综合接地贯通地线施工工艺标准[详细]

1、京石客运专线京石客运专线 JS-1JS-1 标段标段 综合接地工程贯通地线敷设及连接综合接地工程贯通地线敷设及连接 施工工艺标准施工工艺标准 中铁电气化局集团有限公司 西安通信信号工程处电力分公司 二零一二年五月 目目 录录 一、概述一、概述.3 3 二、依据标准二、依据标准.3 3 三、总体原则三、总体原则.3 3 四、技术要求四、技术要求.4 4 五、贯通地线的材质五、贯通地线的材质.8 8 六、贯通地线的连接工艺六、贯通地线的连接工艺.9 9 七、接地端子及接地母排七、接地端子及接地母排.9 9 八、路基地段贯通电缆埋设八、路基地段贯通电缆埋设.1010 九、接地端子与贯通地线连接九、接

2、地端子与贯通地线连接.1818 附图附图: :综合接地系统实施界面示意图综合接地系统实施界面示意图.2121 一一、概述、概述 铁路综合接地就是将铁路沿线的牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、 通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、桥梁、隧道、声屏障等需要接地 的装置通过贯通地线连成一体的接地系统.同时该贯通地线也是牵引回流的一个主要 回路,从原理上来说,其实就是一个共用接地系统并通过等电位连接构成铁路的一个等 电位体. 本文主要通过京石客运专线综合接地工程讲述了 铁路综合接地系统的总体原则,还 有涉及到路基、桥梁、隧道、无咋轨道、站台及有关地点接地敷设的技术要求和贯 通地线的敷设

3、、及连接工艺等. 二、依据标准二、依据标准 (1)客运专线综合接地技术实施办法(暂行)(铁集成【2006】220 号) (2)铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定(铁建设【2007】39 号) (3)铁路工程建设通用参考图铁路综合接地系统(通号(2009)9301) (4)四点接口及综合接地系统施工指导手册京石铁路客运专线有限责任公司 三、总体原则三、总体原则 (1)为保证人身安全和设备安全,客运专线采用综合接地系统方式.综合接地系统由贯 通地线、接地装置及引接线等构成. (2)距接触网带电体 5 米范围以内各专业需要接地的构筑物和设备应接入综合接地系 统. (3)距线路两侧 20 米范围

4、以内的铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统. (4)不便与铁路综合接地系统等电位连接的第三方设施(路外公共建筑物、公共电力系 统、金属管线等设施)必须采取可靠的隔离或绝缘等措施. (5)在综合接地系统中,建筑物、构筑物及设备在贯通地线接入处的接地电阻不大于 1. (6)贯通地线应耐腐蚀并符合环保要求. (7)贯通地线的设置应便于设备就近接入和工程设施. (8)接地装置应优先利用建筑物中的非预应力结构钢筋作为自然接地体,当自然接地体 的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体. (9)路基地段按线路两侧铺设贯通地线;贯通地线在路肩上通信、信号电缆槽下距轨底 不小于 1.5 米处敷设,困难地段也可

5、采用坡脚外埋设. (10)桥梁地段贯通地线铺设在两侧的电力电缆槽内,每侧一根;接地装置充分利用桥 墩基础设置,以满足接地电阻值的要求,接地装置应与贯通地线可靠连接;梁体及桥墩 内的接地钢筋充分利用非预应力结构钢筋,原则上不再增加专用的接地钢筋;并在结 构物内预埋外联接地端子. (11)隧道地段贯通地线铺设在两侧的电力电缆槽内,每侧一根;接地装置充分利用隧 道的初期支护锚杆或底板钢筋、非预应力结构钢筋,以满足接地电阻值的要求,接地 装置与贯通地线可靠连接;二次衬砌内的接地钢筋充分利用隧道的非预应力结构钢筋,原 则上不再增加专用的接地钢筋;并在结构物内预埋外联接地端子. (12)无砟轨道板内的接地

6、钢筋充分利用非预应力结构钢筋,原则上按每 100 米与综合 贯通地线单点“T”形连接,并在结构物内预埋外联接地端子. (13)结构钢筋、锚杆、钢架等用于接地目的时应满足;接触网短路电流不大于 25KA 时,截面应不小于 120 米米(直径不小于 14 米米);接触网短路电流大于 25KA 时,钢筋 截面积不应小于 200 米米(或直径不小于 16 米米).工程实施中,若单根结构钢筋的 截面不足,可将截面之和满足上述要求的相邻二根结构并接使用且无需改变结构钢筋 的间距,或者用截面满足上述要求的钢筋替换. (14)除有特殊要求外,钢筋间的连接应采用搭接焊工艺,焊缝长度为单面焊接长度不小 于 200

7、 米米、双面焊接长度不小于 100 米米,焊缝厚度不小于 4 米米.钢筋间十字交叉 时采用 14 米米(Ik25KA)或 16 米米(Ik25KA)的L形钢筋进行焊接(焊接长度同 前);锚杆与钢架或专用环相接地钢筋间的焊接面积应不小于 360 米米 2.其贯通性电阻 值要求不大于 0.1 欧. (15)为防止对预应力钢筋的影响,预应力钢筋不应接入综合接地系统. (16)300350 千米/h 段落贯通地线及引接线采用截面积为铜当量 70 米米 2的环保 铜 线;200250 千米/h 段落贯通地线及引接线采用截面积为铜当量 35 米米 2的环保 铜线. 四、技术要求四、技术要求 1、路基 路基

8、地段应区别不同地质条件的路段,原则上线路两侧的贯通地线埋设于路基机 床内部.在不影响路基工程质量的前提下,贯通地线和引接线的敷设工艺如下:其中: (1)路堤、土质及软质岩路堑地段的贯通地线埋深距机床底层顶面下 300 米米 400 米米处;硬质岩路堑地段,将贯通地线埋设于通信、信号电缆槽下约 200 米米,沟中 回填细砂土.贯通地线的主要埋设工艺和工艺原则要求:路基填筑并压实至距基床底层 顶面以下 300 米米时,切割出 100 米米深、宽度略大于贯通地线直径的“小槽”,以敷 设贯通地线;先向“小槽”内回填 40 米米粒径不大于 5 米米的土壤,敷设贯通地线,再 次回填 60 米米粒径不大于

9、5 米米的土壤后,进行人工夯实;人工夯实后,必须在“小槽” 上方覆盖不小于 100 米米、粒径不大于 5 米米的土壤,才能进行正常的路基填筑和机 械压实作业. (2)贯通地线通过分支引接线“T”引接线侧向水平引至路基边坡,沿干砌片石肩 底以及电缆槽底引入电缆槽靠线路侧内壁位置,与电缆槽靠线路侧内壁预留的接地端 子引接线相连接(“C”形压接). 分支引接线以接触网支柱为间隔设置(约 50 米),每处留一根长度约为 6 米的分支 引接线和一个接地端子,分支引接线与贯通地线同材质.公跨铁、人行天桥处引出一根 分支引接线. (3)为进一步提高路基地段接地性能,沿线接触网支柱基础钢筋均作为接地极使用.在

10、 制作接触网支柱基础时,应埋设满足综合接地要求的接地端子和连接线,与电缆槽内接 地端子连接.贯通地线接地电阻要求小于 1 欧. (4)长度超过 1000 米的路基地段,每间隔 500 米左右将上下行贯通地线连接一次; 长度为 5001000 米的路基地段.在中间将上下行贯通地线连接一次. (5)路基桩板结构的综合接地 在每个混凝土桩内的外层钢筋中选取一根竖向结构钢筋作为接地钢筋;在每块钢 筋混凝土承台板上的上层结构钢筋中,选取部分纵、横向结构钢筋将每个混凝土桩内 的接地钢筋连接起来; 在每块钢筋混凝土承台板一端靠线路两侧预留接地端子,接地端子与板内接地连 接钢筋可靠焊接,此接地端子用于板件连接

11、和贯通地线(或)无咋轨道板接地端子)的单 点“T”型连接; 上诉接地钢筋均利用桩板结构的非预应力结构钢筋,所有接地钢筋及接地端子间 的连接均要求可靠焊接. 2、桥梁 (1)桥梁地段贯通地线敷设于桥梁的两侧电力电缆槽内. (2)利用桥梁结构物(梁体、墩帽、墩身、承台、基础桩等)中的非预应力结构钢 筋作为接地钢筋,并由接地钢筋实现横向上、下行线路两侧贯通地线之间的连接. (3)无砟轨道桥梁和道砟厚度小于 0.3 米的有砟轨道桥梁,在梁体上表面适当位置 处应设纵向接地钢筋,纵向接地钢筋设于防撞墙和无砟轨道板间的 1/3 和 2/3 处并贯 通整片梁. 当梁体上表面的纵向结构钢筋距混凝土表面的距离小于

12、 100 米米时,应将纵向结 构钢筋作为纵向接地钢筋使用,否则设专用纵向接地钢筋. (4)在梁一端的顶面及底面预留接地端子,以便与需要接地的构件及下部结构接地 体连接,梁部接地钢筋利用梁部相应位置处的结构钢筋. (5)综合接地系统钢筋在每个桥墩及其基础上布置.桩基础桥梁,应利用每根桩中 的至少一根通长结构钢筋作为接地钢筋;利用承台中的结构钢筋将桩中的接地钢筋环 接;应利用桥墩中的至少两根结构钢筋作为接地钢筋使用,接地钢筋的一端与承台中的 环接钢筋相连,另一端与墩帽处的接地端子(或接地母排)相连.在每个桥墩垂直于线路 方向的某个侧面、距地面-200 米米处,设一个不锈钢接地端子(水中墩除外),供

13、测试只 用. (6)扩大基础桥梁,在基地底面设一层钢筋网作为水平接地极,水平接地极钢筋网 络约为 1 米1 米,网络节点应焊接.在各层基础的四周设置垂直接地钢筋,垂直接地 钢筋的间隔为层高的 2 倍.垂直接地钢筋在基顶顶面处用连接钢筋环节,并用墩身中 的两根结构钢筋引至墩帽处的接地端子(或接地母排).水平和垂直接地钢筋的外缘距 混凝土表面的距离不大于 70 米米.在每个桥墩垂直于线路方向的两个侧面、距地面 200 米米处,各设一个不锈钢接地端子,供测试和拴接附加接地极之用. (7)桥梁和桥墩之间的接地端子采用不锈钢线相连,此部分连接应在桥梁施工中完 成.(300 千米/h 以上区段采用截面20

14、0 米米,其余采用截面120 米米) (8)接地钢筋截面不小于 200 米米(14),并与桥梁工程同步施工. (9)各接地点设接地端子,接电端子直接浇筑在混凝土结构内,表面与结构面齐平. (10)有防撞墙设置的段落,每块防撞墙顶端应利用原有纵向构筑钢筋与梁体内纵 向接地钢筋可靠连接. (11)每个桥墩接地电阻要求小于 10 欧,但贯通地线接地电阻要求小于 1 欧. 3、隧道 (1)隧道地段贯通地线敷设于隧道两侧电力电缆槽内,并采用砂防护.其中: 1)对于直通线、级围岩隧道,每 1 台车位设 1 处由锚杆和专用环向接地钢筋 (级围岩隧道)、钢架(级围岩隧道)组成的接地极;为避免刺穿防水板,宜在墙

15、角附 近用专设的横向连接钢筋将接地极至两侧电缆槽壁纵向接地钢筋. (2)利用两侧电缆槽侧壁处最上端的纵向结构钢筋作为纵向接地钢筋(直径不小于 12 米米).隧道上、下行电缆槽底部每间隔 100 米预制一个接地端子,每间隔 50 米在上、 下行电缆槽线路侧外壁预制一个接地端子或母排. (3)在隧道综合洞室内侧壁预制 2 个接地端子或母排并预埋引接钢筋与电缆槽壁 纵向接地钢筋连接,分别供通信、电力设备等接地使用. (4)隧道内其他需接地的电气设备或其他金属构件接地装置,根据需要可与贯通地 线等电位连接. 4、无砟轨道 (1)在无咋轨道地段利用轨道板中部分上层不小于 16 米米的 4 根非预应力结构

16、 钢筋作为接地钢筋(该钢筋不作绝缘处理),钢筋直径不小于 200 米米(16). (2)为方便工程实施,在每 100 米无咋轨道板中心位置横向设 1 根 50 米米(W)4 米米(H)普通扁钢与纵向接地钢筋焊接. (3)纵向接地钢筋按 100 米分段连接,段间钢筋不得连接,每块轨道板两端各设 1 个不锈钢接地端子,每 100 米范围内轨道板间接地端子相互连接,每段轨道板(100 米)中 点附近与贯通地线单点“T”型连接 1 次并注意接地钢筋不得构成电气环路.轨道板 接地端子应预埋在靠两侧信号电缆槽侧的轨道板侧面. 轨道板间连接线、 “T”形单点连接线均采用 200 米米的多股裸不锈钢连接线.

17、5、站台 (1)站台范围内的贯通地线与路基地段贯通地线同径路沿线两侧埋设;在站台两 端的电缆槽内预留分支引接线及接地端子/母排. (2)在站台两端分别对两侧贯通地线作横向连接;横向连接线的规格、埋设深度、 埋设工序及工艺与路基地段贯通地线的要求相同. (3)站场内线路侧的站台墙需设置纵向接地钢筋,以解决旅客跨步电压及接触网 防断落保护.纵向接地钢筋在站台两端露头预留接地端子,并于电缆槽内预留的接地 端子/母排等电位连接. (4)站台范围内金属结构物(雨棚、栏杆等)的接地,在站台结构内采用接地连接 钢筋将其基础内的结构钢筋与站台墙设置的纵向接地钢筋连接. (5)车站信号楼或行车室的综合接地网采用

18、接地连接钢筋将其与站台墙内的纵向 接地钢筋连接. (6)靠线路侧站台墙下部沿线路方向对应接触网杆位置(纵向每约 50 米)预留接 地端子;接地端子通过连接钢筋与站台墙内的纵向接地钢筋可靠连接. (7)接地端子与混凝土面齐全;接地钢筋均可利用站台内非预应力结构钢筋. (8)中间站每个站台轨线路侧均设置纵向接地钢筋,站台范围金属结构物及接触 网支柱基础等通过接地钢筋或热镀锌扁钢(50 米米4 米米)可靠焊接. 6、声屏障 (1)声屏障长度小于 100 米的路基地段,两端声屏障基础设接地端子并与贯通地 线各连接一次;超过 100 米的路基地段,除两端声屏障基础与贯通地线各连接一次外, 每隔 100

19、米设接地端子并连接贯通地线一次.声屏障接地钢筋可利用非预应力结构钢 筋. (2)如声屏障采用非导电材料时,在顶部安装纵向接地钢筋作为保护导体,并与贯 通地线可靠连接. 7、其他 (1)沿线通信、接触网、电力、信息等工程中需接入综合接地系统的设施(如无 线通信铁塔、箱式变电站等),在自设满足要求的接地装置之后,可就近与贯通地线等 电位连接. (2)沿线距贯通地线 20 米范围内的设备房屋、设备接地装置等,由各自工程实施 完成后,根据需要可就近与贯通地线等电位连接.为降低等电位连接的接入电位,等电 位连接线的规格采用与贯通地线相同材质.接入综合接地系统的建筑不允许设避雷针. (3)牵引变电所、分区

20、所应通过轨(地)回流,接触网 PW 线(回流线)应通过扼流变 压器中点或空心线圈中点进行完全横向连接. (4)贯通地线要求尽可能直,禁止形成环状;隧道、路堤、路堑、桥梁间的过渡地 段贯通地线应平顺连接. 五、贯通地线的材质五、贯通地线的材质 (1)贯通地线的环保性能应满足国家对土壤环境质量要求的有关规定. (2)贯通地线内的铜导线应采用国家标准电工圆铜线(GB/3953)规定的 TR 型 软圆铜线制造,且电阻率不应大于 0.017241/米(20). (3)贯通地线的外护套可采用导电高分子材料或金属材料制造,应具有很好的耐 酸、碱、盐腐蚀性能.当外护套采用导电高分子材料时,其体积电阻率不应大于

21、 0.7厘米. (4)贯通地线的使用环境温度应满足-40+60的要求,敷设时的环境温度不 低于-10;贯通地线必须有良好的机械性能,允许弯曲半径不小于其外径的 20 倍. 六、贯通地线的连接工艺六、贯通地线的连接工艺 1)贯通地线的持续和“T”形分支连接可采用铜质“C”形压接建进行连接, “C”形压接元件的化学成分应满足 GB1837-80 的相关规定. 2)贯通地线与接地端子的连接可采用压接并拴接方式(桥梁地段可采用“L”型 连接器连接贯通地线与接地端子). 3)贯通地线与接地钢筋间的连接可采用铜钢过渡压接. 4)除有特殊要求外,其它接地和等电位连接一般采用拴接方式. 5)采用压接工艺时所用

22、压接钳的压接力应不小于 12t,并且必须具有压接力未达 到 12t 时不能自行解锁的功能. 七、接地端子及接地母排七、接地端子及接地母排 (1)材质及成份 接地端子及接地母排采用不锈钢材料制造,不锈钢材质的成分必须满足 Cr16%、Ni5%、米 o2%、C0.08%的要求并且只允许将不锈钢材料暴露于空气 中或埋设于土壤中. (2)主要类型 1)路基型 路基型接地端子的外径不小于 29 米米,长度不小于 45 米米.路基型接地端子或 接地母排的后方为一段长度为 0.5 米的引接线(与贯通地线同材质、同截面). 2)桥隧型 桥隧型接地端子或母排用于桥梁、隧道以及无砟轨道板的接地端子或母排,其后 方

23、为一段长度约 150 米米的圆钢(截面积应满足接触网最大短路电流要求),其他要求 与用于路基地段的接地端子或接地母排相同.接地端子或接地母排与引接线或圆钢的 有效接触面积应满足接触网最大短路电流要求. (3)其他要求 接地端子或接地母排的端子孔应配置防异物堵塞的端子孔塞,并方便开启.接地 端子、接地母排要求结构简单、连接牢固、方便施工和使用,满足可直接灌注在电缆 槽或其他混凝土制品中的要求. 八、路基地段贯通电缆埋设八、路基地段贯通电缆埋设 1、综合接地贯通电缆的规格选择:在 300-350 千米/h 地段,采用导线截面为同 当量 70 米米的铜缆;200-250 千米/h 地段,采用导线截面

24、为铜当量 35 米米的铜缆. 2、路基段综合接地线缆埋设:贯通地线埋设于线路两侧的路基基床内部,在不影 响路基工程质量的前提下,贯通地线和引接线的敷设工艺如下: (1)路堤地段贯通地缆埋设于通、信号槽下方.土质及软质岩路堑地段埋设于基 床底层顶面下 300 米米-400 米米处;硬质岩路堑地段,埋设于通、信号电缆槽下约 200 米米处.贯通地线的主要埋设工序和工艺原则要求:路基填筑并压实至距基床底 层顶面以下 300 米米时,切割出 100 米米深、宽度略大于贯通地线直径的“小槽”, 以敷设贯通地线;先向“小槽”内回填 40 米米粒径不大于 5 米米的土壤,敷设贯通地 线,再次回填 60 米米

25、粒径不大于 5 米米的土壤后,进行人工夯实;人工夯实后,必须在 “小槽”上方覆盖不少于 100 米米、粒径不大于 5 米米的土壤,才能进行正常的路基 填筑和机械压实作业. (2)贯通地线通过分支引接线“T”型连接水平引向路基边坡,沿干砌片石护肩以 及电缆槽底引入电缆槽靠线路侧内壁位置,与电缆槽靠线路侧内壁预留的接地端子引 接线相连接(“C”形压接). 分支引接线以接触网基础为间隔设置(约 50 米),每处留一根长度约为 6 米的分 支引接线和一个接地端子,分支引接线与贯通地线同材质.公跨铁、人行天桥处引出 一根分支引接线. (3)为进一步提高路基地段接地性能,沿线接触网基础钢筋均作为接地极使用

26、.在 制作接触网基础时,应预埋满足综合接地要求的接地端子,与电缆槽内接地端子分支 引接线连接.贯通地线接地电阻要求小于 1 欧. (4)长度超过 1000 米的路基地段,每间隔 500 米左右将上下行贯通地线 T 型连接 一次;长度为 500-1000 米的路基地段,在中间将上下行贯通地线 T 型连接一次,敷设 工艺、连接要求同(1)所述. 3、施工工序流程图 路基填筑到位 人工挖槽 回填 40mm 细粒土 敷设贯通地线 分支引线施工 回填 60mm 细粒土 人工夯实 铺设 100mm 细粒 土 压路机碾平压实 接地电阻测试 4、贯通地线敷设图示 (1)放线定位 (2)缆沟开挖 (3)地缆敷设

27、 (4)细土防护 (5)分支引接线压接 (6)70 米米C 型连接器 (7)防水防腐自粘胶带 (8)引接线压接成型 5、施工要点 (1)路基面碾压平:路基基床底层 AB 组填料按正常填筑工艺施工至基床底层顶面 以下 300 米米时,进行路基面的碾压平整,检测合格. (2)测量定位:在路基面上测设纵向贯通地线埋设位置,(每侧距本线 3.9 米)撒白 灰标识. (3)成槽:沿白灰线用切割机械或人工以锹、镐等小型工具在填筑面开挖出约 100 米米深、宽度约 100 米米的小槽.清除槽内虚渣及碎石块等坚硬凸出物,达到设 计标高且平整无突变起伏,满足铺设综合接地线的要求. (4)铺设综合贯通地线:经检查

28、合格后向小槽内回填 40 米米厚的粒径不大于 5 米 米的土壤,然后敷设综合地线,地线敷设采用电缆头,困难区段端头间隔 200 米,贯通 地线端头处裸露铜导体进行密封防腐处理. (5)分支线引接及横向线连接 引出线与综合贯通地线用“C”字连接器以压接方式连接,压接采用 12t 的专用 压接钳.(见附图) 6、连接工艺 a、准备贯通地线接续所需的工具、材料 主要工具有:KUB-412 液压钳、压模、电工刀、锯弓等. 12t 压接钳(带自锁) 管子割刀 主要材料有:54755 型铜接头、FSJD 复合绝缘防水胶带. 防水防腐自粘胶带 铜质“C”形压接件 b、将需要接续的贯通地线端头用锯弓进行修复平

29、整处理,然后使用电工刀从断 开处向端头纵向切开,剥去护套,露出铜绞线 100 米米左右.选择与铜缆芯相配备的两 只 C 型铜接头和配套压模.(图示 1、2) 图 1 图 2 c、将配套的压模和 C 型铜接头放入液压钳中固定,把需要接头的两端电缆插入 C 型铜接头的凹槽内,伸出铜接头外 0.5 厘米左右.采用压接工艺时所用压接钳的压 接力应不小于 12t,并且必须具有压接力未达到 12t 时不能自行解锁的功能. 图 3 d、C 型接头直通接续图示 4 e、C 型接头“T”型连接图示 5 图 4 图 5 在埋设纵向贯通电缆时将分支电缆引至路基边坡并预留出回折长度. 7、接续保护 操作要点:贯通地线

30、应在环境温度不低于-10时敷设.敷设贯通地线时,严禁压、 折、摔、扭曲贯通地线,不得在地上拖拉贯通地线,允许弯曲半径不得小于其外径的 20 倍. 对接续好的缆芯进行防水防腐处理,采用 FSJD 复合绝缘防水胶带进行螺旋缠绕, 以保证紧密裹包在接头处的缆芯上.(图示 10、11) 质量要求:持续质量满足设计要求 图 10 直通接续 图 11 T 形接续 8、回填 a、人工夯实:综合贯通地线及分支、引接横向连接线敷设完后,回填 60 米米粒 径不大于 5 米米的土壤,人工用小型冲击夯夯实. b、保护层施工:在夯实完成后,再在地线位置上部铺设不小于 100 米米厚的 A、B 组填料.用压路机碾平压实,进行正常的路基填筑施工. 9、接地电阻测试 综合接地电缆埋设后,进行接地电阻测试,确保综合