地鐵車站綜合接地網施工技術

周 紅

（中鐵二十二局集團軌道工程有限公司，北京 100043）

地鐵車站綜合接地網施工技術，旨在確保地鐵車站設備與電氣系統的安全運行，以及乘客和員工的人身安全。綜合接地網的施工涉及多個方面，包括土木工程、電氣工程和通信工程等。通過有效的接地設計和施工，可以降低地鐵車站遭受雷擊、電磁干擾和靜電積聚的風險，并能提供可靠的電氣系統接地，提高地鐵車站設備和系統的安全性和可靠性。

1 工程概況

學府街東口站是太原市城市軌道交通1 號線一期工程中間車站，位于小店區龍堡街以南、學府東街以北，沿東中環路南北敷設。車站的坡度為0.2% 下坡，主體結構采用雙柱三跨箱型框架結構，明挖順作法施工，標準段寬22.3 m，結構高21.19 m。車站的項板覆土深度約為2.7～4.7 m，基坑深度約為23.35～28.39 m。

2 施工方法及工藝流程

2.1 施工方法

（1）施工準備。需要先編制方案，并詳細考慮施工過程中可能遇到的突發情況，提出切實可行的解決方案。制定的方案應當清晰地表明施工期間的安全措施和質量要求，選擇符合設計要求的施工材料，例如降阻劑、紫銅排和紫銅管等，并核查其出廠合格證和檢驗報告等文件，然后提交給監理單位審批。供貨商需要具備在地鐵工程中的良好供貨記錄，以確保材料的可靠性和質量。同時，在選擇電阻檢測單位時，必須保證其擁有相關的檢測資質，并上報給監理單位。檢測單位應當具備一定的經驗和專業知識，能夠根據設計要求進行相應的測量和分析。 在接地網施工前，還需要邀請監理單位對焊接人員進行放熱焊接測試，以確保其焊接技術符合要求。通過放熱焊接測試可以評估焊接人員的技術水平和操作能力。最后，放線測量是確保接地網施工準確無誤的重要步驟。放線應當按照設計要求進行，確保各部位的位置和尺寸符合要求，以便后續的施工操作。

（2）土壤電阻率測定。土壤電阻率是衡量土壤導電性能的重要指標，其測定方法多種多樣。常用的包括土壤試樣法、三極法和四極法（溫納法）等，將重點研究溫納法的施工方法。溫納法利用了四個電極來減小測量誤差，是一種常用且準確的測量土壤電阻率的方法。在進行溫納法測量時，需要在接地網15 cm 深度處打入4 根接地樁，并確保其具有良好的導電性能。在打入接地樁時，要保證樁子位置處于同一直線，并且間距相等，以確保測量的準確性和可靠性。隨后，將樁子連接起來，使搖表的接線柱能夠與每個樁子通過導線進行連接。這樣可以獲得準確的電阻值，并進一步計算出土壤的電阻率。溫納法測量土壤電阻率的優勢在于其高測量準確性和結果可靠性，同時還能有效排除接觸電阻和極化效應對測量結果的影響。通過使用四個電極進行測量，可以最大限度地減小電極之間的接觸電阻和土壤極化效應，從而獲得更準確的結果。

（3）溝槽開挖。在進行車站溝槽的開挖工作時，按照以下步驟逐段進行操作。先是根據實際情況，將車站劃分為若干段，每段長度在15～28 m。這樣可以確保后續工作的有序進行，并提高施工效率。然后，安排合適的施工隊伍和所需的設備。需要注意的是，在開挖之前，需要根據具體施工季節的不同，進行不同的準備工作。在雨季，需要等待基底完成后，再預留溝槽位置的墊層，從而確保在施工過程中不會因為雨水滲入而影響工作進度。在旱季，則可以在完成基底驗收后，直接進行開挖工作，無須額外等待。隨后，就可以使用PC60 小型挖掘機跨溝槽倒退開挖，一次性將基底以下的斷面開挖到位。根據斷面的不同尺寸要求，挖掘機將土方材料一次性開挖到位。在溝槽底部，則需要進行人工修整，確保溝槽底部平整且符合設計要求。最后，為了給后續施工水平接地體和降阻劑的鋪設做準備，需要在溝槽底部開挖寬、高各為120 mm 的小溝。

（4）接地體施工及連接。接地體施工分為水平接地體與垂直接地體兩類。水平接地體是一種用來確保設備和結構與大地連接的裝置。在盾構井底板范圍內，為了最大化接地網面積，水平接地體應盡量外放，并且每隔10 m 設置水平連接的水平均壓帶。水平接地體由50×5 銅排組成。在溝槽完成后，需要將銅排放入溝槽中，并通過可靠的焊接方法將交叉處固定。垂直接地體在安裝時，需要先使用地質鉆機鉆取直徑為120～150 mm，深度為5.0 m 的孔洞。然后，利用深井泵或帶有活門的管筒，抽干孔洞內的積水，以防止漿料稀釋。隨后將50 mm 管徑、4 mm 壁厚的銅管作為垂直接地體，與水平接地體進行焊接。在此過程中，需確保垂直接地體位于降阻劑填充區的中心位置。同時，為了防止灌漿時，管內空氣形成空洞和斷層，需要在銅管下部約1/3 管長范圍內的管壁上交錯鉆孔。鉆孔間距為每隔200 mm，孔徑為φ10 至15 mm。

（5）接地引出線。本項目的接地引出線系統共設4 組，每組由三根導線組成，其中一根作為備用。這樣設計的目的是確保接地系統的安全可靠性，使得在發生故障或維修時能夠實現快速切換，并保證整個系統的連續運行。為了提高接地引出線的效果，可以采用300 mm×350 mm×50 mm的銅板作為止水板，并在其周圍填充防水混凝土。這樣的設計能夠有效地提高接地效果，確保接地引出線的穩定性和可靠性。此外，接地引出線穿過底板鋼筋網孔中心，在鋼筋高度上下不小于150 mm 范圍內，使用復合絕緣熱縮帶進行包纏，以滿足結構鋼筋和引出線之間的絕緣要求。通過這種方式，可以有效地保證結構鋼筋與引出線之間的安全連接，并滿足絕緣要求。接地引出線穿越結構底板后，會固定在絕緣位置上，并靠近附近柱子或側墻進行額外的固定。這樣的設計，能夠確保接地引出線與周圍設備的安全連接，并提供穩定的接地效果。同時，為了保護接地引出線不受損害，還可以采用PVC 套管進行保護。這種套管具有良好的耐候性和防腐蝕性能，能夠有效地防止丟失、斷裂、機械損傷和化學腐蝕等情況的發生。通過以上設計和措施，項目的接地引出線系統能夠確保安全可靠的接地系統運行，并提供穩定的接地效果。

（6）素土回填。回填工作通常在待料漿初步凝固后進行。需要先使用小型挖機將細土層逐層回填到占地區域。回填要求每次厚度不超過20 cm，以確保回填土能夠均勻分布并緊密填實。在回填過程中，還要進行人工整平，以確保回填土的平整度符合要求。通過使用工具如平板鏟和平地機，能夠有效將土壤表面平整，并消除任何凸起或凹陷。在選擇回填土時，土的質量和成分是非常重要的考慮因素。回填土必須是細土，不能含有磚塊、大塊石頭、混凝土結構物或垃圾等雜質。這些雜質可能會對接地電阻產生負面影響，從而降低接地系統的效果和可靠性。如果需要更換回填土，應根據現場情況選擇合適的材料。根據當地的地質情況，可以選擇使用黏土或粉末狀強風化巖等材料進行回填。這些材料具有較低的電阻率，能夠有效保證接地系統的正常運行。素土回填對于地基的穩定性和安全性至關重要，其能夠提供均勻的支撐力，并確保地基能夠承受設計負荷。此外，良好的回填工作，還能有效改善接地系統的性能，減少接地電阻，提高接地效果和可靠性。在進行素土回填施工時，施工人員需要嚴格按照相關規范和標準操作，密切監測回填土的厚度、質量和均勻分布情況，以確保回填工作的質量和有效性。

（7）檢測。為了確保接地裝置的質量和可靠性，綜合接地網測試將采用三極法，并通過布置電極并采用直線法進行測定。在測試過程中，需要先布置三個電極，包括一個主電極和兩個輔助電極。主電極通常位于接地裝置的中心位置，而輔助電極則分別布置在距離主電極一定距離的兩側。接下來，使用直線法進行測量。直線法是一種常用的電阻測量方法，通過測量電流和電壓之間的關系來計算接地電阻。在進行測量時，需要施加一定大小的直流電壓，并通過測量引線，將主電極與輔助電極相連接。然后，使用專業的測量儀器來記錄電流和電壓的數值。通過對測量數據的分析和計算，可以推算出接地裝置的接地電阻。如果推算結果不能滿足設計要求，就必須采取相應的補救措施，來改善接地裝置的性能。這可能包括增加電極數量、調整電極布置位置或改進接地裝置的材料等。最后，當接地裝置滿足設計要求后，需要組織相關單位進行總體測量。這項測量旨在確保整個接地裝置符合要求，并進行總接觸網驗收。只有在通過了總接觸網驗收后，才能認為接地裝置已經具備良好的質量和可靠性。整個接地裝置的檢測和測試過程，將作為竣工驗收報告的一部分，以證明接地裝置的合格性。這不僅是對施工單位質量管理的檢驗，也是對車站安全運營的重要保障。通過嚴格的檢測和測試，可以確保接地裝置能夠正常工作，減少事故發生的風險，提高車站的安全性和可靠性。

2.2 施工工藝流程

先是要進行水平接地體的梯形溝槽施工，然后進行垂直接地體的孔洞和接地引出線施工。將拌好的降阻劑漿料注入溝槽內，待初凝后進行細土回填、灑水夯實。隨后，在確保水平接地體完全固定之后，盡快用底板墊層來封底，以防止基底遇水浸泡軟化。這一步驟非常關鍵，因為一個穩固的底板墊層，可以有效地提高接地裝置的可靠性和耐久性。每完成一個部分后，都要對其接地電阻進行實測，并記錄測量數據，以便及時調整接地裝置的設計規模。接地電阻的測量是非常重要的，可以幫助評估接地系統的性能，并根據需要進行適當的改進。接地網敷設完畢后，就可以按照要求進行接地電阻、接觸電位差和跨步電位差的實測。這些測試可以幫助確定接地系統是否滿足安全標準，并及時采取必要的措施，來保障人員和設備的安全。在整個接地施工過程中，應注意安全操作，確保施工人員穿戴好相關的防護裝備，按照施工規范進行操作。同時，也需要定期對接地裝置進行巡檢和維護，以確保其長期、穩定、可靠地運行。

3 施工注意事項

根據《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收標準》（GB50169-2016）的要求，施工過程中需要注意以下幾點。

3.1 合理控制埋設深度

水平接地體和均壓帶的埋設深度應為0.8 m。在施工過程中，水平接地體和均壓帶需要被埋設在地下，確保其深度達到規定的0.8 m。特別是在過下翻梁處、廢水池等位置，必須確保水平接地體和均壓帶能夠平滑敷設，并且連接牢固可靠。即使墊層底部標高發生變化，仍需保持與0.8 m 的相對關系。在施工過程中，如果墊層底部標高發生了變化，施工人員需要及時調整，確保與0.8 m 的相對關系不變，這樣做是為了保證接地裝置的穩定性和效果。

3.2 采用放熱焊工藝進行連接

采用放熱焊工藝進行連接的目的，是為了確保水平接地體和垂直接地體之間的連接處牢固、可靠且無虛焊。在施工過程中，必須嚴格按照放熱焊施工工藝要求進行操作，以保證焊接達到最佳效果。在進行放熱焊時，需要使用合適的設備和工具，如焊接機、電纜夾等，這些設備必須經過合格檢測，并符合安全操作規范。同時，焊工必須具備相關技術知識和操作經驗，以確保焊接過程的安全性和質量。

同時，放熱焊劑的選擇也非常重要。放熱焊劑是焊接過程中，不可或缺的一部分，可以提供必要的熱能，使金屬材料達到熔點并實現焊接。所使用的放熱焊劑，必須符合《電力工程接地裝置用放熱焊劑技術條件》（DL/T1315-2013）的要求。保證放熱焊劑具有足夠的熱效應、熔化溫度適宜，并且不含有對環境和人體有害的物質。在選擇放熱焊劑時，需要參考相關標準和技術要求，以確保焊接連接的質量和可靠性。

3.3 保證接地網施工效果

在進行接地網時，需要嚴格檢查各連接點，以防止脫焊和虛焊的發生。所有經過現場開孔和焊接的零件，在刷上一層防銹漆后，需要再刷上兩遍富鋅漆。此外，還需確保零件表面均勻、無毛刺、過燒、掛灰、傷痕以及未鍍鋅的局部缺陷（直徑大于2 mm）等。同時，在進行人工接地網施工時，施工人員需要避開地下管線，并按照管線的防護要求，采取相應的措施，來進行垂直接地體的安裝。這樣可以避免施工過程對地下管線造成損壞或干擾。

4 結束語

在進行接地網時，需要嚴格檢查各連接點，以防止脫焊和虛焊的發生。所有經過現場開孔和焊接的零件，在刷上一層防銹漆后，需要再刷上兩遍富鋅漆。此外，還需確保零件表面均勻，并且表面無毛刺、無過燒等現象。同時，在進行人工接地網施工時，施工人員需要避開地下管線，并按照管線的防護要求，采取相應的措施，來進行垂直接地體的安裝。這樣可以避免施工過程，對地下管線造成損壞或干擾。