高速鐵路綜合接地施工工藝探究

段榮福

（中鐵二十一局集團(tuán)，甘肅 蘭州 730000）

一、工程概況

京石鐵路客運(yùn)專線JS-4標(biāo)段工程，包括路基4.01km，各種特大橋共計(jì)16.74km。綜合接地主要有路基過(guò)軌管共計(jì)8處，其中通信信號(hào)過(guò)軌管采用Φ100mm鋼管，電力過(guò)軌管采用Φ150mm鋼管；路基兩側(cè)電纜槽下方基床底層中設(shè)置一根綜合接地貫通地線；路基接觸網(wǎng)基礎(chǔ)229個(gè)，橋梁墩臺(tái)綜合接地498個(gè)。

二、客運(yùn)專線綜合接地要求

綜合接地系統(tǒng)以鐵路沿線兩側(cè)敷設(shè)的貫通地線為主干線，充分利用沿線地段構(gòu)筑物設(shè)施內(nèi)的接地裝置作接地體，將沿線的牽引供電回流系統(tǒng)、電力供電系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、通信及其他電子信息系統(tǒng)、建筑物、道床、站臺(tái)、橋梁、隧道、聲屏障等需接地的裝置連成一體的低阻等電位接地平臺(tái)。

綜合接地系統(tǒng)由貫通地線、接地體、引接線及接地端子組成。貫通地線（縱橫向）及引接線（200km/小時(shí)）采用35mm2銅截面的環(huán)保、耐腐蝕的專用地線。在綜合接地系統(tǒng)中，建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備在貫通地線接入處的接地電阻不大于1Ω。

距接觸網(wǎng)帶電體5m范圍以內(nèi)各專業(yè)需要接地的構(gòu)筑物和設(shè)備應(yīng)接入綜合接地系統(tǒng)，線路兩側(cè)20m范圍以內(nèi)的鐵路設(shè)備房屋的接地裝置應(yīng)接入綜合接地系統(tǒng)。沿線通信電纜、電纜槽支架等的接地均接入貫通地線。

三、綜合接地施工工藝

(一)橋梁工程

1、綜合接地鋼筋施工要求

橋梁綜合接地鋼筋設(shè)置在鉆孔樁基礎(chǔ)、承臺(tái)、墩身及梁體內(nèi)。綜合接地鋼筋示意圖見(jiàn)附圖

11.。1、鉆孔樁基礎(chǔ)型式。每根鉆孔樁接地鋼筋采用樁中的至少一根通長(zhǎng)結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋，利用承臺(tái)中的結(jié)構(gòu)鋼筋將樁中的接地鋼筋環(huán)接；利用橋墩中的至少兩根結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋使用相連。在每個(gè)橋墩垂直線路方向的某個(gè)側(cè)面且距原地面-200mm處，設(shè)一個(gè)不銹鋼接地端子，供測(cè)試之用。接地鋼筋

1.2 連、接處采用Φ16鋼筋L型焊接。擴(kuò)大基礎(chǔ)型式。擴(kuò)大基礎(chǔ)利用底層鋼筋網(wǎng)或在基礎(chǔ)底鋪設(shè)接地網(wǎng)作為水平接地極，水平接地極鋼筋網(wǎng)格間距1m*1m，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)應(yīng)焊接。在各層基礎(chǔ)的四周設(shè)置垂直接地鋼筋，垂直接地鋼筋的間距為層高的2倍。垂直接地鋼筋在基礎(chǔ)頂頂面處與連接鋼筋環(huán)接，并用墩身中的兩根結(jié)構(gòu)鋼筋引至墩帽處的接地端子。水平和垂直接地鋼筋的外緣距混凝土表面的距離不大于70mm。在每個(gè)橋墩200垂m直m于線路方向的兩個(gè)側(cè)面、距原地面-處，各設(shè)一個(gè)不銹鋼接地端子，供測(cè)試和拴接附加接地極之用。接地鋼筋連接處采用Φ11.63、鋼筋L型焊接。橋面縱向接地。橋上兩側(cè)防撞墻底箱梁頂板內(nèi)各設(shè)置1根縱向接地鋼筋，防撞墻內(nèi)側(cè)330mm處、橋中心左右側(cè)550mm處橋面保護(hù)層中各1根縱向接地鋼筋，橋面縱向接地

1.4 鋼、筋共計(jì)6根。橋面橫向接地。箱梁頂板內(nèi)前后距梁端900mm各選擇1根Φ25橋面內(nèi)橫向通長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋，并與防撞墻底縱1.5向、專用接地鋼筋通過(guò)Φ16鋼筋L型焊接。防撞墻接地。在箱梁頂板橫向接地鋼筋之間，由防撞墻底專用縱向接地鋼筋，每2m引出1根豎向的Φ16專用接地鋼筋，每側(cè)14根，兩側(cè)共計(jì)28根。

2、橋梁接地端子

每個(gè)橋墩設(shè)置3個(gè)接地端子：橋墩原地面-200mm設(shè)置一個(gè)，墩頂各兩個(gè)；箱梁上下共設(shè)置12個(gè)接地端子：其中箱梁底部4個(gè)，橋面26.1個(gè)、，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)2個(gè)。墩臺(tái)身接地端子。墩身下部接地端子設(shè)在墩身兩側(cè)任意一側(cè)原地面-200mm處設(shè)檢測(cè)接地端子，接地端子與墩身專用接地鋼筋L型焊接。墩臺(tái)頂面接地端子設(shè)在墩臺(tái)頂左右側(cè)各一個(gè)，接地端子距中線1050mm，施工后

2.2 接、地端子頂面與墩頂混凝土齊平。梁底接地端子。梁底接地端子采用專用的Φ20鋼筋自橋面沿腹板向下引出，距梁端900mm，每端兩個(gè)接地端子，梁底澆筑時(shí)梁底接地端子采用螺栓定位在底模上，拆模后接地

2.3 端、子與梁底齊平。電力電纜槽底接地端子。梁面電力電纜槽底接地端子距梁端900mm，由箱梁頂板內(nèi)兼做橫向接地的鋼筋焊接引出，澆筑混凝土?xí)r采用定位鋼筋控制標(biāo)高及位置，接地端子頂面高出梁面67mm，并最終與混凝土表面齊平

2.4、防撞墻內(nèi)側(cè)接地端子。防撞墻內(nèi)側(cè)接地端子距兩邊900mm，由箱梁頂板內(nèi)兼做橫向接地的鋼筋焊接引出，澆筑混凝土?xí)r采用定位鋼筋控制標(biāo)高及位置，接地端子頂面與防撞

2.5 墻、側(cè)面齊平。接觸網(wǎng)基礎(chǔ)接地端子。由防撞墻內(nèi)側(cè)箱梁頂板內(nèi)的縱向接地鋼筋，用Φ16圓鋼焊接引

3、出，接地端子與接觸網(wǎng)基礎(chǔ)表面齊平。橋梁接地端子的保護(hù)

接地端子安裝時(shí)在端子內(nèi)填滿泡沫塑料，端子頭再用塑料薄膜包裹嚴(yán)密，防止灌注混凝凝土?xí)r水泥漿進(jìn)入端子螺絲口內(nèi)。

施工完成后及時(shí)對(duì)接地端子采取膠帶封閉67m進(jìn)m行防護(hù)，電纜槽底接地端子高出梁面

4、可采用PVC管模筑砂漿保護(hù)。綜合接地鋼筋與接地端子的連接

綜合接地鋼筋和接地端子連接采用搭接焊，禁止對(duì)焊，要求單面焊焊縫長(zhǎng)度不小于200mm，雙面焊焊縫長(zhǎng)度不小于100mm，焊縫厚度不小于4mm，焊縫飽滿無(wú)焊渣。

5、接地電阻的檢測(cè)

每個(gè)部位混凝土澆筑前必須進(jìn)行接地極的接地電阻測(cè)試，并在拆模后及時(shí)復(fù)測(cè)接地端子的接地，確保端子合格。單點(diǎn)接地電阻≤10Ω，綜合貫通地線上任意點(diǎn)的接地電阻≤1Ω。

6、橋梁和橋墩接地端子的連接在墩頂兩側(cè)墊石內(nèi)側(cè)設(shè)兩個(gè)接地端子，接地端子頂面與墩頂混凝土面齊平，橋梁架設(shè)完畢后墩頂接地端子與橋梁接地端子采用不銹鋼連接線相連（300km/h以上區(qū)段采用截面≥200mm2，其余采用截面≥120mm2）。

7、貫通電纜鋪設(shè)貫通地線敷設(shè)于電力電纜槽中，貫通地線引出分支電纜與槽內(nèi)接地端子聯(lián)通。

（二）路基工程

1、綜合接地貫通電纜的材質(zhì)、規(guī)格、埋設(shè)位置

綜合接地貫通電纜采用高分子導(dǎo)電塑料護(hù)套貫通地線，導(dǎo)線截面為35mm2 銅線。路基綜合接地線埋設(shè)位置：路基線路兩側(cè)通信信號(hào)電纜槽下基床底層內(nèi)，埋深距軌底下不小于1.5m 處，困難地段可采用路堤坡腳外埋設(shè)，路基兩側(cè)各設(shè)一根。縱向每隔500m 將兩側(cè)貫通地線橫向連接一次，每側(cè)貫通地線每隔50m 左右（路基接觸網(wǎng)基礎(chǔ)位置）引出一根分支線與接觸網(wǎng)基礎(chǔ)接地端子相連接，引出的另一根分支線并聯(lián)接一個(gè)接地端子，埋設(shè)于通信信號(hào)電纜槽預(yù)留孔內(nèi)，采用砂漿填塞固定。見(jiàn)附圖2

2、綜合接地貫通電纜的埋設(shè)施工要點(diǎn)

2.1、路基基床底層AB 組填料按照路基填筑施工工藝施工至路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高下0.7m時(shí)，進(jìn)行平整碾壓并檢測(cè)合格。

2.2、在基床底層頂面測(cè)量定位出縱向貫通地線及橫向貫通線埋設(shè)位置，（縱向貫通線位置距左右線中心4.01m）并撒白灰線標(biāo)識(shí)。

2.3、沿白灰線采用人工配合切割機(jī)切割小槽，槽寬約200mm，槽深距基床底層頂面下300mm，開(kāi)槽后平整槽底并夯實(shí)，然后在槽底回填40mm 厚粒徑不大于5mm 的土壤，敷設(shè)貫通地線，貫通地線敷設(shè)后保證電纜平直，不得有彎曲現(xiàn)象，在貫通地線上部回填60mm厚粒徑不大于5mm 的土壤，進(jìn)行人工夯實(shí)；人工夯實(shí)后，在小槽上方覆蓋不小于100mm、粒徑不大于5mm 的土壤后才能進(jìn)行正常的路基填筑和機(jī)械碾壓作業(yè)。

2.4、分支引接線及橫向連接線的埋設(shè)：貫通地線敷設(shè)完成后每隔50m 左右（接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)位置）處引出一根分支引接線，貫通地線通過(guò)分支引接線“T”接至側(cè)向水平路基邊坡，沿護(hù)肩底以及電纜槽底引入電纜槽靠近線路側(cè)內(nèi)壁位置，與電纜槽靠近線路側(cè)內(nèi)壁預(yù)留的接地端子引接線相連接，連接采用“C”形壓接，每個(gè)連接處采用兩個(gè)壓接件，12t的專用壓接鉗，壓接處采用FSJD復(fù)合絕緣防水膠帶進(jìn)行螺旋纏繞，做到防水、防腐效果以保證貫通地線的正常使用。

2.5、貫通地線的連接步驟：用卷尺分別在兩根貫通地線上從端頭起分別量出三個(gè)"C"型壓接件略寬的長(zhǎng)度，并做好標(biāo)記，在標(biāo)記處用管子割刀環(huán)切貫通地線護(hù)套，使用電工刀從斷開(kāi)處向端頭縱向切開(kāi)，剝?nèi)プo(hù)套，露出銅絞線。將銅質(zhì)“C”型壓接件安裝在壓接鉗內(nèi)，將兩根露出銅絞線的貫通地線錯(cuò)開(kāi)重疊在一起，先從露出銅絞線一根貫通地線一端開(kāi)始放入銅質(zhì)“C”型壓接件內(nèi)，然后反復(fù)壓壓接鉗的手柄，直到聽(tīng)到“咔”的一聲后，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓接鉗的手柄不動(dòng)后將手柄向下壓，壓接鉗的模具松開(kāi)。第一個(gè)銅質(zhì)“C”型壓接件壓接完成后，再?gòu)穆冻鲢~絞線的另一端開(kāi)始，進(jìn)行第二個(gè)銅質(zhì)“C”型壓接件的壓接，兩個(gè)銅質(zhì)“C”型壓接件的間隔在20mm-25mm之間，銅質(zhì)“C”型壓接件、貫通地線和引接線的銅絞線壓成整體（見(jiàn)附圖3）。

附圖3：貫通地線連接圖

3、接地電阻測(cè)試。綜合接地電纜埋設(shè)后進(jìn)行接地電阻測(cè)試，確保綜合接地系統(tǒng)的接地電阻不大于1Ω，電阻測(cè)試按500m檢測(cè)一點(diǎn)，路基綜合貫通地線接地電阻測(cè)試采用ZC系列接地電阻測(cè)試儀，采用直線布極法或數(shù)字接地電阻測(cè)試儀測(cè)試電阻。

結(jié)束語(yǔ)

京石鐵路客運(yùn)專線JS-4標(biāo)段工程經(jīng)過(guò)以上施工工藝和要求進(jìn)行施工，通過(guò)施工過(guò)程中的試驗(yàn)和該工程的總體測(cè)試，各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的接地電阻均小于1Ω，符合設(shè)計(jì)要求。因此，按照以上方法對(duì)施工過(guò)程中工藝細(xì)節(jié)的控制完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證綜合接地系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而為行車運(yùn)行安全提供保障。

[1]鐵集成[2006]220號(hào)客運(yùn)專線綜合接地技術(shù)200實(shí)6.施辦法（暫行）[S].北京中國(guó)鐵道出版社

[2]TZ213-2005客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技[3]術(shù)指南[S].北京.中國(guó)鐵道出版社.2005.鐵路綜合接地系統(tǒng)通號(hào)（2009）9301鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院.