城市軌道交通專用回流軌施工與運(yùn)營(yíng)研究

陳熙昊，韓博衍，姚貞燕

（寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司智慧運(yùn)營(yíng)分公司，浙江 寧波 315000）

1 研究背景

目前城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中，普遍采用走行軌為牽引供電系統(tǒng)的回流模式。雖然走行軌回流模式在設(shè)計(jì)及安裝中要求對(duì)地絕緣，但是在實(shí)際的使用過(guò)程中由于積水、粉塵、地面沉降、受電弓碳滑板粉末、鋼軌鐵屑等因素影響，走行軌對(duì)地的絕緣性能逐漸降低，從而導(dǎo)致產(chǎn)生雜散電流外泄腐蝕線管及相鄰設(shè)備設(shè)施。為徹底消除雜散電流帶來(lái)的危害，國(guó)內(nèi)重慶市軌道交通、英國(guó)倫敦地鐵、意大利米蘭地鐵M1線及馬來(lái)西亞吉隆坡輕軌采用第三軌供電、第四軌回流的形式。過(guò)往數(shù)據(jù)表明，該方式能夠達(dá)到杜絕雜散電流的產(chǎn)生，取得了良好的社會(huì)效益，但其在進(jìn)行施工及運(yùn)營(yíng)中存在諸多需要注意的事項(xiàng)。

2 專用回流軌的施工安裝主要內(nèi)容

專用回流軌安裝工程應(yīng)在施工開(kāi)始前期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際踏勘、調(diào)查及測(cè)量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際踏勘取得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)圖紙存在不相符合的情況時(shí)，必須及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理進(jìn)行聯(lián)絡(luò)溝通，共同確認(rèn)后開(kāi)展設(shè)計(jì)變更工作，施工過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行變更后的最新設(shè)計(jì)圖紙。

2.1 專用回流軌安裝要求

（1）使用專用工器具。①起吊、裝卸回流軌時(shí)，應(yīng)使用專用工具操作起吊或裝卸設(shè)備，在操作過(guò)程中，防止造成設(shè)備變形；②對(duì)預(yù)配件和零部件處的螺栓進(jìn)行緊固時(shí)，應(yīng)使用專用力矩扳手，并緊固至規(guī)定力矩，不得使用活口扳手。

（2）支持間距縱向、橫向測(cè)量。①縱向測(cè)量起測(cè)點(diǎn)應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定執(zhí)行；②縱向測(cè)量跨距不得大于5m；③橫向測(cè)量時(shí)，應(yīng)以軌道中心線為基準(zhǔn)。

（3）專用回流軌彎曲半徑安裝要求。①施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)彎安裝：線路的曲線半徑需不小于100m；②工廠加工預(yù)彎安裝：線路的曲線半徑小于100m。

（4）絕緣支架安裝要求。必須保證設(shè)備伸縮順暢，需要在安裝時(shí)，注意防止卡滯現(xiàn)象；整體絕緣支架中心距離專用回流軌接頭處長(zhǎng)度，必須滿足設(shè)計(jì)要求，在列車運(yùn)行接觸時(shí)，不能發(fā)生卡滯情況。

（5）隧道內(nèi)/外的專用回流軌安裝處理。①應(yīng)對(duì)所有隧道內(nèi)安裝的金屬零部件進(jìn)行防腐處理；②應(yīng)對(duì)所有隧道內(nèi)安裝的非金屬性質(zhì)材料進(jìn)行低煙、無(wú)鹵、阻燃處理；③應(yīng)對(duì)所有隧道外安裝的專用回流軌道進(jìn)行防老化處理。

（6）其他安裝技術(shù)要求。①專用回流軌的受流面距走行軌軌頂連接平面的垂直距離和專用回流軌距軌道中心的水平距離及允許偏差距離，應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定；②直線段應(yīng)保證回流軌平直，曲線段應(yīng)圓順、無(wú)硬彎；③專用回流軌分段位置必須符合設(shè)計(jì)要求；④道岔處斷軌位置距理論岔心距離允許偏差為-600mm~0mm；⑤在正線側(cè)安裝的專用回流軌軌頂受流面相對(duì)兩旁相鄰的絕緣支架安裝高差不得大于3.5mm，如果現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境條件困難的情況時(shí)高差不大于5mm。

2.2 專用回流軌的施工安裝內(nèi)容

（1）現(xiàn)場(chǎng)安裝的位置。專用回流軌受流面距鋼軌軌頂連接平面的垂直距離為140mm±5mm；專用回流軌中心距線路中心的水平距離為1417.5±5mm（專用回流軌的安裝中心線至線路相鄰鋼軌內(nèi)側(cè)的距離為700±5mm），安裝后回流軌軌平面應(yīng)與走行軌軌平面平行（圖1）。

圖1 專用回流軌安裝距離圖

（2）絕緣支架及零部件安裝。在進(jìn)行該項(xiàng)安裝作業(yè)前，應(yīng)開(kāi)展每批次的產(chǎn)品檢查，包括但不限于對(duì)產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品型號(hào)、使用材質(zhì)等進(jìn)行檢查，所供產(chǎn)品均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。在安裝時(shí)，需要注意絕緣支架與底座必須連接牢固，其緊固力矩需符合設(shè)計(jì)要求。絕緣支架中部安裝時(shí)，托塊應(yīng)調(diào)整到預(yù)留孔位中間高度、平行度、整體垂直度應(yīng)豎向鉛錘中心線與軌面垂直，其安裝螺栓應(yīng)齊全并使用力矩扳手緊固。

（3）螺栓安裝。螺栓分為脹錨螺栓和化學(xué)螺栓，在螺栓按批次運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，需要依據(jù)采購(gòu)合同對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、外觀、性能狀態(tài)進(jìn)行檢查，需符合設(shè)計(jì)規(guī)定。施工單位在安裝使用前需要通過(guò)外觀檢查對(duì)螺栓進(jìn)行二次檢查。螺栓的安裝分為地下段整體道床安裝和高架段支承塊承軌臺(tái)安裝，在安裝前的鉆孔和打孔時(shí)，應(yīng)注意螺栓孔位中心與軌道中心線的距離符合設(shè)計(jì)規(guī)定，其鉆孔方向與走行軌的頂面連接相垂直，打孔方向與相鄰走行軌軌頂面連接線相垂直。在安裝時(shí)，每個(gè)支撐點(diǎn)處先進(jìn)行脹錨螺栓安裝，安裝后在每個(gè)螺栓處先擰一個(gè)螺母，再擰其他螺母，螺母調(diào)整時(shí)，需要將四個(gè)螺母保持在同一平面上，并保證螺栓螺紋狀態(tài)良好；安裝連接螺栓時(shí)，應(yīng)對(duì)照安裝使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行，緊固時(shí)要按照設(shè)計(jì)力矩使用力矩扳手進(jìn)行；螺栓和螺母安裝完成后需使用強(qiáng)度等級(jí)不低于C20的混凝土搭建安裝平臺(tái)，搭建平臺(tái)要求其表面與安裝完成的螺母頂面高度相等并平齊，安裝絕緣支座、回流軌或端部彎頭等需等待安裝平臺(tái)處的混凝土凝固及強(qiáng)度等級(jí)符合要求后再依次開(kāi)展。

（4）電連接安裝。電連接分為電纜連接板和線材等部件，在部件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)需要開(kāi)展批次驗(yàn)收工作，并具體檢查規(guī)格、型號(hào)是否符合采購(gòu)合同，狀態(tài)、性能是否良好；電纜的敷設(shè)路徑、連接專用回流軌的位置以及連接方式應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，敷設(shè)的電纜每隔約800mm處使用固定線夾在道床或隧道側(cè)壁上固定一次；在專用回流軌斷口處應(yīng)設(shè)置電纜連接，并在電纜連接處設(shè)置獨(dú)立的電纜連接板，電纜在連接板上安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行電纜預(yù)留，從而抵消其安裝處因溫度變化發(fā)生電纜熱脹冷縮帶來(lái)的位移長(zhǎng)度。在電纜導(dǎo)體穿入端子連接板的壓線孔處，壓接時(shí)的握緊荷重應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并在電纜固定時(shí)應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡措施。如遇道岔短錨段時(shí)，可以使用電纜連接板來(lái)代替魚(yú)尾板。

（5）防護(hù)罩安裝。防護(hù)罩安裝在高架段及車場(chǎng)部分。防護(hù)罩的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并對(duì)其質(zhì)量、規(guī)格和型號(hào)進(jìn)行檢查。防護(hù)罩的支架安裝間距為2168mm，并與回流軌的支撐塊錯(cuò)開(kāi)布置，錯(cuò)開(kāi)距離一般不小于300mm，如遇困難情況不應(yīng)小于150mm，防護(hù)罩支撐卡的安裝間距不大于500mm，安裝連接處的搭接應(yīng)緊密牢固，長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm，安裝后的防護(hù)罩應(yīng)連續(xù)無(wú)空隙，安裝順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。在有回流軌的端部彎頭處，防護(hù)罩應(yīng)將端部彎頭完全罩住，并在末端外露50mm。

（6）膨脹接頭安裝。膨脹接頭一般安裝在長(zhǎng)軌與長(zhǎng)軌之間，起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩Ｒ话惆惭b于曲線半徑不小于300mm的線路上，并安裝于兩個(gè)絕緣支架的中心部位。在進(jìn)行安裝施工時(shí)，需要考慮接頭處的長(zhǎng)軌距離、設(shè)計(jì)要求以及施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度環(huán)境調(diào)整伸縮縫尺寸，伸縮預(yù)留尺寸允許偏差為±5mm。

（7）端部彎頭安裝。端部彎頭分為高速端部彎頭和低速端部彎頭，設(shè)置于專用回流軌終端。安裝時(shí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，其安裝位置，折彎坡度、絕緣支架處應(yīng)預(yù)留伸縮自由，預(yù)留范圍應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（8）中心錨結(jié)（防爬器）安裝。防爬器分為普通型防爬器和大坡度防爬器，防爬器一般安裝于整體絕緣支架的兩側(cè)。在安裝前，應(yīng)注意將防爬器本體與安裝結(jié)合面擦拭干凈，扣件的結(jié)合面安裝時(shí)應(yīng)保證緊密貼合。普通型防爬器適用于線路縱向坡度小于20‰處；線路縱向坡度大于或等于40‰處適用于三組普通型防爬器；大坡度防爬器適用于線路縱向坡度大于或等于20‰且小于40‰處，兩整體絕緣支架之間間距為600～700mm；相鄰兩錨結(jié)之間間距600～700mm。

3 專用回流軌接管及運(yùn)營(yíng)主要內(nèi)容

3.1 接管及投入運(yùn)營(yíng)前

（1）技術(shù)資料交接。根據(jù)專用回流軌工程建設(shè)計(jì)劃，在該工程施工完成并取得驗(yàn)收后，需與建設(shè)單位進(jìn)行交接。交接時(shí)應(yīng)交接：①完整的技術(shù)圖紙；②專用回流軌的平面布置圖、裝配圖、安裝圖；③甲供設(shè)備、乙供設(shè)備、各部件、金具、使用安裝的器材技術(shù)參數(shù)報(bào)告、使用說(shuō)明書(shū)；④整體施工中對(duì)隱蔽工程記錄；⑤設(shè)備的臺(tái)賬和技術(shù)履歷。

（2）運(yùn)營(yíng)人員的培養(yǎng)及機(jī)具準(zhǔn)備。根據(jù)整體項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃及進(jìn)度，需提前開(kāi)展專用回流軌的維保人員儲(chǔ)備和培訓(xùn)工作，包括但不限于維保工班、專業(yè)工程師等人員的培養(yǎng)，并對(duì)維保工作所需的工器具、備品備件、消耗料、交通機(jī)具、通訊器材及安全用具進(jìn)行提前采購(gòu)。

（3）運(yùn)營(yíng)臺(tái)賬建立。建設(shè)工程完成后，在專用回流軌投入運(yùn)行時(shí)需建立設(shè)備原始記錄和報(bào)表、設(shè)備履歷臺(tái)賬、技術(shù)資料等。

3.2 專用回流軌運(yùn)營(yíng)巡視分類

（1）步行巡視。步行巡視周期為每2月1次，主要巡視內(nèi)容為：①檢查限界有無(wú)侵限，是否存在影響列車的情況；②安裝的各零部件是否存在松動(dòng)、損壞現(xiàn)象；③安裝的絕緣設(shè)備是否存在擊穿、裂紋現(xiàn)象；④回流連接電纜和接地連接電纜的連接部位有無(wú)松動(dòng)和脫落現(xiàn)象。

（2）登乘巡視。登乘巡視周期為每月2次，巡視的主要內(nèi)容為檢查專用回流軌的外觀情況。

（3）特殊時(shí)期巡視。當(dāng)啟動(dòng)防臺(tái)防汛、特殊天氣黃色預(yù)警及執(zhí)行預(yù)案時(shí)，應(yīng)根據(jù)各安裝區(qū)段不同適當(dāng)增加巡視次數(shù)。

（4）智慧巡視。智慧巡視指將紅外測(cè)量?jī)x、超聲波檢測(cè)裝置、位移記錄裝置、高清攝像頭等檢測(cè)設(shè)備安裝于電客車或內(nèi)燃機(jī)工程車中，通過(guò)列車的正常行駛開(kāi)展專用回流軌的數(shù)據(jù)測(cè)量工作，并利用超聲波儀器檢測(cè)是否存在斷裂等情況。對(duì)巡視中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備隱患、缺陷可自動(dòng)生成隱患排查記錄表，便于運(yùn)維人員根據(jù)缺陷緊急程度開(kāi)展臨時(shí)計(jì)劃、周計(jì)劃、月計(jì)劃的消缺工作。如果發(fā)現(xiàn)危害行車安全、人身安全的隱患時(shí)，需要及時(shí)提報(bào)臨時(shí)計(jì)劃處理；在缺陷處理完成后，填寫(xiě)相關(guān)臺(tái)賬并閉環(huán)。

3.3 專用回流軌檢修修程分類

（1）維持性小修。小修目的是使專用回流軌保持于正常工作狀態(tài)。維修內(nèi)容為：①清掃絕緣部件包括但不限于對(duì)白色粉狀物、污物、塵屑等；②對(duì)巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的較小隱患、缺陷、損壞的零部件、膨脹接頭、絕緣支架、中心錨結(jié)絕緣棒上的積塵、污物、鐵屑等情況等情況進(jìn)行集中性更換或修理；③對(duì)專用回流軌進(jìn)行設(shè)備參數(shù)測(cè)量、并調(diào)整其導(dǎo)高、拉出值技術(shù)參數(shù)；④對(duì)與回流靴結(jié)合面的磨損超過(guò)規(guī)定參數(shù)處進(jìn)行整體維修或局部更換。

（2）恢復(fù)性大修。大修目的是改善設(shè)備的技術(shù)狀況，增強(qiáng)供電系統(tǒng)回流的穩(wěn)定性。主要維修內(nèi)容為整錨段更換及其附屬設(shè)備更換，并符合新建工程的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 專用回流軌運(yùn)營(yíng)檢修主要內(nèi)容

（1）專用回流軌附件檢修。①對(duì)專用回流軌的普通接頭(魚(yú)尾板)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；檢查接頭連接位置螺栓有無(wú)松動(dòng)痕跡，過(guò)渡處是否平滑且導(dǎo)電油脂是否滿足使用；②磨損是否均勻；檢查魚(yú)尾板有無(wú)燒傷、變色現(xiàn)象；③對(duì)專用回流軌受流面至軌面的高度、至軌面中心線的限界及與軌面的平行度進(jìn)行測(cè)量；④檢查專用回流軌是否存在侵限、影響列車、回流靴運(yùn)行的異物。

（2）端部彎頭檢修。①對(duì)回流軌上端受流面需檢查有無(wú)放電痕跡，并檢查安裝的接頭處有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)電油脂是否缺少，并進(jìn)行添涂；②檢查其末端的擺動(dòng)幅值是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求；③對(duì)上彎處的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，檢查是否符合技術(shù)要求，對(duì)不符合的進(jìn)行調(diào)整；④檢查其末端和絕緣支架處測(cè)量載流面與走行軌面之間的高度、傾斜度、坡度值以及距離走行軌中心點(diǎn)的距離，所測(cè)技術(shù)參數(shù)需符合要求。

（3）膨脹接頭檢修。①檢查膨脹接頭位置有無(wú)虛接放電現(xiàn)象，接觸面的磨損值是否符合規(guī)定，接觸面是否均勻；補(bǔ)償間隙參數(shù)值是否符合技術(shù)參數(shù)；安裝的緊固件是否松動(dòng)；其他電氣連接部分是否緊固；②在膨脹接頭位置，檢查其載流面與走行軌平面的參數(shù)值是否符合技術(shù)要求，并檢查是否存在侵限情況；③以溫度曲線值作為參考，檢查補(bǔ)償間隙大小是否符合規(guī)定。

（4）整體絕緣支架檢修。①對(duì)整體絕緣支架進(jìn)行檢修時(shí)，需要檢查膨脹錨栓是否存在松動(dòng)現(xiàn)象，并使用力矩扳手緊固螺栓，防止出現(xiàn)有無(wú)松動(dòng)情況；②絕緣支架應(yīng)無(wú)變色、無(wú)表層剝落、無(wú)裂紋及其他異常現(xiàn)象；③對(duì)支架底座進(jìn)行檢查時(shí)，應(yīng)無(wú)銹蝕和鍍鋅層脫落現(xiàn)象，并檢查支架和專用回流軌的安裝對(duì)正狀態(tài)；其填充水泥應(yīng)表面狀態(tài)良好。

（5）中心錨結(jié)檢修。檢查中心錨結(jié)（防爬器）與專用回流軌連接處狀態(tài)，并對(duì)連接處緊固情況進(jìn)行檢查，對(duì)松動(dòng)螺栓按規(guī)定力矩緊固。

（6）電連接檢修。①電纜接線板周圍應(yīng)無(wú)過(guò)熱變色現(xiàn)象，與專用回流軌的連接、電纜接線板的連接應(yīng)牢固可靠；電纜絕緣層有無(wú)老化變色及表皮剝落現(xiàn)象；②電纜接線端子的壓接處應(yīng)無(wú)松動(dòng)及異常現(xiàn)象；③電纜接線端子及電纜不應(yīng)向走行軌中心傾斜，彎曲參數(shù)應(yīng)符合要求。

（7）防護(hù)罩檢修。①檢查防護(hù)罩外觀狀態(tài)，其外觀涂層應(yīng)無(wú)變化，無(wú)脫落現(xiàn)象；②檢查與專用回流軌連結(jié)的膨脹接頭、電纜接線板、中心錨結(jié)，其狀態(tài)不應(yīng)阻礙專用回流軌的特性、狀態(tài)和自由伸縮；③對(duì)不滿足運(yùn)營(yíng)需求的防護(hù)罩進(jìn)行維修或更換處理。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)城市軌道交通專用回流軌的施工與運(yùn)營(yíng)中主要內(nèi)容闡述，使我們對(duì)城市軌道交通專用回流軌在材料進(jìn)場(chǎng)、施工項(xiàng)目、安裝工藝、工器具使用及在運(yùn)營(yíng)接管前需要的驗(yàn)收資料、接管注意要點(diǎn)、維保修程等方面重點(diǎn)了解。使我們?cè)诤笃诮ㄔO(shè)中可依據(jù)參考，更便于我們?cè)谖磥?lái)的施工和運(yùn)營(yíng)中運(yùn)用。