極旱荒漠地區(qū)電氣化鐵路地線施工技術(shù)

劉東文

摘 要：電氣化鐵路電磁干擾及雷擊等因素對(duì)鐵路通信、信號(hào)專(zhuān)業(yè)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性影響很大，穩(wěn)定、可靠的接地裝置或引流地線不僅可以保護(hù)通信設(shè)備安全和人身安全，同時(shí)可以提高設(shè)備的使用壽命，降低誤碼率，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。我?guó)西北地區(qū)有很大面積的地質(zhì)屬于極旱荒漠地區(qū)，新疆紅淖三鐵路地鄰安西極旱荒漠國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，地質(zhì)以巖石、風(fēng)化石、沙石、棕漠土為主，土壤電阻率大于500Ω·m，針對(duì)這種地質(zhì)情況對(duì)電氣化鐵路地線施工進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：極旱荒漠；電氣化鐵路；地線；施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U448 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.工程概況

中鐵四局集團(tuán)電氣化公司承建的紅淖三鐵路總體走向由南向北自甘新交界處的蘭新鐵路紅柳河車(chē)站引出，跨紅柳河后折向西北，經(jīng)哈密市星星峽鎮(zhèn)、雙井子鄉(xiāng)，沿東天山邊緣西行經(jīng)伊吾縣下馬崖鄉(xiāng)，終點(diǎn)至伊吾縣淖毛湖礦區(qū)。線路途徑地區(qū)為戈壁荒漠，氣候干燥，蒸發(fā)量大，地下水資源匱乏，年降水量43.4mm，年蒸發(fā)量3301.6mm，年相對(duì)濕度20%～36%。新疆紅淖三鐵路S10標(biāo)工程標(biāo)段內(nèi)共計(jì)158組地線，其中通信干線電纜屏蔽地線74組，無(wú)線鐵塔防雷地線21組，視頻監(jiān)控防雷地線22組，信號(hào)地線41組。

2.地線施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 接地體的埋設(shè)

傳統(tǒng)的接地體的埋設(shè)方式大致有垂直接地、水平敷設(shè)、網(wǎng)狀接地等。在高土壤電阻率地區(qū)，確定合理的接地體埋設(shè)方式，是接地施工的關(guān)鍵，埋設(shè)方式確定不合理將直接影響施工的便利、接地阻值的高低、施工成本的大小等。

2.2 降阻劑的應(yīng)用

降阻劑應(yīng)用施工工藝問(wèn)題，各項(xiàng)指標(biāo)都合格的降阻劑還要通過(guò)合理的施工和正確的施工工藝才能發(fā)揮降阻效果，如不能正確施工同樣會(huì)對(duì)接地體產(chǎn)生腐蝕，或不能發(fā)揮應(yīng)有的降阻效果。比如降阻劑的均勻施加問(wèn)題，脫節(jié)現(xiàn)象，埋深問(wèn)題，回填土問(wèn)題等，如果有一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題，就會(huì)影響降阻劑的降阻效果或?qū)拥伢w造成腐蝕。

2.3 接地電阻理論計(jì)算公式

3.解決方法

3.1 接地體的埋設(shè)

根據(jù)本工程的實(shí)際情況，考慮到工程項(xiàng)目所在地周邊均為戈壁，地形地貌無(wú)明顯變化，取土換土困難，且土壤電阻率隨土壤深度變化不大。綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性、合理性和施工難度等，接地體的埋設(shè)采用深埋式水平敷設(shè)接地極與降阻劑的方式進(jìn)行降阻，使接地電阻滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 降阻劑的正確使用

槽內(nèi)采用小型預(yù)制模具、極架，將接地體放置在槽的中央（離開(kāi)地面），保證接地極四周等距不小于40mm、降阻劑均勻施加，接地體被均勻包裹在降阻劑中間，連續(xù)無(wú)脫節(jié)現(xiàn)象。對(duì)土壤電阻率較大的施工點(diǎn)，回填土采用換填細(xì)土，保證細(xì)土回填300mm以上，回填時(shí)防止破壞降阻劑表面的完整性，影響降阻效果。

3.3 簡(jiǎn)化計(jì)算公式

針對(duì)公式中參數(shù)誤差、指數(shù)函數(shù)因素，根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)并參考有關(guān)接地電阻計(jì)算公式，在考慮使用降阻劑后，當(dāng)水平接地極采用寬度≥25mm×4mm的扁鋼、地溝尺寸為圖1所示時(shí)，簡(jiǎn)化計(jì)算公式。

根據(jù)上式，為便于計(jì)算，以紅淖三鐵路地線施工中接地角鋼長(zhǎng)度L=2.5m為例，簡(jiǎn)化后計(jì)算公式見(jiàn)以下3個(gè)計(jì)算公式。

多根水平接地極作為一組地線時(shí)，可忽略接地極之間連接扁鋼（圓鋼）的降阻效果。

4.地線施工

4.1 施工準(zhǔn)備及地線坑開(kāi)挖

首先做好技術(shù)資料的準(zhǔn)備和地線測(cè)試用儀器儀表的準(zhǔn)備工作，同時(shí)檢查、校核所用儀表，要保證其準(zhǔn)確、靈活，測(cè)試端線連接可靠，所用施工機(jī)械及工具車(chē)輛處于良好狀態(tài)。然后根據(jù)地線設(shè)置位置及施工規(guī)范有關(guān)要求，在擬設(shè)地線工作區(qū)域內(nèi)測(cè)量大地電阻率，同時(shí)廣泛收集地質(zhì)資料，進(jìn)行比選有利地質(zhì)及計(jì)算理論電阻。

具體施工，先在地上挖寬600mm～ 800mm、深1000mm～1200mm的溝，溝的長(zhǎng)度隨接地極增加而增加，然后沿溝兩側(cè)垂直于溝的方向開(kāi)挖寬度為400mm～600mm、深1000mm～1200mm、長(zhǎng)度為2500mm的支線溝（相鄰接地極之間間隔為接地極長(zhǎng)度的2倍）。在所有溝底再挖寬、深均為200mm的小槽，槽內(nèi)采用小型預(yù)制模具、極架，將接地體放置在槽的中央（離開(kāi)地面）。

施工重點(diǎn)注意事項(xiàng)：

①線埋設(shè)深度必須在凍土層以下；

②地線焊接防止虛焊、假焊；

③焊接處采用刷銀粉漆等方式防止腐蝕。

4.2 降阻劑調(diào)制、澆灌、包覆、初檢、復(fù)檢

首先在施工前檢查：孔的尺寸、形狀等符合有關(guān)要求，四壁較平整，內(nèi)無(wú)雜物；水平接地極水平居中，離溝底距離不小于30mm且較均勻；接地引下線已按相關(guān)行業(yè)要求涂刷防銹漆并已初凝。

降阻劑調(diào)制，以配制1桶BST-Ⅲ防腐型長(zhǎng)效接地降阻劑為例，來(lái)說(shuō)明降阻劑的配制及澆注方法。

現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備1個(gè)能裝40kg水的圓桶和1根直徑25mm～30mm、長(zhǎng)1000mm～ 1200mm的木棒，將25kg降阻劑的基液倒入圓桶內(nèi)，按水∶降阻劑=0.6∶1.0的比例拌和均勻，邊加水并充分?jǐn)嚢柚敝脸绅ず隣睢Ｋ浇拥赜盟恳詣偤媚軌驖?rùn)濕全部干粉并可攪拌成糊狀即可。加水量不宜過(guò)多，過(guò)大的加水量會(huì)延長(zhǎng)施工時(shí)間。如有條件用攪拌機(jī)最好，（無(wú)條件可在現(xiàn)場(chǎng)選擇一平地，上鋪鐵板，用鐵鍬攪拌均勻）。

將調(diào)制好的降阻劑輕輕倒入模具中、均勻施工直至全部無(wú)遺漏地包覆住水平接地極，并初測(cè)包覆厚度不小于40mm，扁鋼周?chē)鋵?shí)，不足時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充。待降阻劑初凝后，詳細(xì)檢查降阻劑包覆應(yīng)表面均勻、充分無(wú)遺漏、無(wú)雜物混入，包覆體厚度最薄處不少于40mm，不足時(shí)要補(bǔ)充降阻劑。

4.3 回填及測(cè)試

待降阻劑初步凝固后即可進(jìn)行回填，首先在溝內(nèi)撒少量的水，使溝底表面潮濕，然后用底層細(xì)土回填，每回填30cm厚人工夯實(shí)一次，保證回填土密實(shí)，再回填從原坑中挖出的上層土石（土石中不得有雜草等異物），遇有部分巖石地帶或土壤電阻率較高地段時(shí)進(jìn)行換土回填?；靥钔粮叱龅孛?0cm～20cm，作為防沉層。地線溝位于易沖刷的地段時(shí)，回填后采取防沖刷措施，用水泥砂漿護(hù)面或砌石灌漿等。

測(cè)量接地電阻時(shí)，應(yīng)將接地引接線與設(shè)備分開(kāi)，使接地電阻僅為接地裝置在土壤中的接地電阻值。

施工完畢后，進(jìn)行工器具清點(diǎn)歸整，施工過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行清撿，做到工完場(chǎng)清、料清。人工或機(jī)械進(jìn)行場(chǎng)地平整，恢復(fù)施工區(qū)域原有地貌，做好環(huán)境保護(hù)工作。

5.質(zhì)量控制

施工前組織有關(guān)人員認(rèn)真熟悉圖紙，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)要求，編制切實(shí)可行的施工方案，制定保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施，施工前對(duì)有關(guān)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底并填寫(xiě)技術(shù)交底記錄。

作業(yè)人員嚴(yán)格按施工方案和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，保證工序質(zhì)量符合要求，關(guān)鍵工序和特殊工序的施工，技術(shù)、質(zhì)檢人員應(yīng)跟班指導(dǎo)和檢查。

強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)督，嚴(yán)格實(shí)行質(zhì)量否決權(quán)，對(duì)不合格的工程必須返工處理。

為保證工程質(zhì)量，所使用的計(jì)量?jī)x器儀表，都應(yīng)在計(jì)量檢定合格證有效期內(nèi)使用，所用施工測(cè)量及調(diào)校儀器、儀表的精度等級(jí)應(yīng)滿足施工技術(shù)要求，以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

結(jié)論

本技術(shù)采用了中性的物理降阻劑，無(wú)毒無(wú)腐蝕，增強(qiáng)了地線的抗腐蝕能力，提高了使用壽命，有利于環(huán)境保護(hù)，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)境零污染。解決了極旱荒漠地區(qū)電氣化鐵路地線阻值很難達(dá)標(biāo)的難題，通過(guò)開(kāi)展技術(shù)研究，提高了施工效率，降低了施工成本，對(duì)今后相關(guān)電氣化鐵路在同類(lèi)地質(zhì)條件施工中起指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

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