基于既有線鐵路信號電氣化改造工程的施工技術(shù)研究

李建

（中鐵十一局集團電務(wù)工程有限公司 湖北武漢 430074）

0 引言

隨著我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展，鐵路運輸系統(tǒng)日益完善，用于鐵路系統(tǒng)的電氣信號設(shè)備越來越先進，信號元件制作日漸趨于小型化和固態(tài)化的發(fā)展方向。采用現(xiàn)代化鐵路信號能夠完成對系統(tǒng)故障的自動診斷與檢測，結(jié)合專家系統(tǒng)實現(xiàn)故障自動處理。施工時應(yīng)迎合鐵路運輸系統(tǒng)的實際發(fā)展需求進行電氣化改造工程的信號施工，在提升信號設(shè)備施工質(zhì)量的同時，防止新設(shè)備的安裝對既有信號造成干擾。

1 工程概述

本項目名稱為新建張家口至呼和浩特鐵路站后及其他工程，項目地點位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市，烏蘭察布市境內(nèi)。管段內(nèi)設(shè)烏蘭察布、旗下營、卓資東、呼東高速場4個車站，中繼站8到中繼站12共5個中繼站。鐵路等級為客運專項，速度目標值為250km/h以上，一般地段的最大坡度為20%，大尖山越嶺地段或節(jié)省投資明顯時的坡度可不大于25%。鐵路信號電氣化改造工程中包含既有10kV配電所改造1座、箱式電抗器安裝8臺、貫通線電纜敷設(shè)280km、區(qū)間低壓電纜敷設(shè)150條公里等工程內(nèi)容。其中需敷設(shè)100km低壓電纜、安裝1900套鐵路隧道照明燈、2套隧道照明遠動監(jiān)控系統(tǒng)和117500個電纜掛鉤。

2 關(guān)于鐵路信號電氣化改造工程的施工技術(shù)分析

2.1 施工前準備工作

做好圖紙會審工作，技術(shù)部門領(lǐng)取施工設(shè)計圖紙，分發(fā)圖紙后建立管理臺賬。工程技術(shù)人員做好圖紙內(nèi)容的深刻，完成圖紙會審的前期工作，及時記錄有關(guān)一點，以便與業(yè)主和設(shè)計單位一同解決問題。經(jīng)過圖紙會審后編制施工組織設(shè)計方案，通過對圖紙情況的調(diào)查做好現(xiàn)場接口檢查工作。根據(jù)《鐵路工程施工組織設(shè)計指南》（鐵建設(shè)〔2009〕226號）、《高速鐵路信號工程施工質(zhì)量驗收標準》（TB10756-2010）等文件，完成電氣改造工程的各項準備工作[1]。

具體操作如下：①為了防止信號設(shè)備和聯(lián)鎖設(shè)備受到影響，有必要協(xié)調(diào)各項施工工序，保證電氣化改造工程施工方案更加科學合理。在施工前期進行準備工作時，應(yīng)保證既有線路中所有電器設(shè)備穩(wěn)定運行，在電源輸入三相電平衡，保持線路正常通電。檢查組合價、電源屏、零層電源環(huán)線的連接情況，防止線路連接出現(xiàn)混線問題，避免短路事故發(fā)生。②按照施工要求設(shè)置絕緣線與絕緣裝置，檢查熔斷器是否完好。在展開室外施工前，應(yīng)查看電纜的導通情況，對設(shè)備的安裝操作進行信號實驗，按照鐵路運輸時電路要求進行相位角與電壓試驗。③信號設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備停用前，應(yīng)做好對信號機的檢查，確保信號機能夠安裝在有效位置，安裝后應(yīng)在信號機上貼好標簽，試驗時對其遮擋，避免信號機的使用對其他設(shè)備造成干擾。所有試驗程序完畢后，應(yīng)查看電源屏是否輸出穩(wěn)定，安排專業(yè)人員進行測試，將電壓調(diào)到正常工作范圍內(nèi)，圖1為工程項目部組織機構(gòu)布置情況。

圖1 工程項目部組織機構(gòu)布置

2.2 通信工程施工技術(shù)

結(jié)合呼張客專通信專業(yè)特點進行人員組織安排。施工內(nèi)容包含光電纜敷設(shè)、干線、分歧及站場光電纜引入及防護、分歧光纜溝開挖；隧道漏纜架設(shè)、天饋線架設(shè)；視頻監(jiān)控系統(tǒng)纜線布放、攝像頭安裝。長途通信傳輸系統(tǒng)的施工需要經(jīng)過光電纜線路復測、光纜敷設(shè)與接續(xù)、光中繼段測試、設(shè)備安裝與調(diào)試、傳輸系統(tǒng)調(diào)試等步驟。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的安裝需要經(jīng)過數(shù)據(jù)交換與接點設(shè)備安裝聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)調(diào)試、子系統(tǒng)進入網(wǎng)絡(luò)端口測試等步驟。

關(guān)于基站與直放站的設(shè)備安裝，線纜敷設(shè)時信號線纜與交流電源線纜應(yīng)分開排放，二者之間間距應(yīng)超過50mm。要求保證線纜的插接位置準確無誤，加固設(shè)備機架底部，安裝時保持垂直，垂直度偏差不能超過1%。同一列機架設(shè)備面板應(yīng)成為一條直線，相鄰的機架縫隙不能超過3mm，按照順序完成信號線纜的敷設(shè)與出線，線纜彎曲半徑不能低于60mm，使用尼龍鎖緊扣綁扎線纜。對于電源系統(tǒng)的安裝，電力線可引入直埋方式，鐵塔航標燈、直放站設(shè)備電源線、控制線應(yīng)采用鎧裝電纜，在必要位置安裝避雷器，零線應(yīng)直接接地。安裝饋線系統(tǒng)時應(yīng)搭配防雷裝置，鐵塔避雷針應(yīng)設(shè)置專用雷電流引下線，材料宜采用40×4鍍鋅扁鋼引入地網(wǎng)。基站聯(lián)合接地系統(tǒng)的安裝應(yīng)結(jié)合具體施工要求，由工作地、保護地以及防雷地構(gòu)成聯(lián)合接地網(wǎng)，接地電阻值不宜超過4Ω[2]。基站地網(wǎng)由機房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)組成，如圖2所示。

圖2 接地網(wǎng)

2.3 信號工程施工技術(shù)

計劃安排3個施工隊負責信號工程施工，施工一隊負責中繼站8至卓姿東高速場間所有信號工程施工；施工二隊負責繼站10至中繼站12間所有信號工程施工；施工三隊主要負責呼和浩特東站高速場所有信號工程施工。按照工程施工特點，在各個施工隊中設(shè)置電纜線路施工隊、室外設(shè)備安裝隊伍、室內(nèi)設(shè)備安裝隊伍。電纜線路施工隊伍負責對施工區(qū)域內(nèi)的電纜敷設(shè)與防護工作，同時需要做好接續(xù)與線盒的有效安裝。室外設(shè)備安裝人員需要完成信號機、電路設(shè)備以及轉(zhuǎn)轍設(shè)備的安裝和調(diào)試。室內(nèi)設(shè)備安裝人員需要負責做好車站聯(lián)鎖、調(diào)度系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、列控系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。實際施工時，電纜工程應(yīng)率先進行，隨后再完成室內(nèi)、室外設(shè)備的安裝工程。室內(nèi)和室外設(shè)備可以同步安裝和調(diào)試，區(qū)間電纜敷設(shè)人員應(yīng)及時與站前單位取得聯(lián)系，通過統(tǒng)一調(diào)度，結(jié)合路基情況做好施工安排，電纜敷設(shè)應(yīng)盡可能等待路基施工完成后進行[3]。

2.4 電力工程施工技術(shù)

采用高壓電力電纜沿線敷設(shè)方式，在2座10kV配電所接引兩路電源，改造既有呼和浩特西及卓資東10kV配電所，安裝電力遠動系統(tǒng)。作業(yè)區(qū)間內(nèi)統(tǒng)籌站前專業(yè)和鋪軌專業(yè)施工隊伍的交叉配合，安裝電力變、配電所設(shè)備后進行電源線路和貫通線路的敷設(shè)與試驗，隨后安裝箱變與系統(tǒng)，確保沿線低壓負荷點能夠正常供電。采用平行施工的方式，避免電力工程受站前預留工程電纜槽影響。

對既有線路進行電氣化改造時，應(yīng)提前做好電纜配線圖的審核與校對，保證配線圖紙的準確性，防止后期施工時出現(xiàn)配線失誤和異常問題。要求施工人員對電纜與配線端子展開絕緣測試，盡可能增強鐵路箱與屏蔽信號。采用防震壓接線環(huán)與端子接線方法，提高電纜配線質(zhì)量，配線前及時清洗配線盒，清理配線盒表面的污垢雜質(zhì)。結(jié)合配線圖做好線芯的管理工作，防止分線時出現(xiàn)混亂情況，配線后應(yīng)對K線圖展開分析，做好導通處理工作，明確線芯屬于電話線，連接電纜始端與終端，保證兩端電纜均屬于同一根電纜線。

2.5 電力牽引供電專業(yè)施工技術(shù)

電力牽引供電專業(yè)施工組織方案中主要包含以下兩方面內(nèi)容：①接觸網(wǎng)專業(yè)施工方案的編制。按照工程實際施工情況做好工程隊伍安排，施工團隊內(nèi)需要成立測量計算、基坑開挖、基礎(chǔ)澆制、預裝架線、設(shè)備安裝與調(diào)配等小組，各個作業(yè)組成員應(yīng)緊密配合，做好各項施工作業(yè)的記錄工作。施工前應(yīng)對上一道工序進行復核檢查，認真檢驗路基、橋梁、隧道預埋件的強度，以便及時做出整改，施工時盡量避免與站前單位施工交叉。立桿作業(yè)時，可在股道基本到位區(qū)段采用軌道吊立桿，在股道未成型區(qū)段采用汽車吊立桿。應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)計算腕臂與吊弦長度，結(jié)合計算結(jié)果完成設(shè)備的預配與安裝，使用腕臂預配檢測架對預配件進行檢測，安裝好支撐結(jié)構(gòu)后，應(yīng)用激光測量設(shè)備檢測接觸網(wǎng)的靜態(tài)參數(shù)。②牽引變電施工和SCADA系統(tǒng)施工方案的編制。結(jié)合具體作業(yè)區(qū)間的劃分情況，安排施工隊伍做好各自區(qū)域內(nèi)的牽引變電所、變電工程、SCADA系統(tǒng)施工任務(wù)，完成系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。牽引供電工程施工應(yīng)與其他預埋工程相互配合，加強與通信專業(yè)的聯(lián)系。

3 總結(jié)

總而言之，結(jié)合當前鐵路運輸工程的發(fā)展現(xiàn)狀，對既有鐵路信號展開電氣化工程改造，做好信號設(shè)備和聯(lián)鎖設(shè)備在停用前的各項準備工作，確保閉塞設(shè)備后期能夠正常應(yīng)用。強化信號工程施工技術(shù)和電力工程施工技術(shù)的應(yīng)用，科學編制牽引變電施工方案與SCADA系統(tǒng)施工方案，提升信號改造的施工質(zhì)量。