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【摘 要】根据高速铁路施工过程中车站内四电接口施工的复杂性，站前单位施工的相关四电接口在施工过程中需要控制的几个关键问题，如接触网基础、四电过轨、综合接地、贯通地线埋设以及四电附属结构设施电缆井等，通过加强施工过程控制，合理优化施工方案，达到工程质量一次性合格，避免返工造成的资源浪费，从而实现低碳、优质工程的最终目的。
【关键词】四电接口；接触网；四电过轨；综合接地；贯通地线；电缆井；低碳；过程管理
新建北京至石家庄高速客运专线铁路是京广铁路大动脉的一部分，做为客运专线，有着严格的标准与要求。而最终做为列车运行的血液—“电”，也有着严格的标准与要求。客运专线在我国起步较晚，但近几年来发展迅速，已经远远超过了国外的发展水平，而我们的客专也是借鉴着国外的经验，加上国内的专家与科研者的研究，在逐步的提高我们的水平，所以在施工过程中难免会出现一些小的问题。这里通过新建京石客运专线保定东站的四电接口施工，对施工过程中需要加强控制的关键要点进行细化，希望对以后的施工有指导作用。
1.四电接口的概念
接口就是实体行为特征的操作集的命名，不同的组织、计划或者设施安排相汇，并且可能发生联系的地方均有接口的存在，也就是说一个接口至少需要有两个以上的对象参与。四电即通信、信号、电力、接触网四个专业。四电接口也就是指通信、信号、电力、接触网工程与桥梁、路基、隧道、轨道等工程的相互衔接，协调的部分。
2.四电接口的分类
一般情况下站前施工单位承载的四电主体工程分为：路基、桥梁、隧道和轨道，由于车站内四电较为复杂，本文就以车站为例进行分析。车站内的路基四电接口主要包含以下方面：通信过轨、信号过轨、电力过轨、接触网过轨、牵引变电过轨、综合接地、贯通地线、电缆槽、手孔、人孔、电缆井、电缆槽、声屏障基础接地、接触网支柱基础、拉线基础等。轨道接口主要包含：轨道板绝缘，综合接地。
3.四电接口施工过程控制要点
3.1 电缆槽铺装施工需要控制的几个要点
电缆槽需要严格的按照图纸的设计要求进行安装：电缆槽下部的砂砾透水层、各种型号电缆槽对应位置，电缆槽外侧的排水管安装、电缆槽的设计标高等要求进行铺装，很多人认为电缆槽就是个附属工程，没有必要那么严格的控制，其实这种想法是错误的。下面我就从这几个要点进行分析。
①电缆槽下部的砂砾透水层：电缆槽下部的砂砾透水层有着非常重要的作用，路肩的雨水排到电缆槽内的，通过下渗的雨水将会通过透水层处的排水管排至路肩骨架护坡外，从而避免路肩本体囤积雨水造成路基稳定性受到破坏。
②各种型号电缆槽按对应位置关系进行铺装，这样对后期的综合接地已经其他设备的接地连接施工提供了很大的方便，很多单位在铺装电缆槽时，没有安装电缆槽对应型号位置进行安装，导致后期接地施工时，对电缆槽进行更换，从而加大了施工费用。
③电缆槽外侧排水管的安装需要注意排水管的高度。很多单位在施工护肩时埋设的排水管要不是排水管管口高于电缆槽的排水口，要不就是排水管管口和电缆槽的排水口位置不对应，错位，致使电缆槽内的积水不能排至路基边坡外，从而导致电缆槽内存积有大量积水，使电缆线浸泡在积水中，对电缆线的保护起到了破坏作用，同时积水不能排出，也影响了路基边坡的稳定性，对铁路的运营也带来了不安定的因素。
④电缆槽的标高控制：电缆槽安装时的标高控制也是非常重要的一个关键。众所周知，无砟轨道的标高控制都是非常严格的，同样作为附属工程，它的标高与无砟轨道的结构物标高都存在着一定的关系，要是电缆槽的标高出现了问题，那么后面与它相关联的其他工程就可能会受到影响。电缆槽标高影响的方面主要有：电缆槽与支撑层之间的混凝土封闭层的厚度、坡度，接触网基础接地端子的埋设及接触网基础的标高。打个比方来说，假如电缆槽铺装时比设计标高高了，那么如果按照原设计的混凝土封闭层坡度厚度施工，那么将会造成路肩排水不畅，要解决这个问题，就得增加封闭层的厚度，这样就造成了混凝土的浪费，施工投入加大；同样，要是封闭层厚度增加的话，接触网基础要是按原设计进行施工的话，就会导致接触网基础预留接地端子不能充分外露，后期轨旁及轨道接地施工时，就会受到影响。
所以电缆槽安装必须严格的按照设计图纸的要求进行安装，否则带来的影响将是非常多的，最后处理起来不但费工、费料，加大了施工成本，而且也不符合低碳工程的要求。
只有按照设计标高严格控制电缆槽的标高，才能保证接触网基础的接地端子完全外露，以便后续的综合接地施工，同时也能保证混凝土封闭层的坡度，确保路基排水畅通，对路基的稳定性起到保护作用。
3.2 接触网支柱基础施工
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。 接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车，所以接触网与列车运行的速度及安全有着密切的关系。而接触网整个设备都是以支柱为承受的，支柱是接触网中最基本、应用最广泛的支撑设备，用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。接触网支柱，按其使用材质分为预应力钢筋混凝土支柱和钢支柱两大类。而目前客运专线使用的都是钢支柱，而支柱的最终载体就是接触网基础，由此可见接触网基础的重要性。支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种，所以接触网支柱基础也就按支柱型号分为了不同的基础型号，作为站前施工单位，由于只施工接触网支柱基础，所以不管是那种基础类型，在施工的过程中均需严格控制三个要点：接触网基础的限界、基础预埋螺栓的扭转度、接触网支柱基础的标高。
①接触网支柱基础的限界：根据规范设计设计要求，正线基础中心距相邻线路中心限界应为3150mm，侧线基础中心距相邻线路中心限界为3175mm，根据现有规范，该限界距离的误差范围是0mm～+50mm，即限界只能比设计大，不能小于该值。一旦发生接触网侵线，就有影响到列车的行车安全，所以这一点是施工中需要严格控制的。②基础预埋螺栓扭转度：这里说的扭转度是指整体螺栓组的扭转度。螺栓出现整体扭转后，支柱就会扭偏，上面的腕臂和其他的一些设备都会随着扭偏，扭转角会引起距离的变化，会影响到限界，所以由此引起的影响是一系列的。规范允许的扭转度是±1.5°，是指靠近线路侧螺栓连线的法线与垂直线路中心线的扭转角度，在施工中应严格控制该要点。
③接触网支柱基础的顶面标高：顶面标高规范允许的误差为±2cm。由于机车的电流是靠通过受电弓与接触线之间的可靠良好接触来获得的，而机车行走的轨道高度是一定的，所以要想获得良好的接触就必须保证接触线的高度一定。而接触线又是通过腕臂架立在接触网支柱上面的，所以最终还是要控制立柱基础的标高。要是所有的接触网支柱基础标高都不一致，会导致接触网的弹性不均匀，在受电弓滑行范围内会影响受电弓取流，受电弓压力不正常，从而影响行车安全，同时也对列车上的用电设备会带来影响。所以接触网基础的顶面标高也需要在施工过程中严格的控制。通过现场的实际施工，本人认为基础顶面标高宜取正误差，因为基础上面有预留的接地端子，取正误差可以使接地端子有效的外露，方便以后的轨道以及轨旁设备接地施工，同时可以减小受电弓与接触线的硬性摩擦，减小设备的磨损。
3.3 四电过轨施工
当各专业的电缆线需要横穿路基时，就需要在路基基床表层以下埋设过轨管，以便
电缆线穿过路基。关于过轨管的埋设需要注意以下几个问题：过轨管的材质要求、埋设深度及不同专业过轨管的间距、管口接头处的特殊处理。
①过轨管的材质要求：由于近几年新材料、新技术的应用，热浸塑钢管以机械强度高，承压能力强，电气绝缘性能优秀，内外表面硬度高且光滑，摩擦系数小，阻燃性好，吸水率低（小于0.003%），使用温度范围大（-40℃～120℃）等优点被广泛的用于现在客运专线电力、通信、信号等工程建设中，代替了以往的镀锌钢管。在具体的施工中，过轨管的材质选择根据不同专业的设计进行确定，但是需要注意的一点是：接触网专业和牵引变电专业的过轨管需要每根过轨管沿通长方向切割一条连续细缝，主要是为了防止电流在管中产生的环形涡流导致电缆线烧坏，这一点是需要严格控制的。在郑西客专就曾出现过涡流过大，导致电缆烧坏的事件发生。
②过轨管的埋设深度及不同专业过轨管的间距：为了有效的保护过轨管，一般过轨管埋深要求低于路基面0.8米以上。不同专业的过轨为了防止相互干扰，对间距也有要求。一般情况下通信、信号电缆过轨与接触网、回流地线、牵引变电过轨的间距不小于1.0米。这样以来就有效的保护了不同专业的电缆之间的相互干扰，对电缆线也起到了保护作用。
③过轨管接头处的处理：由于路基较宽，一般情况下横穿路基的过轨管都是由好多根短过轨管拼接而成的，所以在拼接的过程中就有很多接头，而过轨管又是用混凝土保护的，所以要是接头处不处理好的话，就会造成浇筑混凝土的过程中，灰浆通过接头处进入到过轨管中，造成管道堵塞，以后无法穿缆线。所以在浇筑混凝土前，需要对管口接头处用胶带进行缠裹，确保无缝隙后方可浇筑混凝土。
3.4 贯通地线的施工
贯通地线是铁路接地系统的重要组成部分， 作为高速铁路的安全地线、屏蔽地线和防雷地线等综合地线，主要用于铁路沿线安装的各种设备以及轨道的综合接地， 对于保证信号设备安全、避免雷击、防止外界电磁场对信号的干扰都有非常重要的作用。贯通地线在施工过程中需要控制埋深、以及成品保护两个关键要点。
①贯通地线在路基段的埋深要求埋设于基床底层顶面-30cm～-40cm，沿线路方向通长埋设，为了保证贯通地线的连续性以及更好的导电性要求每500米需要横向连接。对于贯通地线的埋深的要求主要是为了有效的保护贯通地线的完好性，其次也是为了减少电流对其他设备的影响。
②成品保护：由于贯通地线的重要性，所以贯通地线成品保护要求比较严格。贯通地线是路基施工完后首先施工的四电内容，在后续的施工中，都很有可能造成对贯通地线的破坏，所以这就要求加强所以施工人员的责任心，加强对贯通地线的保护工作。很多地方都曾经出现过贯通地线被破坏不通，而导致电缆烧损事件。
3.5 电缆井施工
电缆井根据各专业不同，也分为通信，信号，电力，同时又根据检修分为人孔和手孔。但是不管是那种井，在铁路路基中施工的都需要控制两个要点：井的标高、电缆井的排水。
①电缆井的标高：控制电缆井的标高主要为因为电缆井和电缆槽有着对应位置关系，电缆井的标高如果出现了问题，就会导致电缆槽的标高出现问题，从而引起路肩排水、接触网基础等一系列的问题，所以电缆井的标高需要严格按照设计标高进行控制。
②电缆井的排水：由于电缆井都对应着过轨管的埋设，过轨管内都有电缆线穿越。如果电缆井排水出现问题，就会导致电缆井内积水，电缆线浸泡在雨水中，对电缆线有侵蚀破坏作用。现在客运专线使用的图纸都是通用图，人孔在设计的时候就没有排水设计，所以这就要求我们的施工人员在施工过程中想办法把水排出去。在车站的站场内可能会出现一处过轨有多个电缆井的情况，一般位于路基两侧的电缆井，可以直接通过电缆井外侧的泄水孔将积水排至路基骨架护坡外，而位于站内的电缆井则需要增加排水管的方法排水。具体的做法为：在埋设过轨管的时候，在过轨管下部距离过轨管底部5～10cm处先埋设一根通长的排水管，将位于线路中间的人孔的积水依次向两侧的电缆井进行排水，最终排至护坡外。在埋设排水管的时候需要注意的一个关键问题，就是掌握好排水管的排水坡度，避免出现反坡导致积水无法排出。很多单位在施工的时候没有考虑电缆井的排水，也是按图施工的，但是最后电缆井积水，站后单位不接收，又去想办法去解决积水问题，从而增加了工程成本。
电缆井的底部设置Φ8cmPVC排水管，从线路中间向线路两侧进行排水，排水管安装时需要注意排水管的坡度，确保排水畅通，电缆井内无积水。
4.四电接口施工过程管理措施：
要加强四电接口施工的过程管理，就必须采取有效的管理措施，才能保证管理达到效果。所以需要从以下方面进行管理：
①建立完善的接口管理制度和体系，明确各参建方的职责。
②参见单位均配置四电专业管理人员，加强对四电接口工程的技术管理。
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③对接口图纸进行优化，根据现场实际情况，尽可能的优化，使设计更为合理，从而也能降低工程成本。
④加强四电接口施工的技术交底，让所有参与四电接口施工的人员认识到四电接口施工的重要性，并全面熟悉设计意图，进而更好的施工。
⑤定期进行培训，让所有参见人员更深刻的认识四电接口，掌握四电相关的基本知识。
⑥编制作业指导手册，分发给监理、各级管理人员以及施工人员，让所有的人员随时随地的能够学习四电知识，更好的对现场进行控制。
⑦组织施工单位相互观摩学习和技术交流，对施工质量好的单位进行表彰奖励，各参建单位相互学习，取长补短，有效的推动四电接口施工质量向更高的目标发展。
5.结束语
四电接口施工具有工程量小、工作量大，分布范围广，设计专业多，技术复杂，施工难度大，验收标准严，管理难度大的特点。四电施工的质量直接与列车运营有着密不可分的关系。所以在施工过程中，需要严格的加强过程管理，只有采取了有效的管理措施，加强了过程控制，才能使工程一次性合格，进而减少了不必要的返工、二次施工等，从而真正实现低碳优质工程。
参考文献：
《四电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公司 2009.06.
《铁路综合接地系统》（通号（2009）9301） 中国中铁二院工程集团有限责任公司 2009.02.
[3]《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2007]85号.
[4]《客运专线铁路信号工程施工技术指南》铁道部经济规划研究院 TZ226—2008.
简论客运关于客运专线车站四电接口施工过程管理学术
更新时间：2024-03-14
作者：用户投稿
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