180 min天窗一步到位更換接觸網(wǎng)承力索和接觸線施工工藝

盧炳楊，鄧懷宏

（中鐵電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司 第一項(xiàng)目管理（石家莊）分公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

在鐵路提速擴(kuò)能的發(fā)展形勢(shì)下，除新建工程外，既有線提速改造已成為今后鐵路建設(shè)的重要內(nèi)容。近年來(lái)，既有線改造正逐步展開(kāi)，大力發(fā)展電氣化也是大勢(shì)所趨。我國(guó)早期建成的電氣化鐵路時(shí)速一般都不超過(guò)80 km，且設(shè)備已經(jīng)老化不適應(yīng)日益增長(zhǎng)的運(yùn)輸需要，為滿足客貨運(yùn)輸要求，需要對(duì)既有鐵路進(jìn)行改造。在電氣化鐵路改造施工中，接觸網(wǎng)換線是最關(guān)鍵的一道工序［1］。

京原鐵路貫穿北京市西部、河北省中部、山西省東北部地區(qū)，是“三西”煤碳外運(yùn)通道的重要組成部分，是沿線地區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)外聯(lián)系的重要途徑。因線路老化運(yùn)能受限，目前已成為制約區(qū)域路網(wǎng)運(yùn)能擴(kuò)大的短板。因此，該改造項(xiàng)目的實(shí)施將使華北地區(qū)電氣化鐵路網(wǎng)絡(luò)更加完善，在完善鐵路網(wǎng)布局、均衡其他線路運(yùn)能、改善總體運(yùn)輸條件等方面都有非常重要的意義［2］。

1 電氣化鐵路接觸網(wǎng)換線工程概述

電氣化鐵路的主要牽引動(dòng)力為電力機(jī)車，接觸網(wǎng)是架設(shè)在鐵路線路上方，用于向電力機(jī)車輸送電能的設(shè)備。主要由支柱與基礎(chǔ)、支撐和定位裝置、接觸懸掛及其他設(shè)備構(gòu)成。支柱與基礎(chǔ)需要承受支撐和定位裝置、接觸懸掛的負(fù)荷。支撐和定位裝置主要包括腕臂、絕緣子、定位裝置以及軟硬橫跨等，其主要作用是支撐接觸懸掛并將接觸懸掛部分的受力傳遞給支柱與基礎(chǔ)。接觸懸掛負(fù)責(zé)將牽引變電所輸送來(lái)的電能輸送給電力機(jī)車，主要包括承力索、接觸線、吊弦和電連接等［3-4］。

我國(guó)普速鐵路運(yùn)輸組織采用晝夜不間斷的運(yùn)輸方式，因此鐵路線的改造施工只能在天窗時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。天窗是指在列車運(yùn)行圖中不鋪畫列車運(yùn)行線時(shí)間段或通過(guò)抽減、調(diào)整列車運(yùn)行線，而為營(yíng)業(yè)線施工和維修作業(yè)留出的時(shí)間，可分為施工天窗和維修天窗［5］。天窗時(shí)間的確定，必須在確保完成運(yùn)輸和施工任務(wù)的前提下，使改造施工占用的天窗時(shí)間最短，并盡可能將天窗安排在白天。在施工方面，還應(yīng)考慮施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、施工機(jī)具的配置、施工方法、作業(yè)環(huán)境等，最終保證天窗時(shí)間內(nèi)施工作業(yè)效率的最大化［6］。由于天窗時(shí)間一般較短導(dǎo)致不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)，天窗時(shí)間一結(jié)束就要使接觸網(wǎng)達(dá)到恢復(fù)行車的要求，同時(shí)接觸網(wǎng)施工還存在過(guò)程復(fù)雜、易受外部條件因素制約等不利因素，因此只有采取合理、周密的施工組織措施，才能保證安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完成接觸網(wǎng)換線施工［7］。在天窗時(shí)間不斷減少的情況下，對(duì)接觸網(wǎng)的施工安全、質(zhì)量和效率等方面都提出更高要求，因此對(duì)原有施工工藝、作業(yè)方法等有必要進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)［8］。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）編制作業(yè)指導(dǎo)書，制定施工安全保證措施，提出應(yīng)急預(yù)案。

（2）對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，對(duì)施工人員和防護(hù)人員進(jìn)行上崗前技術(shù)培訓(xùn)，考核合格后上崗。

（3）申請(qǐng)?zhí)齑包c(diǎn)，對(duì)架線施工提出施工計(jì)劃，利用180 min的停電天窗進(jìn)行換線施工。換線原則：1個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)，對(duì)1個(gè)新錨段承力索、接觸線和吊弦同步施工。

2.2 人員準(zhǔn)備

（1）確定施工現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)構(gòu)，配置足夠勞動(dòng)力。

（2）劃分好作業(yè)小組，明確施工任務(wù)，做好施工準(zhǔn)備，落實(shí)個(gè)人分工與合作的安排。

2.3 機(jī)具材料準(zhǔn)備

（1）按作業(yè)方案準(zhǔn)備施工材料及機(jī)具。

（2）準(zhǔn)備搶險(xiǎn)物資材料及機(jī)具并單獨(dú)存放。

3 工藝流程

工藝流程如下：

作業(yè)準(zhǔn)備、驗(yàn)電接地（5 min）→作業(yè)車放線、起錨（60 min）→落錨（20 min）→卡中錨、新承力索歸位、卡定位、安裝吊弦及電連接（40 min）→下舊線、收線（20 min）→懸掛調(diào)整、檢查克缺（10 min）→拆除地線、新網(wǎng)開(kāi)通（5 min）→施工結(jié)束（備用20 min）。

4 操作方法

4.1 作業(yè)準(zhǔn)備

（1）營(yíng)業(yè)線施工計(jì)劃已審批下發(fā)。

（2）人員、機(jī)具到位，各種材料準(zhǔn)備齊全，放線車放線架子加固牢靠。

（3）對(duì)放線方案進(jìn)行全員培訓(xùn)、交底完畢，提前3 d各小組負(fù)責(zé)人對(duì)供電段車間工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、人員分工。

（4）各隊(duì)的搶修工具和材料必須攜帶到施工現(xiàn)場(chǎng)，以確保應(yīng)急時(shí)使用。

（5）各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后等待封鎖及停電命令，命令下達(dá)后進(jìn)行驗(yàn)電接地。

4.2 作業(yè)車放線

（1）線路封鎖后，將作業(yè)車（作業(yè)車+平板+作業(yè)車）發(fā)至換線錨段的起錨位置（一般情況下錨段關(guān)節(jié)的開(kāi)口側(cè)起錨，交叉?zhèn)嚷溴^），將作業(yè)車分解，作業(yè)車+平板為放線車在起錨錨柱待命，另一作業(yè)車單機(jī)發(fā)向落錨支柱為落錨做準(zhǔn)備工作。停電命令下達(dá)后，掛好地線方可作業(yè)，新承力索在作業(yè)車平臺(tái)上放線滾軸的線路側(cè)（方便向平腕臂上掛線），新接觸線在作業(yè)車平臺(tái)上放線滾軸的田野側(cè)（注意放線過(guò)程和掛線過(guò)程中新承導(dǎo)不得絞線），新承力索和新接觸線跨過(guò)放線平臺(tái)后在起錨錨柱的鋼軌上用2個(gè)緊線器臨時(shí)固定。作業(yè)平臺(tái)上最高處距離舊接觸線約300 mm，一是防止放線過(guò)程中作業(yè)平臺(tái)與接觸懸掛發(fā)生碰撞，二是方便懸掛新接觸線，作業(yè)車推著平板放線。

（2）新承力索用放線套子（雙股φ4.0鐵線制作）+放線滑輪，懸掛在腕臂頭上（注意曲內(nèi)將放線滑輪懸掛在承力索座與管帽間，曲外將放線滑輪懸掛在承力索座與套管雙耳間，防止放線滑輪脫落后砸傷人），每組梯車要提前在腕臂上上人，等作業(yè)車到達(dá)懸掛點(diǎn)停穩(wěn)后，作業(yè)車上人員將新承力索遞給腕臂上人員，腕臂上人員負(fù)責(zé)將新承力索放置放線滑輪中。為了提高放線速度，在直線區(qū)段，放線車只在正定位處停車將新承力索掛在平腕臂上，反定位處將新承力索臨時(shí)掛在定位管上，人工梯車在放線車到達(dá)下個(gè)懸掛點(diǎn)停穩(wěn)后負(fù)責(zé)將新承力索掛在腕臂頭上。正定位管短方便懸掛，反定位管長(zhǎng)需要掏線，可以節(jié)約放線的時(shí)間。在曲線區(qū)段則是間隔1個(gè)懸掛點(diǎn)停車1次，將新承力索臨時(shí)掛在定位管上，人工梯車負(fù)責(zé)將新承力索掛在腕臂頭上。新接觸線每跨用3個(gè)S鉤（φ16圓鋼制作長(zhǎng)約200 mm）懸掛在舊接觸線上（注意S鉤的方向，掛舊接觸線S鉤開(kāi)口在田野側(cè)，掛新接觸線S鉤開(kāi)口在線路側(cè)，新承力索在放線過(guò)程中會(huì)起伏不定，S鉤如此懸掛，新承力索不會(huì)將S鉤掛掉造成新接觸線落地）。放線過(guò)程中，每組梯車可將定位點(diǎn)和跨中各用1根φ4.0鐵線將舊接觸線吊起比既有導(dǎo)高高200 mm，可方便之后新吊弦的安裝。

（3）拆除既有電連接和導(dǎo)線中錨，將既有吊弦導(dǎo)線線夾和定位線夾（要將定位器用鐵線掛在定位管上，不能影響放線車通過(guò)，更換新的定位線夾）打開(kāi)為下舊線做準(zhǔn)備。腕臂上人員負(fù)責(zé)更換承力索座，直線區(qū)段直接更換新的承力索座；曲線區(qū)段舊承力索座打離原位置，將新承力索座安裝在平腕臂舊承力索座原位置上，等新承力索落錨后將新承力索緩至新承力索座后將既有承力索座拆除。放線至中錨后，接觸線的線面由中錨向起落方向傳遞。

4.3 起錨

（1）放線過(guò)程中起錨人員用短鋼絲套子（約1.5 m）+3 t手扳葫蘆+長(zhǎng)鋼絲套子（約3.0 m）+緊線器分別將舊承導(dǎo)捫成硬錨，手扳葫蘆的尾鏈盡量留長(zhǎng)，方便松舊承導(dǎo)的張力。

（2）用2個(gè)1.5 t的手扳葫蘆將碼好的新墜砣串提至設(shè)計(jì)高度（查墜砣安裝曲線表）。拆除舊墜砣舊補(bǔ)償滑輪，安裝新補(bǔ)償滑輪（提前將a值調(diào)好）。

（3）關(guān)節(jié)開(kāi)口側(cè)起錨需要將新承力索在另一個(gè)轉(zhuǎn)換柱穿線（注意從新接觸線的線路側(cè)穿線，不得絞線）后起錨，新接觸線直接起錨。

4.4 落錨

（1）放線過(guò)程中落錨人員用短鋼絲套子（約1.5 m）+3 t手扳葫蘆+長(zhǎng)鋼絲套子（約3.0 m）+緊線器分別將舊承導(dǎo)捫成硬錨，手扳葫蘆的尾鏈盡量留長(zhǎng)，方便松舊承導(dǎo)的張力。

（2）用2個(gè)1.5 t的手扳葫蘆將碼好的新墜砣串提至設(shè)計(jì)高度（查墜砣安裝曲線表）。拆除舊墜砣舊補(bǔ)償滑輪，安裝新補(bǔ)償滑輪（提前將a值調(diào)好）。用鋼絲套子將滑輪組與新補(bǔ)償連接準(zhǔn)備好落錨。

（3）關(guān)節(jié)交叉?zhèn)嚷溴^，需要將轉(zhuǎn)換柱和落錨錨柱之間的工支吊弦打開(kāi)，方便新接觸線落錨。放線車到達(dá)落錨錨柱后，先松既有承導(dǎo)張力，承力索可多松，防止張力過(guò)大將支柱拉斷。緊新承力索的同時(shí)將既有承力索張力卸載，張力達(dá)標(biāo)后落錨；緊新接觸線的同時(shí)將既有接觸線張力卸載，張力達(dá)標(biāo)后落錨。

4.5 卡中錨、新承力索歸位、卡定位、安裝吊弦及電連接

（1）作業(yè)車放線的同時(shí)，中錨處小組負(fù)責(zé)將既有承力索中錨更換為新承力索中錨。新承力索落錨完畢后，將承力索中錨卡好。

（2）新接觸線落錨后，將接觸線中錨卡好，拆除起落錨吊墜砣的手扳葫蘆，使墜砣受力。

（3）各小組進(jìn)行新承力索歸位（緩承力索鞍子，腕臂順線路偏移值采取初次緩承力索鞍子的值，緩承力索鞍子時(shí)，考慮線索初伸長(zhǎng)與線脹系數(shù)的綜合作用）和卡定位。

（4）安裝吊弦（按照設(shè)計(jì)導(dǎo)線高度提前預(yù)制好吊弦）及新電連接。

4.6 下舊線、收線

（1）舊承力索、接觸線統(tǒng)一在田野側(cè)下線。舊接觸線在新接觸線卡定位后自然落地，拆除舊承力索。

（2）各小組負(fù)責(zé)回收各管段內(nèi)線材。斷舊線時(shí)，不得帶張力斷線，斷線前需人為控制好線頭，防止斷線頭傷人。

4.7 懸掛調(diào)整

（1）接觸懸掛調(diào)整主要為調(diào)整導(dǎo)高和補(bǔ)償墜砣a、b值，新墜砣a、b值取值采取初次承導(dǎo)架設(shè)下錨時(shí)的a、b值。

（2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線扭面時(shí)，用導(dǎo)線正面器進(jìn)行扭面。超過(guò)90°時(shí)，則不能使用要予以更換。

4.8 檢查克缺

根據(jù)技術(shù)交底檢查克缺。由監(jiān)理單位、供電段和施工單位共同對(duì)所施工接觸網(wǎng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后，確保施工質(zhì)量符合開(kāi)通條件，方可消令開(kāi)通。開(kāi)通后，在車站岔區(qū)、中錨、關(guān)節(jié)處留人觀察第1列電力機(jī)車受電弓取流情況。

4.9 拆除地線、新網(wǎng)開(kāi)通

在接觸網(wǎng)承導(dǎo)線更換后，需要進(jìn)行驗(yàn)收，而驗(yàn)收方式可以是靜態(tài)進(jìn)行滑行試驗(yàn)和送電開(kāi)通前的絕緣測(cè)試，由專業(yè)測(cè)試人員進(jìn)行試驗(yàn)，分析得到各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)接觸網(wǎng)是否安全穩(wěn)定、質(zhì)量是否符合電氣化鐵路接觸網(wǎng)的要求、拉出值和導(dǎo)線高度是否符合標(biāo)準(zhǔn)、在其他方面是否存在安全隱患，才能決定是否可以進(jìn)入運(yùn)營(yíng)使用階段［9］。

當(dāng)檢查克缺完成后，確認(rèn)新架設(shè)錨段及新舊接觸網(wǎng)錨段形成的臨時(shí)錨段關(guān)節(jié)具備行車條件時(shí)，可以拆除地線畢點(diǎn)消令開(kāi)通，新網(wǎng)投入使用。

4.10 施工結(jié)束

（1）工班長(zhǎng)主持召開(kāi)收工會(huì)。

（2）作業(yè)組員就工作票執(zhí)行過(guò)程的作業(yè)安全情況進(jìn)行總結(jié)分析、對(duì)標(biāo)，遇有問(wèn)題堅(jiān)持“四不放過(guò)”原則；統(tǒng)計(jì)任務(wù)完成情況，并做好記錄。

5 結(jié)論

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，V停120 min天窗更換承力索或接觸線施工工藝見(jiàn)表1，改進(jìn)的180 min天窗一步到位更換承力索和接觸線施工工藝見(jiàn)表2。

表1 V停120 min天窗更換承力索或接觸線施工工藝 min

表2 180 min天窗一步到位更換承力索和接觸線施工工藝min

改進(jìn)后工藝比原工藝節(jié)省1個(gè)120 min天窗時(shí)間。改進(jìn)工藝節(jié)省的天窗內(nèi)施工時(shí)間，可用于施工其他工作內(nèi)容，相當(dāng)于節(jié)省了大量項(xiàng)目建設(shè)成本。該工法提高了工效，減少了對(duì)運(yùn)營(yíng)線封鎖施工時(shí)間的要求。改進(jìn)工藝的快速實(shí)施，可為改造和大修類施工項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并提供可靠的工期保證，推薦在類似工程中應(yīng)用。