極旱荒漠地區電氣化鐵路地線施工技術

劉東文

摘 要：電氣化鐵路電磁干擾及雷擊等因素對鐵路通信、信號專業信號傳輸的穩定性影響很大，穩定、可靠的接地裝置或引流地線不僅可以保護通信設備安全和人身安全，同時可以提高設備的使用壽命，降低誤碼率，提高信號傳輸的可靠性。我國西北地區有很大面積的地質屬于極旱荒漠地區，新疆紅淖三鐵路地鄰安西極旱荒漠國家級自然保護區，地質以巖石、風化石、沙石、棕漠土為主，土壤電阻率大于500Ω·m，針對這種地質情況對電氣化鐵路地線施工進行了研究。

關鍵詞：極旱荒漠；電氣化鐵路；地線；施工

中圖分類號：U448 文獻標識碼：A

1.工程概況

中鐵四局集團電氣化公司承建的紅淖三鐵路總體走向由南向北自甘新交界處的蘭新鐵路紅柳河車站引出，跨紅柳河后折向西北，經哈密市星星峽鎮、雙井子鄉，沿東天山邊緣西行經伊吾縣下馬崖鄉，終點至伊吾縣淖毛湖礦區。線路途徑地區為戈壁荒漠，氣候干燥，蒸發量大，地下水資源匱乏，年降水量43.4mm，年蒸發量3301.6mm，年相對濕度20%～36%。新疆紅淖三鐵路S10標工程標段內共計158組地線，其中通信干線電纜屏蔽地線74組，無線鐵塔防雷地線21組，視頻監控防雷地線22組，信號地線41組。

2.地線施工關鍵技術

2.1 接地體的埋設

傳統的接地體的埋設方式大致有垂直接地、水平敷設、網狀接地等。在高土壤電阻率地區，確定合理的接地體埋設方式，是接地施工的關鍵，埋設方式確定不合理將直接影響施工的便利、接地阻值的高低、施工成本的大小等。

2.2 降阻劑的應用

降阻劑應用施工工藝問題，各項指標都合格的降阻劑還要通過合理的施工和正確的施工工藝才能發揮降阻效果，如不能正確施工同樣會對接地體產生腐蝕，或不能發揮應有的降阻效果。比如降阻劑的均勻施加問題，脫節現象，埋深問題，回填土問題等，如果有一個環節發生問題，就會影響降阻劑的降阻效果或對接地體造成腐蝕。

2.3 接地電阻理論計算公式

3.解決方法

3.1 接地體的埋設

根據本工程的實際情況，考慮到工程項目所在地周邊均為戈壁，地形地貌無明顯變化，取土換土困難，且土壤電阻率隨土壤深度變化不大。綜合考慮其經濟性、合理性和施工難度等，接地體的埋設采用深埋式水平敷設接地極與降阻劑的方式進行降阻，使接地電阻滿足設計標準。

3.2 降阻劑的正確使用

槽內采用小型預制模具、極架，將接地體放置在槽的中央（離開地面），保證接地極四周等距不小于40mm、降阻劑均勻施加，接地體被均勻包裹在降阻劑中間，連續無脫節現象。對土壤電阻率較大的施工點，回填土采用換填細土，保證細土回填300mm以上，回填時防止破壞降阻劑表面的完整性，影響降阻效果。

3.3 簡化計算公式

針對公式中參數誤差、指數函數因素，根據多年施工經驗并參考有關接地電阻計算公式，在考慮使用降阻劑后，當水平接地極采用寬度≥25mm×4mm的扁鋼、地溝尺寸為圖1所示時，簡化計算公式。

根據上式，為便于計算，以紅淖三鐵路地線施工中接地角鋼長度L=2.5m為例，簡化后計算公式見以下3個計算公式。

多根水平接地極作為一組地線時，可忽略接地極之間連接扁鋼（圓鋼）的降阻效果。

4.地線施工

4.1 施工準備及地線坑開挖

首先做好技術資料的準備和地線測試用儀器儀表的準備工作，同時檢查、校核所用儀表，要保證其準確、靈活，測試端線連接可靠，所用施工機械及工具車輛處于良好狀態。然后根據地線設置位置及施工規范有關要求，在擬設地線工作區域內測量大地電阻率，同時廣泛收集地質資料，進行比選有利地質及計算理論電阻。

具體施工，先在地上挖寬600mm～ 800mm、深1000mm～1200mm的溝，溝的長度隨接地極增加而增加，然后沿溝兩側垂直于溝的方向開挖寬度為400mm～600mm、深1000mm～1200mm、長度為2500mm的支線溝（相鄰接地極之間間隔為接地極長度的2倍）。在所有溝底再挖寬、深均為200mm的小槽，槽內采用小型預制模具、極架，將接地體放置在槽的中央（離開地面）。

施工重點注意事項：

①線埋設深度必須在凍土層以下；

②地線焊接防止虛焊、假焊；

③焊接處采用刷銀粉漆等方式防止腐蝕。

4.2 降阻劑調制、澆灌、包覆、初檢、復檢

首先在施工前檢查：孔的尺寸、形狀等符合有關要求，四壁較平整，內無雜物；水平接地極水平居中，離溝底距離不小于30mm且較均勻；接地引下線已按相關行業要求涂刷防銹漆并已初凝。

降阻劑調制，以配制1桶BST-Ⅲ防腐型長效接地降阻劑為例，來說明降阻劑的配制及澆注方法。

現場準備1個能裝40kg水的圓桶和1根直徑25mm～30mm、長1000mm～ 1200mm的木棒，將25kg降阻劑的基液倒入圓桶內，按水∶降阻劑=0.6∶1.0的比例拌和均勻，邊加水并充分攪拌直至成黏糊狀。水平接地用水量以剛好能夠潤濕全部干粉并可攪拌成糊狀即可。加水量不宜過多，過大的加水量會延長施工時間。如有條件用攪拌機最好，（無條件可在現場選擇一平地，上鋪鐵板，用鐵鍬攪拌均勻）。

將調制好的降阻劑輕輕倒入模具中、均勻施工直至全部無遺漏地包覆住水平接地極，并初測包覆厚度不小于40mm，扁鋼周圍充實，不足時要及時補充。待降阻劑初凝后，詳細檢查降阻劑包覆應表面均勻、充分無遺漏、無雜物混入，包覆體厚度最薄處不少于40mm，不足時要補充降阻劑。

4.3 回填及測試

待降阻劑初步凝固后即可進行回填，首先在溝內撒少量的水，使溝底表面潮濕，然后用底層細土回填，每回填30cm厚人工夯實一次，保證回填土密實，再回填從原坑中挖出的上層土石（土石中不得有雜草等異物），遇有部分巖石地帶或土壤電阻率較高地段時進行換土回填。回填土高出地面10cm～20cm，作為防沉層。地線溝位于易沖刷的地段時，回填后采取防沖刷措施，用水泥砂漿護面或砌石灌漿等。

測量接地電阻時，應將接地引接線與設備分開，使接地電阻僅為接地裝置在土壤中的接地電阻值。

施工完畢后，進行工器具清點歸整，施工過程中產生的垃圾進行清撿，做到工完場清、料清。人工或機械進行場地平整，恢復施工區域原有地貌，做好環境保護工作。

5.質量控制

施工前組織有關人員認真熟悉圖紙，領會設計要求，編制切實可行的施工方案，制定保證工程質量的技術措施，施工前對有關施工人員進行技術交底并填寫技術交底記錄。

作業人員嚴格按施工方案和作業指導書的規定進行作業，保證工序質量符合要求，關鍵工序和特殊工序的施工，技術、質檢人員應跟班指導和檢查。

強化質量監督，嚴格實行質量否決權，對不合格的工程必須返工處理。

為保證工程質量，所使用的計量儀器儀表，都應在計量檢定合格證有效期內使用，所用施工測量及調校儀器、儀表的精度等級應滿足施工技術要求，以確保檢測的準確度。

結論

本技術采用了中性的物理降阻劑，無毒無腐蝕，增強了地線的抗腐蝕能力，提高了使用壽命，有利于環境保護，真正實現環境零污染。解決了極旱荒漠地區電氣化鐵路地線阻值很難達標的難題，通過開展技術研究，提高了施工效率，降低了施工成本，對今后相關電氣化鐵路在同類地質條件施工中起指導作用。

參考文獻

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