鮑國(guó)平

哈爾濱鐵路局牡丹江供電段，黑龍江牡丹江 157000

0 引言

在我國(guó)東北地區(qū)，妨礙鐵路隧道安全供電的一個(gè)十分突出的問(wèn)題就是滲水結(jié)冰。每年10月中旬至次年4月初，是當(dāng)?shù)貧鉁刈畹偷臅r(shí)期，強(qiáng)風(fēng)降雪等惡劣天氣，使得接觸網(wǎng)受到結(jié)冰帶來(lái)兩方面的危害，一是線索覆冰；二是設(shè)備燒傷。前者造成的危害較小，可以通過(guò)提高其相關(guān)組成部分的強(qiáng)度得到保障；相比而言，后者是以不良的隧道施工質(zhì)量為依托，只要滲水就能結(jié)冰，一旦結(jié)冰就有可能侵入接觸網(wǎng)的絕緣距離，進(jìn)而導(dǎo)致短路放電燒壞線索。可見(jiàn)如何有效降低這一風(fēng)險(xiǎn)，就能有效緩解冬季隧道供電事故頻發(fā)的壓力，為安全運(yùn)輸提供可靠保障。

1 原因

隧道凍害是在寒冷地區(qū)的山體內(nèi)水流和圍巖積水凍結(jié)，引起隧道拱部掛冰等影響建筑物的正常使用和安全運(yùn)營(yíng)的病害，通常在隧道洞口附近較為嚴(yán)重。

1.1 滲水原因

1）隧道貫穿或途徑富含水的地層；

2）隧道襯砌的防排水設(shè)施不健全；

3）隧道襯砌質(zhì)量差、縫隙孔眼多；

4）防水材質(zhì)性能差，數(shù)年就失效。

1.2 結(jié)冰原因

1）受高寒低溫影響，致使季節(jié)凍結(jié)圈的形成；

2）隧道在初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)防凍問(wèn)題思慮不周。

2 影響

2.1 滲水影響

1）雨后隧道內(nèi)部潮濕悶熱，使得接觸網(wǎng)線索、相關(guān)零部件氧化嚴(yán)重，縮短供電設(shè)備的使用壽命；

2）隧道內(nèi)部的環(huán)境水本身具有侵蝕性，造成混凝土襯砌腐蝕損壞，進(jìn)一步地增大維修費(fèi)用；

3）暴雨過(guò)后在洞內(nèi)排水不良地段，導(dǎo)致道床沉降破損、軌距變形超限，影響運(yùn)輸安全。

2.2 結(jié)冰影響

1）在嚴(yán)寒地區(qū)隧道滲水會(huì)導(dǎo)致拱部掛冰等情況的發(fā)生，輕則造成變電所短路跳閘；重則引起接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷而中斷供電影響行車；

2）凍害會(huì)導(dǎo)致襯砌凍裂開(kāi)脹，使得結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性遭到破壞，嚴(yán)重威脅運(yùn)輸安全。

3 措施

3.1 預(yù)防滲水的措施

3.1.1 適當(dāng)疏排

1）地表水，采用疏導(dǎo)積水、填平溝谷、砌溝排水等措施；

2）地下水，采用增設(shè)水溝、將單側(cè)溝改為雙側(cè)溝等措施。

3.1.2 注漿堵水

1）向襯砌背后圍巖注漿；

2）向襯砌內(nèi)部注漿；

3）向基底注漿。

3.1.3 增防水層

1）刷涂；

2）刮壓；

3）噴涂。

3.2 預(yù)防結(jié)冰的措施

作為在消除隧道冰害的補(bǔ)救措施，運(yùn)營(yíng)部門(mén)可根據(jù)結(jié)冰點(diǎn)的具體情況，有針對(duì)性地采取不同方式進(jìn)行除冰。

3.2.1 打冰

最有效的冰害處置措施就是打冰，使用除冰桿將侵入接觸網(wǎng)安全距離內(nèi)的冰柱敲斷，從而保證供電安全。

1）停電人工打冰?？紤]到人身設(shè)備安全，采取接觸網(wǎng)停電后人工通過(guò)絕緣工具擊斷冰柱，能夠有效除冰。缺點(diǎn)是浪費(fèi)人力，影響行車。

2）帶電人工打冰。為減小對(duì)行車造成的干擾，采取接觸網(wǎng)帶電作業(yè)。該方法在一般情況下對(duì)行車沒(méi)有任何影響，但為了保證人身安全，實(shí)際操作時(shí)要求變電所撤除重合閘裝置，一定程度上降低了供電的可靠性。

3.2.2 融冰

在結(jié)冰速度快、危害大的地點(diǎn)，增加發(fā)熱板融冰效果特別好。具體可根據(jù)不同結(jié)冰情況選用定時(shí)加熱裝置。運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)易于安裝且除冰徹底，能有效保證供電安全。缺點(diǎn)是增加新設(shè)備，需要一次性投資，運(yùn)行中耗電耗材還得后續(xù)維修。

3.2.3 引流

滲漏結(jié)冰給接觸網(wǎng)帶來(lái)的危害常以點(diǎn)狀出現(xiàn)，故方便采用引開(kāi)水流的方法，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況增設(shè)引水板、引水槽、引水管等物，使冰柱遠(yuǎn)離接觸網(wǎng)帶電部分，從而避免跳閘。該方法簡(jiǎn)單易行，適于運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)操作。缺點(diǎn)是受凈空限制，部分漏水點(diǎn)無(wú)法增設(shè)引水設(shè)備。

3.2.4 堵漏

對(duì)于滲漏嚴(yán)重的地點(diǎn)，尤其是影響隧道安全的關(guān)鍵處所，通過(guò)排水保溫來(lái)消除危害，堵漏效果較好。缺點(diǎn)是工程量大，施工期間影響運(yùn)輸，不適合運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)操作。

3.2.5 加熱

熱氣幕裝置：利用形成的熱氣幕，將結(jié)冰區(qū)內(nèi)外的空氣阻隔開(kāi)，使結(jié)冰區(qū)的溫度始終保持在零上，防止結(jié)冰。

紅外線加熱裝置：在漏水結(jié)冰地段，設(shè)置紅外線發(fā)射器，發(fā)熱融冰，防止結(jié)冰。

缺點(diǎn)是熱氣幕和紅外線裝置的加熱成本高，因而不適合采用。

4 建議

1）隧道較為集中的區(qū)段設(shè)臨時(shí)工區(qū)；隧道較為分散的區(qū)段設(shè)駐點(diǎn)，在兩個(gè)區(qū)間中部選擇合適位置，就近進(jìn)行打冰作業(yè)。

2）加大科技投入，增設(shè)溫度傳感器，借助局域網(wǎng)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”傳輸技術(shù)，全天候監(jiān)控駐點(diǎn)溫度，為科學(xué)安排打冰班次提供依據(jù)；精心編制隧道打冰線路圖，篩查、防控安全隱患。

3） 對(duì)職工使用的專用除冰桿，一年要進(jìn)行兩次高壓試驗(yàn)。

4）在隧道洞口處承力索、供電線、加強(qiáng)線采用絕緣護(hù)套進(jìn)行防護(hù)，增設(shè)絕緣護(hù)套以避免滲漏水或冰溜等導(dǎo)致絕緣降低甚至放電擊穿。

5）將隧道堵漏和除冰整治結(jié)合進(jìn)行，鑿排水槽，發(fā)熱板覆蓋，空腔排水，既改善了作業(yè)環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又對(duì)隧道除冰進(jìn)行安全有效地治理。

5 結(jié)論

針對(duì)以上介紹的幾種日常條件下隧道內(nèi)接觸網(wǎng)應(yīng)對(duì)冰害的預(yù)防措施，可結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求，充分考慮設(shè)備維修、故障恢復(fù)、氣象條件及經(jīng)濟(jì)性等因素，針對(duì)性地進(jìn)行防冰方案的設(shè)計(jì)，切實(shí)改善和提高接觸網(wǎng)系統(tǒng)的防冰水平，確保牽引供電設(shè)備安全運(yùn)行，為鐵路運(yùn)輸穩(wěn)定提供保障。

[1]于萬(wàn)聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].西南交通大學(xué)出版社, 2003.

[2]鐵運(yùn)〔2007〕69號(hào).接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程[S].