陳善樂，秦建偉(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

地裂縫區(qū)段接觸網(wǎng)技術(shù)方案分析

陳善樂，秦建偉
(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

分析了地裂縫對接觸網(wǎng)的影響，結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)在地裂縫區(qū)段的技術(shù)方案，對接觸網(wǎng)在地裂縫區(qū)段的技術(shù)方案進(jìn)行了分析比較，提出了合理可行的切實(shí)方案。

地裂縫；接觸網(wǎng)；技術(shù)方案

我國部分城市的地鐵工程修建于地裂縫這種特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)段，如西安等[1]。地裂縫具有相同的三維活動(dòng)特征，當(dāng)?shù)亓芽p活動(dòng)到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地鐵隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生垂直及縱向的變形。而接觸網(wǎng)是在隧道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上安裝的，若接觸網(wǎng)按正常結(jié)構(gòu)形式安裝，當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備損壞，影響車輛行車安全，甚至造成地鐵停運(yùn)。針對此種特殊的地質(zhì)條件，接觸網(wǎng)的建設(shè)也在開展相關(guān)研究，工程措施不斷在完善[2-5]。本文結(jié)合地裂縫區(qū)段隧道結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，對接觸網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)方案進(jìn)行了比較分析。

1 地裂縫對接觸網(wǎng)的影響

地裂縫活動(dòng)中主要產(chǎn)生的垂直位移量將導(dǎo)致設(shè)防段隧道結(jié)構(gòu)下沉，同時(shí)將導(dǎo)致該段內(nèi)固定在結(jié)構(gòu)上的架空剛性接觸網(wǎng)懸掛點(diǎn)距軌面的高度發(fā)生變化，造成相對軌面基本一致、平滑的回流排及接觸線出現(xiàn)凹凸不平、坡度變化過大，使列車運(yùn)行中可能產(chǎn)生離線、電弧或火花，受流質(zhì)量變壞，損傷接觸線。若地裂縫的垂直位移量過大，即設(shè)防段結(jié)構(gòu)的沉降量過大，架空剛性接觸網(wǎng)將遭到破壞，直接影響行車安全。因此在確定接觸網(wǎng)通過地裂縫帶的措施時(shí)，首先應(yīng)結(jié)合地裂縫帶處隧道結(jié)構(gòu)的處理措施。

2 地裂縫處隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

地裂縫在地鐵設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的最大垂直位移量和地裂縫帶的寬度，對地鐵工程設(shè)計(jì)來說至關(guān)重要，尤其是地裂縫在地鐵設(shè)計(jì)使用期(100年)內(nèi)的最大垂直位移量對地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響極大，也是影響架空剛性接觸網(wǎng)的主要因素。

經(jīng)調(diào)研，隧道結(jié)構(gòu)在通過地裂縫段的處理措施主導(dǎo)思想為：

1)在處理段內(nèi)的襯砌擴(kuò)大結(jié)構(gòu)斷面、根據(jù)預(yù)測的地裂縫百年變形量按500 mm預(yù)留必要的凈空，以便在地鐵使用期內(nèi)，地裂縫錯(cuò)動(dòng)后仍能通過線路調(diào)坡來保證行車。一般采用淺埋暗挖擴(kuò)大斷面形式。

2)在地裂縫影響段必須對采用分段結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用柔性接頭進(jìn)行處理，預(yù)留變形縫適應(yīng)地裂縫的變形。隧道在地裂縫處設(shè)置變形縫，并且沿縱向每隔10～15 m分段設(shè)置特殊變形縫，釋放錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的變形；并預(yù)埋可多次注漿的注漿管，以備在緊急情況時(shí)進(jìn)行應(yīng)急堵漏處理。

3)在結(jié)構(gòu)的防水上采取特殊方法，防水材料能夠適應(yīng)在大變形情況下的防水要求。

4)在地裂縫處理段要采取可調(diào)高度的軌道結(jié)構(gòu)類型，以適應(yīng)地裂縫處產(chǎn)生的變形，保證運(yùn)營安全。

3 接觸網(wǎng)地裂縫處關(guān)鍵技術(shù)方案

3.1 地裂縫接觸網(wǎng)設(shè)置原則

根據(jù)地裂縫活動(dòng)特點(diǎn)及土建的處理措施提出架空剛性接觸網(wǎng)在地裂縫區(qū)段的設(shè)置原則：

1)當(dāng)?shù)亓芽p活動(dòng)時(shí)，確保白天運(yùn)營期間不因弓網(wǎng)故障(打弓、鉆弓等情況)而導(dǎo)致停運(yùn)。

2)為了適應(yīng)地裂縫處結(jié)構(gòu)縱向的延伸，接觸網(wǎng)采用沿縱向可調(diào)整裝置。

3)為了適應(yīng)地裂縫處結(jié)構(gòu)垂直位移，接觸網(wǎng)采用垂直可調(diào)結(jié)構(gòu)。

3.2 地裂縫處接觸網(wǎng)布置方案比較

為滿足上述設(shè)置原則中的第1條，關(guān)鍵是保證受電弓通過錨段銜接處時(shí)的平穩(wěn)順暢，為此提出如下設(shè)置方案：

1)方案一：設(shè)置剛性過渡錨段

當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)防長度小于接觸網(wǎng)正常布置錨段長度250 m時(shí)，可設(shè)置一個(gè)便于調(diào)整和安裝的獨(dú)立的小錨段跨越地裂縫，該小錨段與兩邊的錨段通過錨段關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)電氣連接，其安裝示意圖如圖1所示。

圖1 剛性過渡錨段

地裂縫處結(jié)構(gòu)設(shè)防長度可能大于接觸網(wǎng)正常錨段設(shè)置長度，此處接觸網(wǎng)按在結(jié)構(gòu)設(shè)防長度兩邊各加10 m的范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)及以上便于調(diào)整和安裝的獨(dú)立錨段跨越地裂縫，該錨段與兩邊的錨段通過錨段關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)電氣連接。

2)方案二：設(shè)置柔性過渡錨段

在地裂縫結(jié)構(gòu)防護(hù)的起止處，分別設(shè)置剛?cè)徇^渡，在地裂縫防護(hù)段中部柔性懸掛以非絕緣錨段關(guān)節(jié)形式銜接，如圖2所示。根據(jù)廣州地鐵1號線及深圳地鐵1號線的工程經(jīng)驗(yàn)，柔性懸掛隧道內(nèi)非絕緣錨段關(guān)節(jié)的長度為60 m，所以此種柔性過渡錨段僅適用于地裂縫防護(hù)區(qū)段長度大于60 m的情況。

3)兩種設(shè)置方式的比較分析

兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析如表1所示。

圖2 柔性過渡錨段

表1 剛性過渡錨段和柔性過渡錨段綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

通過表1不難看出，兩種方案相差不大，但方案一較方案二在弓網(wǎng)取流、運(yùn)營維護(hù)及經(jīng)濟(jì)性方面具略有優(yōu)勢，無疑方案一較優(yōu)，即剛性過渡錨段形式。

3.3 地裂縫處接觸網(wǎng)安裝方式

考慮地裂縫設(shè)防段隧道結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案(即采用淺埋暗挖，預(yù)留500 mm的結(jié)構(gòu)變形量，結(jié)構(gòu)的縱向延伸)，所以接觸網(wǎng)需具備垂直方向及縱向的調(diào)節(jié)功能。

當(dāng)?shù)亓芽p活動(dòng)后，接觸網(wǎng)的導(dǎo)高及跨距將發(fā)生改變，導(dǎo)高及跨距改變后，如不及時(shí)調(diào)整，長期下去，必然造成弓網(wǎng)關(guān)系的急劇惡化，如出現(xiàn)打火，加劇弓網(wǎng)的電氣磨耗等。

為此提出以下裝配結(jié)構(gòu)形式以解決跨距及導(dǎo)高的調(diào)整問題。具體如圖3所示。

垂直懸吊架通過抱箍與吊柱相連，隨著地裂縫區(qū)段結(jié)構(gòu)在垂直方向的變形位移，可通過調(diào)整抱箍已滿足結(jié)構(gòu)的變形量，同時(shí)可通過下部的“T”型頭螺栓對導(dǎo)高進(jìn)行微調(diào)，以保證導(dǎo)高距軌面的高度滿足初始設(shè)計(jì)值，從而保證弓網(wǎng)良好的工作狀態(tài)。

考慮到結(jié)構(gòu)的縱向延伸，在懸掛點(diǎn)的隧道頂部預(yù)留“C”型槽道，吊柱通過“T”型頭螺栓與槽道相連，當(dāng)隧道縱向延伸后，可通過槽道達(dá)到調(diào)整跨距的目的，從而使弓網(wǎng)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。

[1]丁先立，季同月.西安地鐵地裂縫處理[J].山西建筑，2007，33(13)：336-336.

[2]李金華.架空剛性懸掛的技術(shù)分析[J].城市軌道交通研究，2000(3)：33-37.

[3]胡一洲.城市軌道交通架空接觸網(wǎng)的懸掛類型[J].中國鐵路，2002(5)：50-53.

[4]張賢玉.位于地裂縫帶的接觸軌及架空接觸網(wǎng)安裝方案分析[J].城市軌道交通研究，2015，18(10)：129-132.

[5]唐曉嵐.西安地鐵地裂縫帶接觸網(wǎng)技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012(8)：101-105.

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Analysis of the Technical Scheme of Contact Network in Ground Fissure Section

CHENShanle，QINJianwei

(China Railway Engineering Consultants Group Co.,Ltd.，Beijing 100055，China)

This paper analyzes the influence of cracks on catenary. Technical schemes combined with the tunnel structure in the crack section，the contact line in the section along the crack are discussed and compared，and a practical and feasible scheme is put forward.

ground fissure ; Contact Network ; technical scheme

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2017.01.003

2017-02-13

陳善樂(1983—)，男，工程師，學(xué)士，研究方向：城市軌道交通接觸網(wǎng)，電子郵箱：174832998@qq.com。 秦建偉(1986—)，男，工程師，學(xué)士，研究方向：城市軌道交通接觸網(wǎng)。

U225.42

A

2095-5383(2017)01-0012-04