姚傳開
(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,四川 成都 610031)
在高速鐵路及200km/h 客貨共線鐵路中,電纜槽設(shè)置在路肩處,并置于接觸網(wǎng)支柱外側(cè),路基半寬包含電纜槽結(jié)構(gòu)寬度。在單線鐵路設(shè)計(jì)中,站后電纜以往多采用直埋方式,但是根據(jù)運(yùn)營部門反饋情況,電纜直埋維護(hù)、更換極為不便,極力要求電纜入槽。本文以車站范圍內(nèi)路基地段電纜槽設(shè)置為例,探求其在不同等級(jí)鐵路上的設(shè)置方式,以求達(dá)到減少工程投資且方便運(yùn)營維護(hù)的目的。
圖1 為一般高速鐵路車站路基地段半寬組成情況,電纜槽置于接觸網(wǎng)支柱外側(cè),路基半寬L 為股道中心至電纜槽結(jié)構(gòu)外側(cè)距離,取值為4.6~5.2m 之間。
圖1 高速鐵路車站范圍路基地段路基半寬
因高速鐵路需要設(shè)置綜合接地,站后接口多,電纜需多次過軌,為避免電纜槽頻繁上下路基跨越水溝、涵洞等造成后期運(yùn)營維護(hù)困難等問題,電纜槽置于路肩是合理且必要的。
圖2 為一般雙線客貨共線地段路基半寬組成情況,電纜槽置于接觸網(wǎng)支柱外側(cè),路基半寬L 為股道中心至電纜槽結(jié)構(gòu)外側(cè)距離,因接觸網(wǎng)支柱的尺寸及大機(jī)養(yǎng)護(hù)作業(yè)的需求,加之電纜槽置于路肩處,路基半寬一般取值不小于5.9m。此種設(shè)置方式雖然方便了運(yùn)營部門后期維護(hù)管理,但土建工程將大大增加,在山區(qū)鐵路中尤其明顯,不盡合理。
圖2 雙線客貨共線鐵路車站范圍路基地段路基半寬
圖3、圖4 常用于單線客貨共線鐵路地段路基,因電纜槽采用直埋方式,路肩地段無電纜槽,路基半寬一般采用3.9m。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際,運(yùn)營部門對(duì)電力、通信信號(hào)等電纜采用直埋方式普遍持反對(duì)意見。在很多單線鐵路建設(shè)項(xiàng)目站前土建工程已經(jīng)完成后,站后相關(guān)工程方才實(shí)施,電纜槽如何實(shí)施,無統(tǒng)一做法。以下將對(duì)現(xiàn)場電纜槽采用的各種實(shí)施方案及存在的問題做系統(tǒng)梳理,并提出其實(shí)可行又經(jīng)濟(jì)合理的電纜槽設(shè)置方案。
圖3 單線鐵路車站范圍路基地段填方路基半寬
圖4 單線鐵路車站范圍路基地段挖方路基半寬
電纜槽在挖方地段置于水溝外側(cè)平臺(tái)之下,如圖5 所示,在填方地段置于水溝內(nèi)側(cè)平臺(tái)之下。在客貨共線鐵路地段一般要求水溝平臺(tái)采用漿砌片石或混凝土進(jìn)行封閉,若現(xiàn)場已經(jīng)完成硬化面再開挖設(shè)置電纜槽,則會(huì)造成工程廢棄,因此電纜槽若采用此種設(shè)置形式須在施工圖設(shè)計(jì)階段予以明確。但此種設(shè)置方案存在如下問題。
圖5 電纜槽置于水溝平臺(tái)之下
(1)因電纜槽的底部凈寬一般不小于0.4m,水溝凈深一般不小于0.6m,在水量較大時(shí)流水容易倒灌至電纜槽,在雨量充沛地區(qū)電纜易長期處在侵水環(huán)境。
(2)邊坡排水一般采用集中匯集再通過延長水槽引入水溝,但在未設(shè)置延長水槽地段,邊坡排水則直接進(jìn)入電纜槽,再通過泄水孔引入水溝,如此則電纜亦將長期處在侵水環(huán)境。
(3)當(dāng)電纜需要在路肩上過軌時(shí),在挖方地段電纜槽需要跨越水溝引入電纜井,不方便后期維護(hù);填方地段電纜槽需要線沿邊坡向上引至電纜井,根據(jù)現(xiàn)場情況看,沿邊坡設(shè)置的電纜槽穩(wěn)定性不佳,易脫落。
(4)填方地段電纜槽跨越涵洞需呈“幾”字形繞行,如圖6 所示,電纜槽與涵洞銜接部分不易封閉,在涵洞帽石地段電纜槽只能置于帽石之上,不易固定,且影響防護(hù)柵欄設(shè)置。
圖6 電纜槽繞涵洞布置
根據(jù)運(yùn)營單位反饋情況,該設(shè)置方案弊端較多,電纜長期處于水中,容易老化,電纜槽上下路基邊坡穩(wěn)定性較差,后期養(yǎng)護(hù)困難,不建議采用。
因電纜槽置于水溝平臺(tái)之下存在諸多問題,考慮將電纜槽置于水溝平臺(tái)之上,如圖7 所示,將電纜槽置于水溝溝壁外側(cè),電纜槽與邊坡之間填平,上部采用水泥砂漿封閉,以確保邊坡排水順暢。
圖7 電纜槽置于水溝平臺(tái)之上
在施工圖設(shè)計(jì)階段,為保持邊坡的穩(wěn)定性,需要設(shè)置主骨架基礎(chǔ),而骨架基礎(chǔ)只能設(shè)置于邊坡開挖底部,因此該電纜槽設(shè)置方案需要在邊坡施工完成后方能實(shí)施,但回填土又將骨架基礎(chǔ)及延長水槽覆蓋,造成工程廢棄,故施工圖設(shè)計(jì)階段不應(yīng)采用此方案。該方案尚有如下缺點(diǎn)。
(1)電纜槽與水泥砂漿封閉共同形成水溝平臺(tái),根據(jù)工務(wù)養(yǎng)護(hù)需要,此平臺(tái)用于人行或維修用小推車,因電纜槽置于溝邊穩(wěn)定性相對(duì)較差,根據(jù)運(yùn)營部門反饋,此種設(shè)置方案電纜槽易出現(xiàn)垮塌,存在安全隱患,僅在平臺(tái)利用極少的地段方可采用,不能普遍適用。
(2)該方案同樣有電纜槽上下邊坡及繞行涵洞問題。
綜上分析,電纜槽置于水溝平臺(tái)處均屬無奈之舉,存在問題較多,不利于運(yùn)營維護(hù),且有一定的安全隱患,不可普遍采用。
單線鐵路為盡可能節(jié)省工程投資,路基半寬滿足必要條件即可,因此在有限的路基半寬情況下放置電纜槽,則電纜槽與接觸網(wǎng)支柱有干擾,但可采用將電纜槽沿接觸網(wǎng)支柱靠股道一側(cè)繞行的方式,如圖8 所示。
圖8 電纜槽繞行接觸網(wǎng)支柱
該方案路基半寬采用3.9m,電纜槽繞行接觸網(wǎng)支柱地段寬度采用0.72m,道砟坡腳采用擋砟塊收坡,非接觸網(wǎng)支柱地段電纜槽沿路基內(nèi)側(cè)布設(shè)。此種布置形式可以有效避免電纜槽不在路肩地段的問題,但同樣存在一定的缺點(diǎn)。
(1)電纜槽在繞行接觸網(wǎng)的前后約4m 范圍內(nèi)影響路基面排水,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn),可以將繞向地段電纜槽底部設(shè)置向兩側(cè)略微傾斜的縱坡,但整體美觀略差。
(2)根據(jù)鐵路股道傳力情況分析,傳力線為軌枕按1:1 的坡度向下發(fā)散,電纜槽結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱,無法長期保受壓,久之必將影響行車安全。為確保電纜槽不在傳力線范圍內(nèi),其寬度最大不可超過0.8m,但是在車站范圍內(nèi)電纜相對(duì)區(qū)間較多,電纜槽結(jié)構(gòu)寬度一般采用1.07m,因接觸網(wǎng)支柱一般按50m 間距設(shè)置,電纜槽需多次繞行接觸網(wǎng)支柱,難以滿足電纜布設(shè)需要。
結(jié)合運(yùn)營部門要求及現(xiàn)場實(shí)施經(jīng)驗(yàn),建議可采用電力電纜槽與通信信號(hào)電纜槽分開設(shè)置形式,如此即可避免電纜槽置于水溝平臺(tái)的各種問題,亦可解決電纜槽寬度較寬而受壓損壞問題,同時(shí)可以有效隔離強(qiáng)電、弱電,且該實(shí)施方案無須額外增加路基寬度,如圖9 所示。
圖9 單線鐵路路基兩側(cè)分別設(shè)置電纜槽示意圖
分開設(shè)置后電力電纜槽結(jié)構(gòu)寬為0.5~0.6m 可滿足電纜放置需求,通信信號(hào)電纜槽結(jié)構(gòu)寬度0.5~0.7m 可滿足電纜放置需求。
單線客貨共線鐵路在施工圖設(shè)計(jì)階段一般僅在短路基(長度小于200m)地段設(shè)置電纜槽,在實(shí)際建設(shè)過程中運(yùn)營單位根據(jù)要求提出需要設(shè)置電纜槽,可采用路基兩側(cè)分開設(shè)置電力電纜槽及通信信號(hào)電纜槽,在土建工程實(shí)施完畢后,在路基基床表層再開挖0.5m 深即可滿足電纜槽要求,靠護(hù)肩地段需將電纜槽泄水孔與護(hù)肩泄水孔對(duì)齊布置。
電纜槽是鐵路的重要組成部分,根據(jù)運(yùn)營部門近幾年反饋情況看,電纜槽設(shè)置不盡合理,本文通過對(duì)現(xiàn)場實(shí)際采用的電纜槽布設(shè)各種方式的分析,提出切實(shí)可行而又經(jīng)濟(jì)合理的布設(shè)方案,具體如下。
(1)高速鐵路電纜槽設(shè)置于路肩上,按其結(jié)構(gòu)尺寸確定路基半寬。
(2)雙線客貨共線鐵路根據(jù)運(yùn)營單位需要可將電纜槽置于路基一側(cè),路基半寬包括電纜槽結(jié)構(gòu)尺寸,另一側(cè)按不設(shè)電纜槽確定路基半寬。
(3)單線鐵路電纜槽宜采用將電力與通信信號(hào)電纜槽分別設(shè)置于路基兩側(cè),路基半寬按接觸網(wǎng)支柱設(shè)置要求確定,無須額外增加電纜槽結(jié)構(gòu)寬度,電纜槽置于護(hù)肩內(nèi)側(cè),有接觸網(wǎng)支柱地段電纜槽沿股道一側(cè)繞行。
(4)在營業(yè)線及路基表層不宜二次開挖的情況下,電纜槽可局部采用置于水溝平臺(tái)或邊坡分級(jí)平臺(tái)之上,但不應(yīng)普遍采用。