多條高鐵線路間供電線改造工程施工技術研究

彭龍虎

中國鐵建電氣化局集團 湖北 武漢 430073

1 引言

隨著高鐵運營里程增加，各種新建線路引入并行。勢必會出現既有運營線路與新建線路之間交叉影響的情況。本次以既有黃山北牽引變電所改造工程為例，介紹一種將“急、難、險、重”的施工放在天窗點外或鄰近營業線內施工技術。采用該技術可以最大化的利用天窗點施工時間，減少天窗要點次數。

2 工程概況及重難點分析

2.1 工程概況

既有黃山北牽引變電所改造工程，需將跨越昌景黃高鐵、既有動B線的架空供電線改為下穿電纜形式。

根據昌景黃高鐵初步設計文件接觸網改建范圍中提出“黃山北變電所既有合福供電線上跨昌景黃跨京臺高速公路特大橋，既有供電線距昌景黃軌面凈空不足影響架梁，需對既有供電線進行改造”；我項目部進場調查發現既有動車走行線供電線上跨昌景黃跨京臺高速公路特大橋，距昌景黃軌面凈空同樣不足，影響站前施工單位箱梁架設，需對既有供電線形式進行改造[1]。

2.2 重難點分析

根據現場實際情況、設計方案及結合合福線及杭黃線正常運營，本次改造工程的主要重難點有以下幾點：

1、供電線電纜根數多，每根都需要進行電纜頭制作及進行耐壓試驗，電纜頭制作后電纜長度便不可更改，為節省天窗點施工時間，電纜頭制作及耐壓試驗均要在點外完成，要求電纜長度測量要精準，需要保證電纜上桿后無需調整。

2、既有合福線841、842、843、844單元供電線電纜改造、昌景黃正線供電線及N線，共36根截面為300mm2的高壓電纜，8根截面為150mm2的回所電纜，需要下穿既有動B線。參考《中國鐵路上海局集團有限公司營業線施工工務安全監督管理辦法 》（上鐵工﹝2020﹞345號）要求，地層基本承載力必須大于130kPa、管線直徑不得大于0.3m，中心與地面垂直距離必須大于12m。為保證不同饋線電纜隔離及后期運營維護檢修的方便，本次下穿動B線管線共計15處，間距為2.4m，在既有動B線兩側邊坡范圍內保證管線距離路肩面以下12m，頂管距離長，頂管數量多。

3、架空供電線倒接供電電纜數量較多，倒接時需要一一對應不允許出現任何差錯。施工必須在天窗點內完成。天窗點時間緊張施工完畢后須立即開通投入運營，對施工人員作業水平要求較高。既有架空供電線跨越既有運營鐵路，拆除時有因供電線滑落損傷承力索及短接既有運營鐵路造成紅光帶的風險[2]。

3 既有架空供電線改電纜施工技術

3.1 總體施工方案

首先利用鄰近營業線計劃進行供電線支柱基礎澆筑施工、動B線定向鉆施工、供電線支柱組立施工、供電線肩架安裝施工、電纜敷設施工。然后利用天窗點進行架空供電線與供電電纜倒接施工。

3.2 架空供電線改電纜施工工藝

3.2.1 供電線電纜長度精確測量施工方法

首先利用CAD按照支柱位置、電纜頭安裝高度及頂管路徑進行1：1模擬預算得出電纜初步長度數據。然后利用天窗點使用繩索按照電纜走向進行測量得出數據并與CAD模擬數據進行對比，確保電纜長度精確。在電纜長度確認后即可邀請電纜廠家在倉庫進行電纜頭制作，及按技術規范進行電纜耐壓試驗，試驗完畢后對電纜兩頭進行相序標識，確保了兩端電纜上桿后不會混淆，也避免了因未精確測量電纜長度造成電纜長度不夠或浪費。

3.2.2 電纜過軌動B線定向鉆施工方法

頂管前我們對施工區域地質進行調查了解，經了解動B線地質為泥質砂巖，基本承載力σ0=300kPa以上。水平定向鉆管線中心在動B線路中心處距離地面7.21m，為確保施工安全，水平定向鉆施工前，在動B線右側（靠近牽引變電所一側）設置入土工作坑。定向鉆機鉆桿與地表以15°夾角進入地下，鉆進軌跡為：斜直線→圓曲線→直線段→圓曲線→斜直線。頂管下穿深度在動B線路中心位置距離自然地面7.21m，動B線為填方路基，路肩距離自然地面5.79m；頂管深度距離動B線路肩面13m，定向鉆入土、出土工作坑尺寸為5m*15.4m*1.5m和5m*17.8m*1.5m。

3.2.3 供電線倒接施工方法

根據圖紙對現場進行調查，施工負責人必須清楚知道供電相序及相對應的架空供電線位置。施工前施工負責人必須組織召開點前工作會，編制施工方案，明確每名施工人員的施工任務。拆除既有供10#-供09#、既有供05#-供04#之間跨越動A線供電線，拆除既有供03#-供04#、既有供08#-供09#之間跨越動B線的供電線，為保證既有架空供電線不磨損既有承力索，拆除過程也要注意動作緩慢。同時，導接和拆線過程中，動A及動B線持續安排兩臺梯車輔助施工。拆線倒接過程，考慮極端情況，如拆線時導線滑脫，短接動走線造成紅光帶的情況，因此在拆線前在對應架空供電線下方鋪設長6m*寬3m的絕緣膠墊。架空供電線倒接及拆線時，使用手扳葫蘆、緊線器、滑輪組及齒輪斷線鉗等工器具，操作過程要緩慢，拆除及倒接供電線時，搖動手扳葫蘆，使得既有架空線供電線緩慢下降，便于下一步倒接。新舊支柱導接時，利用手扳葫蘆、緊線器、滑輪組將舊支柱供電線拉至新支柱上倒接，最后完成架空供電線與供電線電纜在銅牌上的導接。施工要以保證開通運營為第一原則，倒接時按照相序每路倒接，避免出現因施工時間不夠點畢不能開通的情況[3]。

3.3 各項關鍵施工工序卡控要點

3.3.1 頂管施工卡控要點

（1）頂管工程施工前，專業化隊伍必須現場勘測定位，確定工作井及拉管井的位置，鉆機選型及配置滿足現場施工要求。

（2）在既有動B線兩側路肩處各布置4個觀測點，共計8個觀測點，對既有路基沉降情況進行觀測。

（3）鉆機工作井及拉管井距離既有動B線護欄需保持10m安全距離，頂管深度在動B線兩側邊坡范圍內保證管線距離路肩面12m以上。

（4）鉆機及配套設備的就位應準確穩固，各崗位應要嚴格按規定做好相關工作并認真填寫施工記錄[4]。

（5）施工過程中，鉆進、頂推要平穩緩慢，保持施工的連續性；平滑的鉆進軌跡曲線是保證托管成功的最佳技術措施。鉆孔內應始終充滿泥漿，中間低、兩端高的軌跡曲線有助于保持孔內泥漿的張力，有助于防止管壁坍塌。實時監視鉆機的扭矩及拉力，謹防扭矩和拉力記增。通過調控泥漿的流量，最大限度地將孔內泥沙攜出孔外。

（6）導向孔軌跡曲線的改變以每節鉆桿（3m）不超過6%為標準，盡可能保證導向孔軌跡的圓滑，在深度及坡度已限定的情況下，要保證足夠的水平長度。

（7）施工的控向誤差不得大于5‰，確保管線鋪設質量。

（8）不成孔不托管。托管前，回擴后的孔徑要達到管材外徑的1.2倍。

（9）采用定向鉆穿越鐵路干線時，線路中心處的管道埋深由路基路肩面算起，不得小于12m。

（10）保證施工現場作業機械設備的技術性能及工作狀態良好。特殊設備、大型設備進場前進行安全運行審核。

（11）定向鉆管線允許偏差應符合規范要求

檢查數量檢查項目 允許偏差檢查方法范圍 點數平面軸向、平面橫向 0.021 入土點位置垂直向高程 ±0.02平面軸向 1%L,且≤2.0（1.0）定向鉆平面橫向 0.2%L,且≤1.0（0.8）每個工作坑的入，2 出土點位置出土點 各1點 用全站儀、GPS或經緯儀、水準儀、鋼尺測量豎向高程電纜管道 ±0.5無壓管道 ±0.05中心水平軸線 0.05中心高程 ±0.053 導向孔軌跡與設計軌跡偏移量二程式定向鉆 ±0.5每3m長 不少于1點 用導向定位儀二程式 0.054 成孔管線與設計管線偏差定向鉆 0.5%L,且≤1.5（0.5） 每1-2m長 各1點 用軌跡測量儀二程式 0.05

3.3.2 支柱組立及整正卡控要點

（1）支柱吊裝

①根據現場實際情況，吊車到達施工現場，對各部件進行全面檢查，檢查設備狀況良好后方可投入施工。

②立桿前，根據支柱組立安裝數據表，吊車進入指定安裝地點，吊車司機聽施工負責人指揮，對位、停穩，復核檢查機械設備處于良好的工作狀態。

③用安裝吊帶將供電線支柱套好，套子距支柱頂部距離約2米為宜，吊帶套好后掛入大臂鉤內鎖好，吊車司機操作吊車慢慢升臂起鉤，嚴格控制吊車的作業范圍以及大臂擺動范圍，安排2人扶住支柱配合司機將支柱緩慢吊起豎直懸空，等支柱平穩后慢慢旋轉大臂向基礎方向移動。

（2）對位安裝

①供電線支柱吊直基礎上方，由立桿人員配合扶推，將支柱底部孔位對準基礎螺栓。

②吊車司機聽負責人指揮落鉤，使支柱徐徐下落，待基礎螺栓全部進入孔位直至支柱置放在基礎面上。

③將每根螺栓各帶上一個墊片螺母后緊固。吊車司機落鉤摘下鉤，并使吊臂吊鉤歸位。

④吊車繼續上述流程進行下一支柱安裝。

（3）整正

傾斜度調整達標后，用套筒將螺母緊固到位，用斜率儀復核支柱傾斜度。

3.3.3 架空供電線與供電電纜倒接卡控要點

（1）在點外必須預配將供電電纜預配到位，現場支柱組立、架空供電線肩架和供電線電纜爬架安裝完成后立即安排人員精確測量，確保數據的準確。數據準確測量后，供電線電纜頭制作及絕緣耐壓試驗均安排在點外完成。

（2）在點外完成電纜頭制作及電纜耐壓試驗，需邀請監理見證。

（3）供電線支柱、各類肩架及供電線電纜爬架安裝完成可同步進行電纜敷設及電纜上桿施工。

（4）供電電纜敷設時必須做好標識，避免倒接錯誤，造成嚴重后果。

3.3.4 施工過程安全卡控要點

（1）嚴格執行高速鐵路柵欄門管理辦法，人員、機具、材料在進出柵欄時進行詳細清點核對。

（2）作業人員按安排好的次序進出柵欄門，接地防護人員首先進入線路。

（3）嚴格執行驗電接地程序，兩端地線未安裝前不得進行作業，梯車不得扶正。

（4）作業過程中嚴格按要求佩戴使用安全帽、防護服、安全帶等防護用品，安全帶嚴禁低掛高用。

結語

對既有黃山北牽引變電所改造工程施工技術進行總結，對該改造工程的重難點進行了詳細分析，提出了合理化的建議。該施工技術在昌景黃項目既有黃州北牽引變電所改造工程中得到成功應用，施工過程有序、可控。改造完成后各項參數滿足設計及規范要求，運行狀態良好成功通過設備管理單位驗收。隨著全國鐵路飛速發展，既有線改造將會成為大趨勢。該施工技術研究對類似改造施工提供了一定的可借鑒的成功經驗。