趙 勇

0 引言

隨著我國鐵路建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多地涉及到既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)的改造，其中接觸網(wǎng)供電分相的改移是不可避免的改造項目之一。接觸網(wǎng)供電分相是鐵路牽引供電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其里程位置數(shù)據(jù)同時也是運營行車組織管理中的重要技術(shù)參數(shù)。由于關(guān)節(jié)式電分相具有彈性均勻，電氣、機械性能良好，弓網(wǎng)配合穩(wěn)定，能夠保證機車在高速通過的條件下順利完成電氣相位轉(zhuǎn)換的特點而被廣泛應(yīng)用。但關(guān)節(jié)式電分相由于結(jié)構(gòu)復雜、布置長度大、跨相位停電影響范圍大等因素影響，是既有運營線路設(shè)備技術(shù)改造過程中的重點和難點。探索在保證運營和施工安全的前提下最大限度減少對既有線運營組織的影響，有效保障施工安全、質(zhì)量和資源投入的技術(shù)方案，是實現(xiàn)各項項目管理目標的關(guān)鍵。本文以某工程關(guān)節(jié)式電分相改移為例，分析探討既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式電分相的改移方案。

1 既有電分相技術(shù)狀態(tài)及改移實施技術(shù)條件分析

某干線既有接觸網(wǎng)電分相的平面技術(shù)狀態(tài)示意如圖1所示。電分相位于區(qū)間直線區(qū)段，列車最高通過速度120 km/h，行車組織密度大，無越區(qū)供電條件。由于新建上跨鐵路橋建設(shè)需要，要求利用維修天窗封閉點對既有接觸網(wǎng)電分相向左側(cè)改移120 m，即原分相向左側(cè)改移3跨（中性區(qū)錨段下錨位置由1139#支柱改移至1133#支柱）。

圖1 電分相平面示意圖

1.1 改造技術(shù)條件分析

根據(jù)現(xiàn)場定測，結(jié)合該項目情況，既有分相整體左移3跨即可滿足改造要求，涉及原供電線上網(wǎng)點延長，左側(cè)既有接觸網(wǎng)錨段縮短，中性區(qū)錨段需重新架設(shè)，右側(cè)接觸網(wǎng)錨段需延長下錨，待分相改移完成后根據(jù)項目總體要求實施換線（換線方案本文不再敘述），分相改移期間臨時采取接頭延長過渡方案。

擬定新分相位置范圍內(nèi)的支柱跨距比較大，需要根據(jù)關(guān)節(jié)電分相設(shè)計要求調(diào)整跨距、更換相應(yīng)支柱和支柱裝配，供電線上網(wǎng)點需左移120 m，需增設(shè)供電線支柱延長供電線及架空地線并新增設(shè)下錨拉線，既有分相隔離開關(guān)及供電線上網(wǎng)隔離開關(guān)改移，增設(shè)相應(yīng)接地極、故障指示器等設(shè)備。

由于電分相改移，引起既有供電線上網(wǎng)點、隔離開關(guān)、接地極、軌道磁枕及分相標識牌同步改移，并根據(jù)路局批復的計劃和重要設(shè)備改移電報（LKJ數(shù)據(jù)），在新分相啟用時同步啟用。

為保持電分相正常功能，確保封閉點結(jié)束后線路正常運營，應(yīng)盡量縮短改造工期，降低對運營的影響和減小施工安全、質(zhì)量風險，將原分相雙關(guān)節(jié)交叉對交叉的布置改為交叉對開口布置，以實現(xiàn)充分利用既有設(shè)備條件，減少拆除換裝和調(diào)整工作量，從而達到降低勞動強度、優(yōu)化資源投入的目的。

1.2 施工條件分析

分相改造需跨供電區(qū)域停電，影響范圍大，涉及專業(yè)多，停電封閉作業(yè)時間有限，必須制定分階段實施方案，根據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)的停電封閉作業(yè)時間分步驟、分時段逐步完成，并適當采取過渡措施以保證封閉點結(jié)束線路的正常運營。

分相改造涉及線路（磁枕改移）及變電專業(yè)的配合（隔離開關(guān)電源及信號線纜改移和試驗），需在施工方案中就施工條件、技術(shù)和資源準備、組織配合、實施步驟和難點以及站段的監(jiān)護配合等進行充分考慮。

由于本案分相改造涉及接觸網(wǎng)上部及下部的全部施工作業(yè)內(nèi)容，必須充分利用封閉點外的臨近營業(yè)線施工作業(yè)時間進行充分準備，發(fā)揮臨近施工作業(yè)時間相對寬松的優(yōu)勢提高施工效率，以減少停電封閉點內(nèi)的工作量，降低施工安全和質(zhì)量管控風險，并針對各施工步驟的各個環(huán)節(jié)充分預(yù)想，制定預(yù)案。

2 改造技術(shù)難點分析及應(yīng)對措施

2.1 主要技術(shù)難點

（1）根據(jù)鐵路運營要求，改造過程必須保證既有電分相正常工作，因此在新分相啟用前每個施工作業(yè)點結(jié)束后，必須保證既有分相的各部絕緣距離和參數(shù)狀態(tài)。但該項目新建分相與既有分相位置相互重疊，采用傳統(tǒng)的直接新建電分相中性段的方法必將伸入到既有分相范圍內(nèi)，穿越既有中性區(qū)和2個不同相位的接觸網(wǎng)錨段，且擬建中性區(qū)下錨與既有左側(cè)接觸網(wǎng)下錨位置重合，需增設(shè)過渡錨柱與下錨裝配。新線索的臨時懸掛直接影響既有分相的絕緣距離和各部正常工作技術(shù)指標，且施工過渡期懸掛調(diào)整工作量大，施工結(jié)束之前恢復既有分相狀態(tài)工作量大，施工技術(shù)難度高，不可預(yù)見因素多，難以保證施工質(zhì)量和供電設(shè)備安全。

（2）如果在新設(shè)中性區(qū)設(shè)置完成后進行改造左側(cè)接觸網(wǎng)縮短下錨、右側(cè)接觸網(wǎng)延長下錨以及拆除既有中性區(qū)、整體分相調(diào)整以及新分相的啟用等工作，則上述工作必須在一個施工作業(yè)點內(nèi)完成，否則將難以構(gòu)成供電系統(tǒng)的分相功能。這顯然相當于在一個正常停電封閉時間內(nèi)完成大部分工作量，且作業(yè)面重疊，實施難度過大，難以保證施工安全和施工質(zhì)量。

2.2 應(yīng)對措施

（1）充分利用既有分相的布局結(jié)構(gòu)，利用既有接觸網(wǎng)下錨裝配進行不同錨段間的轉(zhuǎn)換，利用既有分相關(guān)節(jié)絕緣子串作為各錨段的轉(zhuǎn)換斷點，在保持既有分相結(jié)構(gòu)和功能的條件下對各接觸網(wǎng)錨段采取逐步分解組合的方式進行。

（2）結(jié)合利用既有下錨點進行各錨段的分解組合，充分利用既有分相各錨段承導懸掛，減少或避免不必要的過渡錨支和線索延長，以保持改造期間既有分相結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)和功能，降低工作強度和供電設(shè)備的安全風險。

（3）充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，準確測量，精確計算，嚴把預(yù)制質(zhì)量關(guān)，實現(xiàn)現(xiàn)場安裝一次到位，減少改造過程中的分相細調(diào)工作量，以提高單個停電封閉作業(yè)時間的工效和施工質(zhì)量。

事實證明，以上措施的實施在保證改造期間既有分相電氣功能的同時達到了分解單個停電封閉點工作量、節(jié)約材料、減少資源投入、降低安全質(zhì)量風險的目標。

3 方案實施

首先完成現(xiàn)場定測和實施工作量統(tǒng)計，編制施工方案，報監(jiān)理單位批準后報鐵路局相關(guān)管理部門批準，并根據(jù)批復后的實施方案申報停電封閉作業(yè)計劃，同時進行物資材料和生產(chǎn)資源的準備。

根據(jù)本案條件和要求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，本案分相改移總體方案分5個階段進行。

3.1 第1階段：根據(jù)擬定新分相的定測結(jié)果完成下部施工

根據(jù)現(xiàn)場條件更改及調(diào)整布置擬定新分相區(qū)域內(nèi)的支柱，并利用營業(yè)線臨近施工作業(yè)點完成下部基坑及基礎(chǔ)施工后，利用停電封閉作業(yè)時間完成支柱組立。本案涉及的下部施工主要內(nèi)容包括：供電線上網(wǎng)點延伸引起的增設(shè)支柱、基礎(chǔ)、拉線；根據(jù)電分相平面布置圖要求調(diào)整、更換的支柱基坑的開挖和支柱組立；新設(shè)錨柱拉線基礎(chǔ)、接地極等。新增設(shè)備分布實施情況示意如圖2所示。

圖2 新增設(shè)備分布示意圖

3.2 第2階段：供電線改造及支柱裝配更換

利用臨近營業(yè)線施工時間完成G1、G2間新設(shè)供電線架設(shè)及上網(wǎng)隔離開關(guān)安裝。利用單側(cè)供電臂停電時間以減小停電影響范圍，并爭取充足的作業(yè)時間，完成供電線上網(wǎng)點改造及新立支柱的支柱裝配和拉線安裝，同步倒裝懸掛及附加線至新腕臂；拆除部分既有腕臂、肩架、上網(wǎng)隔離開關(guān)等既有設(shè)備，臨時采用可調(diào)整體吊弦進行相應(yīng)跨距內(nèi)的懸掛調(diào)整，以滿足行車要求，為實施分相改移創(chuàng)造條件。其實施內(nèi)容示意如圖3所示。

圖3 供電線改造及支柱裝配更換實施示意圖

3.3 第3階段：架設(shè)新分相中性區(qū)錨段承力索

雙側(cè)供電臂停電線路封鎖，利用既有左側(cè)接觸網(wǎng)錨段下錨點1133#—1131#支柱絕緣處的非工作支，自1131#關(guān)節(jié)絕緣終端處使用中心錨結(jié)線夾作為過渡固定平行展放新分相中性段至X1121#支柱落錨，新設(shè)錨段保持一半張力，新轉(zhuǎn)換柱1123#處增設(shè)等電位電連接，保持既有分相各位置絕緣距離及工作參數(shù)，如圖4所示，以保證封閉點結(jié)束正常運營。

圖4 架設(shè)新分相中性區(qū)錨段承力索示意圖

3.4 第4階段：架設(shè)新分相中性錨段接觸線

雙側(cè)供電臂停電線路封鎖，既有左側(cè)接觸網(wǎng)錨段自1131#轉(zhuǎn)換柱既有關(guān)節(jié)絕緣處分開落錨至1127#支柱；同時新架中性錨段接觸線連接既有1131#支柱關(guān)節(jié)絕緣處，調(diào)整新架設(shè)中性區(qū)錨段張力為設(shè)計張力，新架設(shè)錨段與左側(cè)既有錨段形成連續(xù)非絕緣關(guān)節(jié)，等電位電連接更換為正式關(guān)節(jié)電連接。懸掛調(diào)整保持既有分相各部絕緣及技術(shù)參數(shù)，以保證封閉點結(jié)束正常運營。實施示意圖如圖5所示。

圖5 架設(shè)新分相中性錨段接觸線示意圖

3.5 第5階段：改造右側(cè)接觸網(wǎng)錨段啟用新分相

由于分相改移120 m導致右側(cè)既有接觸網(wǎng)錨段長度不夠，應(yīng)進行換線施工（換線施工方案本文略）。在換線前必須啟用新分相，因此采用臨時接頭方案延長既有右側(cè)接觸網(wǎng)錨段進行過渡，以完成分相改移和新分相的啟用。

以本案為例，具體方案如下：雙側(cè)供電臂停電線路封鎖，在既有1133#支柱與1135#支柱之間將原中性區(qū)錨段與右側(cè)錨段進行接頭連接，形成完整的分相右側(cè)錨段；更換相應(yīng)的支柱裝配，改移隔離開關(guān)至1131#支柱；同步調(diào)整新設(shè)錨段與既有左側(cè)錨段形成的新非絕緣關(guān)節(jié)為絕緣關(guān)節(jié)，安裝關(guān)節(jié)絕緣子串及電連接，并與既有右側(cè)絕緣關(guān)節(jié)組合調(diào)整為新分相；按關(guān)節(jié)分相設(shè)計要求全面細調(diào)，保證各部絕緣距離及技術(shù)參數(shù)，同步改移分相標識，調(diào)整支柱號編號牌，工務(wù)配合改移磁枕；拆除既有廢棄支柱及相關(guān)設(shè)施；實施示意圖如圖6所示。

圖6 改造右側(cè)接觸網(wǎng)錨段新分相啟用示意圖

至此本關(guān)節(jié)電分相改移主體工程完成。

3 方案總結(jié)

本方案實施的主要技術(shù)要點：

（1）新建中性區(qū)架設(shè)完成后與既有左側(cè)錨段在第4階段過程中必須為非絕緣關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，此時的新建中性區(qū)錨段的功能實際為左側(cè)接觸網(wǎng)錨段的延伸，從而保證既有分相內(nèi)各錨段功能不變，技術(shù)參數(shù)不變。

（2）在第5階段新建中性區(qū)錨段與既有左側(cè)錨段由非絕緣關(guān)節(jié)調(diào)整為分相絕緣關(guān)節(jié)，利用右側(cè)錨段既有分相絕緣關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)組合成為新分相，以實現(xiàn)新分相的啟用。

第4、第5階段是先建立非絕緣關(guān)節(jié)，而后調(diào)整為絕緣關(guān)節(jié)從而組合成新分相，因此第4、第5階段的懸掛調(diào)整是實現(xiàn)本方案的關(guān)鍵。

既有營業(yè)線的關(guān)節(jié)式電分相的改造往往具有技術(shù)難度高、影響范圍大、作業(yè)時間短、配合專業(yè)多的特點，因此在制定改造技術(shù)方案過程中各相關(guān)專業(yè)必須首先應(yīng)對現(xiàn)場設(shè)備情況、能夠使用的作業(yè)時間等外部條件進行詳細調(diào)查，并在此基礎(chǔ)上充分發(fā)揮技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，從專業(yè)知識運用角度結(jié)合實際操作的可行性，充分利用既有現(xiàn)場和設(shè)備條件展開分析，制定最優(yōu)的施工方案，并對所有施工步驟和作業(yè)工序進行逐一細化分解到各作業(yè)時段；應(yīng)根據(jù)線路作業(yè)時間和施工環(huán)境結(jié)合項目自身的投資情況，從物資材料和資源需求方面做好充分的前期策劃和準備；作業(yè)前的技術(shù)準備工作要充分，各種測量、預(yù)制、試驗和預(yù)裝的工件和設(shè)備必須保證足夠的精度和質(zhì)量，對各配合專業(yè)的作業(yè)時段和作業(yè)區(qū)域進行明確劃分，最大限度地避免作業(yè)面的重疊，以保證施工安全，提高工效。本案所述的關(guān)節(jié)式電分相改造主要操作難點和關(guān)鍵在于倒錨作業(yè)和各施工階段的懸掛調(diào)整作業(yè)，因此加強作業(yè)人員的操作培訓和安全技術(shù)交底是保證施工安全和質(zhì)量，按時完成既定作業(yè)計劃的重中之重。

4 結(jié)語

隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，因提速、擴能等需求對既有營業(yè)線接觸網(wǎng)設(shè)備進行必要的改造再所難免。在既有營業(yè)線進行接觸網(wǎng)設(shè)備改造的實踐中，應(yīng)針對具體施工情況和項目條件發(fā)揮技術(shù)人員的專業(yè)和技術(shù)經(jīng)驗優(yōu)勢，制定并選擇最佳施工方案，以實現(xiàn)提高施工效率、節(jié)省生產(chǎn)資源、保證安全質(zhì)量、降低工程成本的目標。