隧道內(nèi)侵限區(qū)段接觸網(wǎng)系統(tǒng)解決方案

彭大明

(中鐵電氣化勘測設(shè)計研究院有限公司, 300250,天津∥高級工程師)

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隧道內(nèi)侵限區(qū)段接觸網(wǎng)系統(tǒng)解決方案

彭大明

(中鐵電氣化勘測設(shè)計研究院有限公司, 300250,天津∥高級工程師)

為解決軌道交通工程隧內(nèi)道侵限區(qū)段凈空不足的工程難題,提出了隧道內(nèi)侵限區(qū)段剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)特殊設(shè)計原則，并提出了優(yōu)化接觸網(wǎng)平面布置，調(diào)整懸掛點間距，選擇U型支架安裝方式，校核建筑限界，以及鑿除部分混凝土和加裝絕緣板等解決方案。以國內(nèi)某工程為案例進行了應用。

隧道建筑限界；侵限區(qū)；剛性接觸網(wǎng)

Author′s address China Railway Electrification Survey Design & Research Institute Co.,Ltd.,300250, Tianjin,China

由于施工誤差及地下洞體開挖產(chǎn)生的洞體偏移和沉降等因素的影響,會產(chǎn)生施工偏差,故國內(nèi)軌道交通隧道完工后,局部侵限情況經(jīng)常出現(xiàn)。因此,在鋪軌前,首先，要進行調(diào)線調(diào)坡,通過比較理論建筑限界與實測的斷面數(shù)據(jù),來分析侵限情況；然后，調(diào)整線路的空間位置,使其侵限最小或不侵限。但對于侵限特別嚴重或因施工錯誤無法通過調(diào)整線路滿足不侵限要求的情況,需要通過與設(shè)備、軌道、結(jié)構(gòu)等專業(yè)部門協(xié)商,采取一些特殊措施。

在侵限嚴重的情況下,線路調(diào)整無法徹底解決問題,只能盡量調(diào)整到侵限均勻。由于隧道建筑限界高度主要由軌道結(jié)構(gòu)高度、受電弓工作高度及接觸網(wǎng)系統(tǒng)高度組成,因此,對于隧道侵限區(qū)段的處理措施主要包括對軌道及接觸網(wǎng)進行特殊設(shè)計,減薄道床厚度,降低接觸網(wǎng)系統(tǒng)高度3種措施。部分地段如無法排除侵限情況,則需土建施工單位采取措施,對結(jié)構(gòu)進行局部處理。對于嚴重侵限區(qū)段,一般綜合采用上述3種措施。本文提出了隧道侵限區(qū)段剛性接觸網(wǎng)特殊設(shè)計原則及解決方案,并以國內(nèi)某工程為案例進行了應用。

1 侵限區(qū)段剛性接觸網(wǎng)特殊設(shè)計原則及解決方案

1.1 特殊設(shè)計原則

(1) DC 1 500 V接觸網(wǎng)帶電部分和混凝土結(jié)構(gòu)體、軌旁設(shè)備、車體之間的最小凈距為150 mm(靜態(tài))。

(2) 隧道內(nèi)接觸線距軌面的高度不應小于4 040 mm;

(3) 區(qū)間隧道建筑限界與設(shè)備限界之間的空間應考慮設(shè)備和管線安裝所需的尺寸，并應預留安裝誤差值、測量誤差值和變形量,所需的安全間隙宜為20～50 mm。

1.2 解決方案

(1) 平面布置優(yōu)化。剛性接觸網(wǎng)沿線路一般按縱向間距6～10 m進行布置。接觸網(wǎng)專業(yè)在進行平面設(shè)計時應優(yōu)化布置,結(jié)合測量數(shù)據(jù),調(diào)整接觸網(wǎng)懸掛跨距,并將接觸網(wǎng)安裝支架布置在凈空相對較大處。

(2) 特殊安裝設(shè)計。對剛性接觸網(wǎng)安裝方式進行特殊設(shè)計,以便降低接觸網(wǎng)系統(tǒng)高度。

2 剛性接觸網(wǎng)安裝方式

2.1 圓形隧道常規(guī)接觸網(wǎng)安裝方式

圓形隧道常規(guī)接觸網(wǎng)安裝方式如圖1所示。該方式主要通過錨栓及懸吊槽鋼組成支持結(jié)構(gòu)懸吊剛性接觸網(wǎng)。

圖1 圓形隧道常規(guī)接觸網(wǎng)安裝方式

2.2 侵限區(qū)段圓形隧道接觸網(wǎng)特殊安裝方式

為適應侵限區(qū)段隧道凈空不足的工程條件,接觸網(wǎng)系統(tǒng)必須采用特殊的安裝方式,以便降低接觸網(wǎng)系統(tǒng)安裝所需凈空高度。經(jīng)多方研究及工程驗證,侵限區(qū)段剛性接觸網(wǎng)特殊安裝方式主要有以下兩種。

方案一:絕緣橫撐安裝方式如圖2所示。該方式主要通過錨栓及絕緣橫撐組成支持結(jié)構(gòu)懸吊剛性接觸網(wǎng)。

圖2 剛性接觸網(wǎng)絕緣橫撐安裝方式

方案二:U型支架安裝方式如圖3所示。該方式主要通過錨栓及U型支架組成支持結(jié)構(gòu)懸吊剛性接觸網(wǎng)。

圖3 剛性接觸網(wǎng)U型支架安裝方式

2.3 三種安裝方式的主要特征比較

三種安裝方式的主要特征比較如表1所示。

表1 三種安裝方式的主要特征比較表

2.4 匯流排上方絕緣距離校核

對于非接觸網(wǎng)懸掛點匯流排通過區(qū)域,隧道內(nèi)軌面以上的凈空高度應不小于4 040+120+150=4 310(mm)。其中120 mm為匯流排及接觸線的結(jié)構(gòu)高度,150 mm為絕緣距離。

根據(jù)上述分析可知,剛性接觸網(wǎng)兩種特殊安裝方式均能有效降低接觸網(wǎng)系統(tǒng)高度,方案一適合一般侵限區(qū)段,方案二適合嚴重侵限區(qū)段。

3 應用案例

現(xiàn)以國內(nèi)某軌道交通工程為例說明隧道侵限區(qū)段接觸網(wǎng)系統(tǒng)解決方案的應用情況。該工程某區(qū)間隧道鋪軌后第三方測量單位測量數(shù)據(jù)及分析如表2所示。該區(qū)間約35 m拱頂出現(xiàn)不同程度侵限現(xiàn)象,影響了接觸網(wǎng)的安裝。

3.1 測量數(shù)據(jù)分析

由表2可知,該區(qū)段隧道凈空分布在4 290～4 353 mm 范圍,而直線地段圓形隧道建筑限界為4 440 mm。該區(qū)段結(jié)構(gòu)嚴重侵限,最大侵限值為130 mm。

表2 國內(nèi)某工程區(qū)間隧道測量數(shù)據(jù)及分析表

3.2 剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)解決方案

(1)接觸網(wǎng)平面布置優(yōu)化。接觸網(wǎng)系統(tǒng)原設(shè)計中有 3 個懸掛點位于侵限區(qū)段?，F(xiàn)通過調(diào)整懸掛點間距,將K 28+458.0處懸掛點移至區(qū)間風井內(nèi),將K 28+473.0處懸掛點移至K 28+474.5處。接觸網(wǎng)平面布置優(yōu)化后,侵限區(qū)段懸掛點減少至2個,同時,懸掛點已調(diào)整至凈空相對較大位置。

(2)接觸網(wǎng)特殊安裝方式選擇。該區(qū)段侵限嚴重,U型支架安裝方式更適合這一超低凈空區(qū)段。

(3)建筑限界校核。根據(jù)前述分析,U型支架安裝方式對懸掛點的凈空要求為4 380 mm,且非接觸網(wǎng)懸掛點匯流排通過區(qū)域的隧道凈空高度應不小于4 310 mm。對該區(qū)段進行建筑限界校核,K 28+474.5及K 28+465.5處凈空差分別為26.1 mm和63.2 mm,同時,有14 m隧道范圍的匯流排上方絕緣距離不滿足要求。

(4)其他處理措施。接觸網(wǎng)即使進行平面布置優(yōu)化及采用特殊安裝方式，也仍有2處懸掛點及14 m范圍凈空不滿要求。故經(jīng)與土建單位溝通,并咨詢專家,采用了懸掛點處局部鑿除隧道混凝土及14 m范圍隧道頂板加裝絕緣板兩種措施,解決了隧道侵限凈空不足造成接觸網(wǎng)無法安裝的問題。

4 結(jié)語

綜上所述,剛性接觸網(wǎng)特殊安裝方式是有效解決軌道交通工程隧道侵限區(qū)段凈空不足的措施之一。通過對接觸網(wǎng)平面布置和安裝方式的優(yōu)化,可有效解決因隧道凈空不足而影響設(shè)備安裝的工程難題。在工程實踐中,工程技術(shù)人員應充分應用調(diào)線調(diào)坡、軌道和接觸網(wǎng)特殊設(shè)計等各種措施,減小因隧道侵限造成的負面影響。

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Solution to Catenary System in the Section of Tunnel Headroom

PENG Daming

In order to solve the problems of tunnel headroom deficiency in rail transit engineering, a special design principle for tunnel headroom sections and the solution to the design of rigid catenary system are put forward, including the optimum catenary plain layout, the adjustment of suspension point spacing, the verification of tunnel construction clearance, and so on. This solution has been applied in a certain tunnel project in China.

construction clearance of tunnel; tunnel headroom; rigid catenary

U 225；U 452.2+6

10.16037/j.1007-869x.2016.06.000

2015-04-09)