查轨道吊支腿、吊臂、吊钩、吊绳、横梁状态，确认正常后继续起吊；在两线间垂直吊起硬横梁，将晃绳捆绑在横梁上，顺着垂线路的方向拉动硬横梁，避免吊装时硬横梁与既有接触网发生刮碰，直到吊起的硬横梁下边缘高出承力索1 m；再次拉动晃绳，使硬横梁缓慢旋动，最后使硬横梁与线路方向保持垂直；吊车下落吊钩，使硬横梁两头的法兰盘与硬横跨支柱上部的法兰盘对齐[3]；作业人员上到硬横跨支柱上部法兰盘处，利用锥形定位销杆，插入横梁与支柱法兰盘的一个连接孔位，另一人配合将连接螺栓穿入连接孔，并循环紧固。轨道车组吊装硬横梁现场施工如图3 所示。

图3 轨道车组吊装硬横梁现场

2.3 既有硬横跨拆除、接触网倒接

为使吊臂起吊后横梁中心就位于拆除目的地硬横跨中心，减少上方接触网影响，将轨道吊车停靠在硬横跨中部就近股道；在横梁中心两侧对称两点套挂人字形吊装带，套挂位置同安装悬挂位置一致；吊臂伸至硬横梁中心位置上方3 m 处，悬挂吊装带，受力后，检查轨道吊支腿、吊臂、吊钩、吊绳、横梁状态，确认正常；硬横梁在吊装受力后，杆上作业人员使用扳手拆除连接螺栓；连接螺栓拆除后，吊臂缓慢提钩至硬横梁高于边柱500 mm 以上；将晃绳捆绑在既有的硬横梁上，拉动硬横梁并缓慢旋转硬横梁，将硬横梁吊至列车平板的正上方；吊车缓缓落钩，直至横梁摆放在轨道平板垫木上；安放稳固后，摘除吊装带，作业人员先后拆除边梁和中梁连接螺栓。硬横梁拆除现场施工如图4 所示。

在硬横梁拆除前，需将既有硬横梁上接触悬挂倒接至新硬横梁上。施工前必须提前确认好倒接接触网悬挂的各项参数，倒接后调整定位点处的导高、拉出值等参数使其符合设计要求，同时保证接触网各带电部位的绝缘距离满足要求，必须确保倒接后接触网正常送电，不影响列车的行车安全。

3 结论

不同于新建铁路线路施工，既有线站改硬横跨施工涉及营业线及邻近营业线施工。施工前，必须与营业线设备管理单位及行车组织单位签订安全配合协议，严格执行铁路局制定的有关营业线及邻近营业线施工安全管理规定。施工时，必须严格执行施工登记、施工销记制度，施工地点均要按规定设置防护。现场防护员必须携带防护工具，驻站联络员向现场防护员发出预报、确报或变更通知等必须按规定复诵，现场防护员必须对驻站联络员发出的预报、确报或变更通知等情况进行复诵确认。

既有线硬横跨施工安全风险高，由于封锁点内施工时间有限[4]，必须严格控制各道工序的施工时间，技术人员需根据现场的实际情况，提前编制详实的施工方案。对硬横跨各道工序的作业人员组织、施工机械投入、物资运送等环节进行详细的安排布置，对各项安全风险提前防控并做好应急预案，确保铁路营业线行车安全和施工人员人身安全的同时，顺利完成既有硬横跨改造施工。