田聰聰，吳根平，王宇琦，孫現(xiàn)偉，韓錦星，萬玉蘇

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地鐵特殊情形車站接地網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

田聰聰，吳根平，王宇琦，孫現(xiàn)偉，韓錦星，萬玉蘇

針對地鐵換乘節(jié)點(diǎn)、變電所偏離車站主體等特殊情形車站，結(jié)合實(shí)際工程，分析比較多種情況下的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，提出合理的特殊情形車站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。

地鐵；換乘節(jié)點(diǎn)；接地網(wǎng)

0 引言

近年來，全國城市軌道交通建設(shè)快速發(fā)展，工程設(shè)計(jì)周期縮短，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時大多借鑒先前的經(jīng)驗(yàn)，較少對設(shè)計(jì)內(nèi)容本身及特殊情形進(jìn)行深入思考和研究。本文主要針對地鐵換乘節(jié)點(diǎn)、變電所偏離車站主體等特殊情形下車站的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討。

1 地鐵車站接地設(shè)計(jì)

地鐵車站接地設(shè)計(jì)的目的是為了保證人身安全、設(shè)備安全及運(yùn)營可靠性，應(yīng)同時考慮變電所供電設(shè)備、車站機(jī)電設(shè)備、通信信號等弱電設(shè)備、非電氣連接的金屬管道及金屬構(gòu)件等的接地要求。相關(guān)規(guī)定要求地鐵車站接地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)不大于1W。車站接地網(wǎng)應(yīng)覆蓋車站站臺層所有附屬房間，一個標(biāo)準(zhǔn)車站需設(shè)置3組接地引出線，分別為變電所強(qiáng)電設(shè)備接地引出線、弱電設(shè)備接地引出線及車站金屬管線接地引出線。各組接地引出線之間的距離應(yīng)不小于20 m，每組接地引出線為3根，其中1根為備用。

標(biāo)準(zhǔn)車站的接地網(wǎng)平面布置如圖1所示。整個接地裝置由水平接地體、垂直接地體、均壓帶、接地引出線及成套接地引出裝置等部分組成。

圖1中，P1、P2、P3為變電所強(qiáng)電設(shè)備接地引出線，P4、P5、P6為弱電設(shè)備接地引出線，P7、P8、P9為車站金屬管線接地引出線。接地引出線及其相連接的水平接地體采用50 mm×5 mm銅排，其余水平接地體采用40 mm×4 mm銅排；垂直接地體采用長度為2.5 m的φ50×5銅管。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)車站接地網(wǎng)平面布置

2 換乘車站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案

地鐵換乘車站較標(biāo)準(zhǔn)車站特殊之處在于換乘站存在換乘節(jié)點(diǎn)。一般情況下，地下2層車站先于地下3層車站施工。根據(jù)換乘節(jié)點(diǎn)處結(jié)構(gòu)施工狀況，換乘節(jié)點(diǎn)處接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案一直存在爭議。目前通常做法是地下2層車站的接地網(wǎng)在換乘節(jié)點(diǎn)處斷開，引至電纜夾層內(nèi)連接，同時在換乘節(jié)點(diǎn)處底板墊層下為3層車站接地網(wǎng)預(yù)留連接條件。換乘節(jié)點(diǎn)處接地網(wǎng)平面布置如圖2所示。

圖2所示車站為鄭州地鐵3、4號線某換乘站，3號線車站為地下2層車站，4號線車站為地下3層車站。3號線接地網(wǎng)被換乘節(jié)點(diǎn)分成2段，2段接地網(wǎng)在電纜夾層內(nèi)連接，同時在換乘節(jié)點(diǎn)處為4號線預(yù)留接地網(wǎng)連接條件。預(yù)留的接地網(wǎng)需要敷設(shè)至換乘節(jié)點(diǎn)底板端頭，并沿圍護(hù)樁上彎，預(yù)留至底板上方1 m處，待后期車站開挖后，將端頭恢復(fù)，根據(jù)需要與3層車站內(nèi)接地網(wǎng)進(jìn)行可靠焊接。

圖2 換乘節(jié)點(diǎn)處接地網(wǎng)平面布置

該方案可以滿足2個換乘車站的接地要求，但存在以下問題：（1）預(yù)留的接地網(wǎng)端頭前期需保存完好，后期施工時容易被破壞；（2）換乘的2個車站通常由不同的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，如果2站的施工日期相隔久遠(yuǎn)，后期車站設(shè)計(jì)接地網(wǎng)時，可能會遺忘前期預(yù)留條件，造成資源浪費(fèi)。

為了方便設(shè)計(jì)與施工，減少與后期車站的交叉配合，本文提出采用換乘節(jié)點(diǎn)處接地網(wǎng)始終納入3層車站接地網(wǎng)的方案。以下基于鄭州地鐵3、4號線分別介紹某換乘站地下2層、3層車站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。

2.1 地下2層車站接地網(wǎng)方案

地下2層車站的接地網(wǎng)在換乘節(jié)點(diǎn)處分為2段，2段接地網(wǎng)在電纜夾層內(nèi)連接，接地網(wǎng)敷設(shè)示意圖如圖3所示。圖中，3號線車站接地網(wǎng)在換乘節(jié)點(diǎn)處斷開，引上至電纜夾層內(nèi)，通過導(dǎo)體截面為 240 mm2的銅芯電纜或50 mm×5 mm銅排將2段接地網(wǎng)可靠連接，連接點(diǎn)有2處。

2.2 地下3層車站接地網(wǎng)方案

根據(jù)換乘節(jié)點(diǎn)處施工狀況，如果換乘節(jié)點(diǎn)在前期未完成施工或具有敷設(shè)接地網(wǎng)條件，則地下3層車站接地網(wǎng)可按照普通標(biāo)準(zhǔn)車站設(shè)計(jì)；如果換乘節(jié)點(diǎn)已在前期施工時完成，換乘節(jié)點(diǎn)下方無敷設(shè)接地網(wǎng)的條件，則接地網(wǎng)也按照2段設(shè)計(jì)，2段接地網(wǎng)在電纜夾層內(nèi)存在2處連接，如圖4所示。圖中4號線接地網(wǎng)被換乘節(jié)點(diǎn)分為2部分，在電纜夾層內(nèi)采用導(dǎo)體截面為240 mm2的銅芯電纜或50 mm× 5 mm銅排將2段接地網(wǎng)可靠連接。

采用該接地網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是，換乘站的上下2個車站接地網(wǎng)在設(shè)計(jì)和施工方面均完全獨(dú)立，不存在預(yù)留問題，而且2個車站的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案都相對簡化，地下2層車站直接按照2段接地網(wǎng)設(shè)計(jì)即可，地下3層車站可根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況確定接地網(wǎng)方案是否需要分為2段設(shè)計(jì)。

圖3 2層車站接地網(wǎng)方案

圖4 3層車站接地網(wǎng)方案

3 變電所偏離車站主體的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案

本文所討論的變電所偏離車站主體是指變電所或變電所投影不在車站常規(guī)接地網(wǎng)范圍內(nèi)。如鄭州地鐵4號線某車站，該車站設(shè)有停車線，變電所設(shè)置在站廳層左端，其下方投影位置為停車線，不在車站常規(guī)接地網(wǎng)范圍內(nèi)。為了滿足車站強(qiáng)電設(shè)備接地引出線的位置必須在變電所正下方的要求，變電所下方需敷設(shè)接地網(wǎng)。為了滿足這一要求有時需要加大接地網(wǎng)敷設(shè)面積，造成資源浪費(fèi)。經(jīng)分析研究，在車站內(nèi)接地網(wǎng)的接地電阻滿足要求的前提下，可在變電所或者變電所投影下方局部敷設(shè)小型接地網(wǎng)，并在結(jié)構(gòu)底板下與車站內(nèi)接地網(wǎng)連接。

如鄭州地鐵4號線某車站，變電所設(shè)置在站廳層左端24-28軸位置，其下方投影位置為停車線，車站常規(guī)接地網(wǎng)始于36軸。按照常規(guī)設(shè)計(jì)，為了滿足要求，車站接地網(wǎng)需要加長約60 m。通過接地電阻計(jì)算，車站內(nèi)常規(guī)接地網(wǎng)的接地電阻已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求，加長接地網(wǎng)只會造成不必要的資源浪費(fèi)。此時，接地網(wǎng)可不必延伸到變電所投影位置，僅在變電所投影位置處敷設(shè)一個小型接地網(wǎng)，在結(jié)構(gòu)底板下通過銅排與車站接地網(wǎng)可靠連接?？紤]到2段接地網(wǎng)距離較遠(yuǎn)，出于安全考慮，2段接地網(wǎng)間可設(shè)置4處連接點(diǎn)。接地網(wǎng)布置如圖5所示。

圖5 變電所局部接地網(wǎng)布置

圖5中，在變電所投影下方設(shè)置局部小型接地網(wǎng)，P1、P2、P3為變電所強(qiáng)電設(shè)備接地引出線，通過變電所的供電孔引上至變電所，實(shí)現(xiàn)接地母排以最短路徑接地。E1與E5，E2與E6，E3與E7，E4與E8在結(jié)構(gòu)底板下通過50 mm×5 mm銅排可靠連接。

4 結(jié)語

本文通過對地鐵換乘車站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的分析研究，提出簡化設(shè)計(jì)和施工程序的優(yōu)化接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案；通過討論變電所偏離車站主體時的車站形式和接地要求，提出合理且節(jié)省資源的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。本文旨在積累接地網(wǎng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，以期對類似工程的車站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)有所啟發(fā)和提供參考。

[1] 郭潤橋. 城市軌道交通車站綜合接地裝置及其施工要點(diǎn)[J]. 電氣化鐵道，2008（5）：47-50.

[2] 康曉月. 太原地鐵2號線綜合接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 建筑電氣，2017（4）：53-56.

With regard to the special circumstances that the subway transfer nodes and substations are being deviated from the main structure of station, with connection to the practical engineering, the scheme for OCS earthing network of special circumstances is analyzed, and the scheme for rational design of station earthing network of special circumstances is proposed accordingly.

Subway; transfer node; earthing network

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.05.017

U231.8

B

1007-936X(2018)05-0065-03

2018-03-16

田聰聰.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，碩士研究生；

吳根平，王宇琦，孫現(xiàn)偉.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，工程師；

韓錦星，萬玉蘇.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，助理工程師。