高速鐵路橋梁綜合接地施工技術(shù)要點(diǎn)研究

丁文瀾

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

作為集成系統(tǒng)，高速鐵路橋梁綜合接地系統(tǒng)能夠?qū)㈦娮有畔?、通信、牽引供電回流等各種系統(tǒng)與橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)連接在一起，保證系統(tǒng)可靠接地，為各種裝置的安全運(yùn)行提供保障。因此，在橋梁工程建設(shè)過程中，還應(yīng)加強(qiáng)綜合接地系統(tǒng)施工。通過合理應(yīng)用技術(shù)，保證系統(tǒng)低阻等電位建設(shè)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，在提高工程整體質(zhì)量的同時，確保列車行駛安全。

1 高速鐵路綜合接地施工技術(shù)

在高速鐵路運(yùn)行過程中，列車在軌道上保持高速運(yùn)行。期間，附近接觸網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)等結(jié)構(gòu)可能發(fā)生閃絡(luò)電流，導(dǎo)致人員、設(shè)備承受較大安全威脅。因?yàn)樵诮佑|網(wǎng)所處環(huán)境中，存在電磁場。列車從中以較快速度通過，會產(chǎn)生電流。電流電壓較高，將給周圍設(shè)備通信傳輸帶來明顯影響。采用綜合接地網(wǎng)施工技術(shù)，能夠通過鋪設(shè)，綜合貫通地線和連接接地鋼筋、接地端子等接地體，有效釋放閃絡(luò)電流，為列車安全通行提供保障。在高速公路橋梁工程中，需要釋放列車高速通過引起的電流。具體來講，就是利用接地線等設(shè)施加強(qiáng)與大地連接，為周圍設(shè)備提供電磁防護(hù)。從技術(shù)原理上看，就是利用共用接地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等電位連接，使鐵路、橋梁構(gòu)成等電位體，因此可以避免閃絡(luò)電流給軌道、設(shè)備帶來的威脅[1]。目前來看，高速鐵路綜合接地施工復(fù)雜度不高，但在橋梁等土建專業(yè)施工期間，容易忽視接地端子、貫通地線等結(jié)構(gòu)的施工問題，阻礙綜合接地系統(tǒng)建設(shè)。因此，還應(yīng)加強(qiáng)高速鐵路橋梁綜合接地施工技術(shù)要點(diǎn)分析，使得鐵路橋梁接地施工作業(yè)有序進(jìn)行。

2 高速鐵路橋梁綜合接地施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程概況

贛深鐵路GSSG-8 標(biāo)綜合接地工程位于贛州至深圳鐵路，屬于高速鐵路綜合接地系統(tǒng)。沿著鐵路全線上、下行敷設(shè)貫通地線，確保地線的接地電阻不大于1 Ω。標(biāo)段內(nèi)建設(shè)有雙線特大橋、單線特大橋和雙線大橋，橋梁地段貫通地線需要與內(nèi)部非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋連接，并在接地電阻達(dá)不到要求時單設(shè)接地極。總體來看，橋梁綜合接地施工為工程接地關(guān)鍵工序，直接影響工程整體接地效果。

2.2 接地方案

從結(jié)構(gòu)組成上來看，綜合接地系統(tǒng)包含接地極、貫通地線等部分。需要利用連接線進(jìn)行橫向連接，并對分支進(jìn)行引接，完成接地端子的設(shè)置。在灌注混凝土前，應(yīng)對橋梁各部進(jìn)行接地連接，完成貫通線敷設(shè)、連接，并進(jìn)行接地極處理。地線需要配置金屬護(hù)套，實(shí)際采用S-DH70 型，為高分子銅纜，截面能夠達(dá)到70 mm2。這種電纜具有一定耐腐蝕性，具有抗沖擊能力強(qiáng)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。在橋梁兩側(cè)，需要在電纜槽內(nèi)進(jìn)行地線鋪設(shè)。為加強(qiáng)地線保護(hù)，需要進(jìn)行混凝土澆筑，使結(jié)構(gòu)得到包裹密封。過軌采用Φ80 mm 的HDPE管防護(hù)，在橋墩基礎(chǔ)設(shè)置接地裝置。從長度上來看，各段不超過1000 m。從電氣連接上來看，應(yīng)做到全線貫通。在接線方面，應(yīng)使用材料相同的導(dǎo)線。采用T 形方式連接，應(yīng)做好壓接處理。實(shí)際操作時，壓接力應(yīng)在12 t 以上，并做好接頭防腐工作。端子采用M16，利用孔塞，避免在澆筑混凝土過程中發(fā)生堵塞問題。應(yīng)確保表面與外部結(jié)構(gòu)順利對接，并做好端頭保護(hù)。針對接地體非不銹鋼部位及焊接部位，應(yīng)完成水泥澆筑，保證結(jié)構(gòu)得到密封。在接地極配置上，可使用不銹鋼棒，規(guī)格在20 mm 以上，接地位置相同。

2.3 接地施工要點(diǎn)

2.3.1 基礎(chǔ)接地

在施工過程中，橋墩位置屬于基礎(chǔ)，應(yīng)做好接地處理。布置接地體，并連接貫通地線，能夠降低接地電阻。沿著里程方向，在距離地面20 cm 位置設(shè)置接地端子，墩頂在里程側(cè)方向設(shè)置2 個端子。通過端子，接地極可以與基礎(chǔ)連接，并通過端子開展電阻測試。按規(guī)定，電阻應(yīng)不超過1 Ω，超出這一數(shù)值需要配置接地極。

在各樁基中，設(shè)置有2 根接地鋼筋。采用環(huán)接方式，鋼筋布置在承臺位置，兩頭分別與承臺鋼筋和墩帽端子連接。在接地方面，為達(dá)到短路電流要求，使用非預(yù)應(yīng)力鋼筋。針對鋼筋應(yīng)做好標(biāo)識，確保后期檢查中能夠及時找到。對鋼筋進(jìn)行聯(lián)接，需加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制，采用雙面焊接方法，搭接長度至少達(dá)到55 m，單面焊接長至少100 mm。在交叉點(diǎn)焊接時，應(yīng)采用L 形鋼筋，焊縫厚不超過4 mm。

橋墩施工階段，還應(yīng)在底面完成1 m×1 m 鋼筋網(wǎng)設(shè)置。利用鋼筋網(wǎng)，可以對接地極進(jìn)行水平連接。針對交叉點(diǎn)，應(yīng)采用焊接方式處理，使結(jié)構(gòu)保持L 形。結(jié)構(gòu)外圍應(yīng)進(jìn)行閉合處理。施工期間，應(yīng)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)綁扎。在中間位置，需要完成接地鋼筋設(shè)置，并直接用于接地。在鋼筋網(wǎng)外部和混凝土表面，應(yīng)加強(qiáng)間距控制。對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接，加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制，施工時完成標(biāo)識。各橋墩需設(shè)置接地裝置，最終接入綜合接地系統(tǒng)。

2.3.2 連續(xù)梁接地

橋梁施工采用連續(xù)梁，按照圖1 所示進(jìn)行接地。在地線施工前，應(yīng)做好接續(xù)工作。采用直型熱縮套管加強(qiáng)防護(hù)。采用壓接方式，針對端頭位置，應(yīng)將25 mm 內(nèi)的外包去掉。去掉毛刺后，可以對銅芯進(jìn)行壓接處理。根據(jù)截面進(jìn)行配管，然后進(jìn)行鉗壓。在接套中，應(yīng)插入鋼絞線。對頭位置應(yīng)進(jìn)行壓接，利用套管加強(qiáng)保護(hù)[2]。與分支銅纜接續(xù)，需銼掉50 mm 外護(hù)套，壓接后外部用鉛錫焊料封焊。在地線施工過程中，還應(yīng)做好梁部處理。考慮結(jié)構(gòu)方向，應(yīng)做好水平連接。

圖1 橋梁連續(xù)梁接地

在梁體位置進(jìn)行接地施工，還應(yīng)在垂直方向上完成鋼筋設(shè)置。具體來講，就是在保護(hù)層上布置鋼筋?？梢栽诜雷o(hù)墻、軌道底座板之間大約1/3 和2/3 的位置布置鋼筋，使結(jié)構(gòu)在垂直方向上保持地線聯(lián)通。在鋼筋與表面保護(hù)層間，需要維持100 mm 以上距離。連接水平鋼筋時，應(yīng)確保連接牢固。施工期間，鋼筋連接采用雙面焊和單面焊施工技術(shù)，應(yīng)加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制，并做好標(biāo)識。

2.3.3 接觸網(wǎng)接地

鐵路橋梁施工需要進(jìn)行接觸網(wǎng)施工，需要做好接地處理。在橋梁面上，需要進(jìn)行接觸網(wǎng)施工。具體來講，就是建設(shè)支柱基礎(chǔ)。結(jié)合施工圖，可以預(yù)留相應(yīng)螺栓用于接地。螺栓應(yīng)與法蘭匹配，能夠達(dá)到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工要求。在橋墩附近，可以進(jìn)行基礎(chǔ)施工，保證與跨中隔有一段距離。實(shí)際根據(jù)接觸網(wǎng)施工情況，同時考慮梁跨長，應(yīng)在距梁端4 m、6 m、8 m 位置設(shè)置接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)，雙柱間距為2.5 m。在施工期間，需要做好螺栓材料選擇。實(shí)際可以采用Q345，并做好防腐工作。在垂直方向上，應(yīng)確保尺寸誤差不超過±1 mm，同時應(yīng)加強(qiáng)間距誤差控制不超過±2 mm。在接地網(wǎng)與信號網(wǎng)之間，還應(yīng)設(shè)置鋼筋。通過焊接連接后，實(shí)現(xiàn)接地連接。對預(yù)埋件進(jìn)行焊接，應(yīng)保證鋼結(jié)構(gòu)牢固，做好端子預(yù)留。針對相鄰鋼筋，根據(jù)接觸網(wǎng)參數(shù)，可以選擇進(jìn)行搭接。具體應(yīng)滿足短路電流大于25 kA、并且截面不小于200 mm2的條件。期間，應(yīng)做好焊縫處理，保證節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量。針對錨桿和環(huán)接鋼筋，應(yīng)保證焊接面積至少達(dá)到360 mm2。在鋼筋外露情況下，需要做好防腐工作。針對帶電體5 m 范圍內(nèi)的構(gòu)件和線路20 m 內(nèi)的設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)與接地系統(tǒng)的連接，避免有電流流過構(gòu)件和設(shè)備，威脅接觸網(wǎng)和設(shè)備運(yùn)行安全。

2.4 注意事項

在綜合接地施工方面，需要提前做好端子預(yù)埋。具體來講，就是在梁端槽底位置，提前埋設(shè)用于連接地線的端子。應(yīng)使用引接線，保證連接可靠。在防撞墻的位置，應(yīng)在距離上表面355 m 位置預(yù)留接地端子。對橋梁梁體接地端子進(jìn)行預(yù)埋，應(yīng)在墩頂和梁體中布置接地體，確保與水平面齊平或高出水泥面不超過5 mm。若施工過程中發(fā)現(xiàn)未能進(jìn)行接地端子預(yù)埋，但預(yù)留鋼筋，還要在墩身和梁體中設(shè)法進(jìn)行接地體預(yù)埋，同時保證橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量不受影響。針對橋墩基礎(chǔ)或者墩身底部側(cè)面，應(yīng)在地面10 cm 以下進(jìn)行接地端子預(yù)埋。在墩臺內(nèi)部，做好Φ30 mm 接地鋼筋預(yù)埋，并進(jìn)行絕緣和外接接地極的處理。在頂端位置，應(yīng)進(jìn)行預(yù)制接地預(yù)埋，利用70 mm2電纜連接梁體和墩臺內(nèi)的接地鋼筋。連接承臺內(nèi)的樁中接地鋼筋時，如果鋼筋直徑小于Φ16 mm，需要對2 根鋼筋進(jìn)行并聯(lián)焊接。橋長超出500 m，每500 m 對一個綜合接地過軌管路進(jìn)行預(yù)留。對基礎(chǔ)承臺進(jìn)行擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，完成鋼筋網(wǎng)的安設(shè)，并對結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行環(huán)接，最后與橋墩內(nèi)的接地鋼筋進(jìn)行焊接連接。

3 結(jié)論

在高速鐵路橋梁建設(shè)過程中，應(yīng)認(rèn)識到綜合接地施工的重要性。在橋梁基礎(chǔ)施工、連續(xù)梁施工和橋面接觸網(wǎng)施工等各個環(huán)節(jié)，都需要做好接地體的埋設(shè)，保證貫通地線、接地端子等各部分正確安裝。形成的接地系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)電阻測試，確保不超過1 Ω，保證閃絡(luò)電流得到順利釋放，滿足工程建設(shè)要求。