石林隧道综合接地施工技术

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【摘 要】石林隧道全长18208m，设计为电气化隧道，为满足电气化专业施工要求，石林隧道设置综合接地。综合接地系统是由贯通地线、接地装置及引接线等构成的低阻等电位综合接地平台。本文结合石林隧道综合接地实际施工情况，总结了综合接地施工技术，为类似工程提供施工借鉴。
【关键词】电气化；综合接地；L型焊接；接地极；接地端子
1.工程概况
新建铁路云桂线石林隧道位于云南省弥勒县—石林县境内，线路设计为“人”字坡，隧道全长18208m，起止里程DK651+225～DK669+433，为全国最长的单洞双线铁路隧道，全国最长的岩溶隧道，世界上最长采用钻爆法施工的岩溶隧道。
石林隧道设计为电气化隧道。隧道综合接地系统是由贯通地线、接地装置及引接线等构成。该系统通过沿隧道两侧敷设的贯通地线将铁路沿线短路电流、杂散电流等安全地导入大地，起到防雷电、抗干扰、保护人身安全和设备安全的作用。任一点的接地电阻值应不大于1Ω。
2.技术总结
2.1施工准备
技术准备：
⑴施工前，依据设计图纸将管段所有接地钢筋、接地端子的设计里程、安装部位及数量等设计参数分类汇总。
⑵根据设计图纸和施工进度安排，做好接地钢筋、接地端子等材料储备。接地端子采用桥隧型接地端子；接地钢筋采用ϕ16圆钢。
⑶隧道单口施工，设备机具配置应结合隧道施工方法、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。主要机具有钢筋切断机、弯曲机、接地电阻测试仪。
2.2接地极施工
2.2.1隧道Ⅱ级A型围岩地段接地极施工
⑴Ⅱ级围岩有底板钢筋的隧道及明洞地段，利用隧道底板下层的结构钢筋做为接地极，底板接地钢筋网按照一个台车位的长度考虑，间隔一个台车位设置一处。
⑵隧道底板接地极按照1m间距选用底板底层的结构钢筋，即在隧道底板的底层形成一个1m×1m的单层接地钢筋网，纵向选取5根，横向选取11根，中部“十字”交叉的两根钢筋上的网格节点要求施以“L”形焊接，其他节点绑扎。
⑶兼有接地功能的（含连接）的结构钢筋和专用接地钢筋截面应满足接触网最大短路电流要求。若满足不了，应并接相邻两根钢筋或更换为ϕ16钢筋。
2.2.2隧道Ⅲ级围岩地段接地极施工
⑴Ⅲ级围岩隧道，利用锚杆和专用环向接地钢筋做为接地极。
⑵锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置，用接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度，即6m，每环设置接地锚杆分别为6根；接地锚杆与钢网片、专用环向接地钢筋可靠焊接。
2.2.3隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段接地极施工
⑴Ⅳ、Ⅴ级以上围岩隧道，利用锚杆、钢拱架（或钢网片）做为接地极。
⑵锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置，用接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度，即Ⅳ级7m、Ⅴ级8m，每环设置接地锚杆分别为Ⅳ级5根、Ⅴ级5根；接地锚杆与钢网片、钢拱架可靠焊接。
Ⅲ级、Ⅳ级级Ⅴ级围岩每个台车位的隧道接地极初支后均外露1.0m，标示清楚，再通过连接钢筋与两侧电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。
2.3二衬接地钢筋施工
⑴隧道二衬中无结构钢筋的段落，除接触网基础接地外，按照图纸规定，施工时不再单独设置接地钢筋连接。
⑵隧道二衬中有结构钢筋的段落，利用二次衬砌的内层纵、环钢筋作为接触网断线保护钢筋；接触网线垂直向上在拱顶的投影线两侧以0.5m为间隔，各选3根纵向结构钢筋作为接地钢筋；上述投影线两侧各1.5m外的其他位置，以1m为间隔，选择纵向结构钢筋30根，作为接地钢筋。
⑶二次衬砌环向接地钢筋可使设在两侧通信信号电缆槽内的贯通地线敷实现横向连接。
⑷在每个台车位（作业段）中部选一根环向结构钢筋，环、纵向接地钢筋间可靠焊接；纵向接地钢筋在作业段间可不连接；每个作业段内的环向接地钢筋与两侧通信信号电缆槽线路外缘的纵向接地钢筋连接。
2.4拱顶接地端子施工
石林隧道设计为后植入安装方式固定接触网基础槽道，拱顶需预埋接地端子。拱顶接地端子里程设置：按照隧道口（或斜切洞门顶口）进口2m开始预留第一处，每隔5m预留第二处，此后每隔45m重复预留两处。
2.5综合洞室接地端子施工
⑴在每个专用洞室、变压器洞室两侧壁下部设置2个接地端子，高度距洞室底面20cm，宽度距余长电缆腔底边160cm，洞室左、右侧分别设置，供洞室内设施接地。
⑵接地端子通过连接钢筋（衬砌后预留1.0m）与电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。
2.6纵向接地钢筋、电缆槽处接地端子施工
⑴在两侧通信信号电缆槽的线路侧外缘各设一根ϕ16纵向接地钢筋（圆钢），每100m断开一次。用于隧道接地极、接触网断线保护接地及接地钢筋间的等电位连接。
⑵从隧道进口2m开始，在两侧通信信号电缆槽底部，每间隔100m设置一个接地端子，小于100m的隧道在中部设一处。接地端子供隧道接地装置与贯通地线连接。
⑶从隧道进口2m处开始，在两侧通信信号电缆槽靠线路侧壁上，每间隔50m设置一个接地端子，小于50m的隧道在中部设一处，接地端子供轨旁设备、设施接地。
3.隧道综合接地质量检查
3.1接地钢筋的焊接
隧道综合接地钢筋的接续采用搭接焊，接地端子与接地钢筋连接采用搭接焊，纵横向钢筋的连接采用ϕ16 钢筋L 型焊接，单面焊缝长度不小于200，双面焊缝长度不小于100，焊缝厚度不小于4，要求焊缝饱满无夹渣。
3.2接地电阻检测
按照操作说明连接相关线路后，将仪表放置水平，归零。将“倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min。当检流计指针向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点。此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。
4.综合接地施工控制要点
4.1所有接地端子全部采用规格为M16桥隧型接地端子。
4.2所有接地端子均通过连接钢筋与电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接，均应保证焊接质量，施作时应根据具体的钢筋配筋，采用搭接焊或L型焊接。
4.3所有环向接地钢筋与贯通地线均采用焊接方式，可靠连接。在施工中外露的接地钢筋均进行防腐处理，并标示清楚。
4.4隧道综合接地中贯通地线上的任一点的接地电阻值应不大于1Ω，形成低阻等电位综合接地平台。每个部位混凝土浇筑前、浇筑后，量测接地电阻，并做好记录。
4.5构筑物内兼有接地功能（含连接）的结构钢筋和专用接地钢筋应满足：接触网短路电流不大于25KA时，钢筋直径不应小于14；接触网短路电流大于25KA时，钢筋直径不应小于16。
不满足要求时，可将相邻的二根钢筋并接使用（无需改变钢筋的间距）或局部更换直径为14或16的钢筋。
【参考文献】
[1]铁路综合接地系统（铁路工程建设通用参考图）[通号（2009）9301].
[2]铁路通信、信号、电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程.中铁电气化局集团有限公司（铁建设[2009]181号）.
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