地鐵車站深基坑綜合接地施工技術總結

陳 小 華

(中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東 濟南 250002)

1 工程概況

寧波市軌道交通5號線一期土建工程同德路站是寧波軌道交通5號線第3個車站，起止里程為SDK4+817.638～SDK5+091.138,車站站中心里程為SDK5+017.338，為地下兩層標準島式車站(站臺寬度11 m)。車站位于鄞縣大道與同德路十字交叉口以南，沿鄞縣大道敷設，如圖1所示。

建立地鐵站綜合接地系統，以滿足現有強電、弱電專業及其他非電氣金屬管道的接地要求。它由接地網，接地導線，接地端子排等組成。綜合接地系統在防雷電流，防止雜散電流等方面起著緊要作用。它是地鐵工程人身安全和設備安全等級運行可靠性的重要保證。

考慮到雜散電流保護的需要，地鐵站綜合接地系統采用人工接地的方法，而不是采用地鐵站結構鋼筋作為接地體，綜合接地網的人工接地方法基于以下原則：“外引接地，絕緣引入”，即綜合接地網主體與地鐵站的結構應進行絕緣。如果在綜合接地網與車站結構的鋼筋之間形成電氣連接，它將引起雜散電流向外流動并造成地鐵車站結構的鋼筋發生電化學腐蝕，對車站主體結構造成危害。

2 技術要求

1)接地網為車站強電系統、弱電系統中各類設備共用的綜合接地系統，應滿足車站內各類設備的工作接地、安全接地等功能。

2)根據地質勘探資料，同德路站土壤電阻率在車站底板下0.6 m范圍內平均值為6.4 Ω·m，石碶站為4.6 Ω·m，雅渡站為8.1 Ω·m。

3)接地網的接地電阻按照不大于1 Ω設計，經計算三個站的電阻設計值均不大于0.5 Ω，滿足設計要求。

4)接地網由垂直接地體、水平接地體及接地引出線、接地母排、接地電纜、接地端子箱，見圖2。

3 施工工藝流程

地鐵車站綜合接地裝置是一種人工接地體，其位于地鐵車站底板下，由水平接地體和垂直接地體兩部分組成，露出地面部分通過引線引出。采用止水環對通過地下車站結構層的接地引線進行防水保護。接地網和引線與結構鋼筋絕緣。它采用縱橫交錯的網絡布局，交叉處均采用焊接，見圖3。

3.1 測量定位

接地施工前根據綜合接地網的相關圖紙進行測量和布置并在土方收底施工時做好相應的位置測放。主體結構各截面土方開挖完成，基礎平整后，測量放線并用白灰撒示出明顯標線。

3.2 溝槽開挖

待測量定位完成后，人工配合機械開挖進行。垂直接地體槽上開口800 mm寬，下開口600 mm寬，深度700 mm;水平接地體(均壓帶)開挖溝槽上口寬800 mm，下口寬600 mm，深900 mm，見圖4。

3.3 垂直接地體施工

按測量位置打入垂直接地體(φ50,L=2.5 m純銅接地棒)，垂直接地體位置放好后使用鉆孔機鉆鉆出直徑為150 mm的孔洞，若坑內有積水，需抽出積水后再進行后續施工，將垂直接地體打入地下，回填開挖土。

打入垂直接地體之前,為方便打入和接地網使用中釋放電荷,需在其一端預制成錐形形狀,另一端覆蓋著一個50 mm剛性護套,以防打入時損壞銅棒。接地體垂直鋪設孔斷面示意圖見圖5。

3.4 水平接地體施工

水平接地體開溝斷面上寬為800 mm、下寬為600 mm、深900 mm的梯形。將溝槽內的水抽排干凈，將銅排放入溝內，按相關要求焊接。水平接地體為TMY50×5 mm(銅棒)，垂直鋪設。其余位置水平接地體溝槽深度為700 mm，見圖6。水平接地體在底板墊層下600 mm，若底板或底板下翻梁底標高調整，需保持0.6 m的相互關系不變。為保證接地體處于回填土中，用小石塊對不同位置進行支撐，使其高于溝槽底面10 cm，以便回填土包裹住水平接地體，回填土采用粘土回填，并分層采用小型蛙式打夯機結合人工夯實。

3.5 接地引出線

當接地引線穿過結構底板時，外套φ100 mm厚4 mm的非磁性不銹鋼管保護，中間部分焊接一根φ292 mm厚1 cm的退磁不銹鋼板作為止水環。為防止漏水，止水環密封焊接在鋼管外壁上。鋼管需高出土建結構面10 cm，鋼管外表涂防銹漆。鋼管內填充致密環氧樹脂，需進行0.3 MPa水壓試驗且無滲水現象。管內裝有3處絕緣固定塊，φ100 mm厚20 mm，材質為硬質尼龍板固定扁銅。接地引線預留長度出鋼管400 mm。接地引出線在工廠加工完畢，安裝完后見圖7，施工前運送至現場安裝。

3.6 接地引出線與母排連接

主體結構完成并且站臺板施工完成后,把接地母線固定在站臺板支撐墻或底板的縱梁側面，最后把接地引出線固定在接地母排上方位置，綜合接地施工完成。其中同德路站均采用P1～P3為強電系統接地引出線，S1～S3為弱電系統接地引出線；強電、弱電接地引出線沿水平接地體距離應大于20 m。

3.7 接地電阻測試

綜合接地按主體結構分段，對施工完成后的綜合接地系統的接地電阻進行測量，計算整個地鐵車站綜合接地系統的電阻值是否滿足要求。若測得的電阻值不符合設計要求，需在剩余接地系統的鋪設中采取延長個別垂直接地電極和回填低電阻的土壤等補救措施，以降低接地電阻，直到滿足設計要求。

4 各組件連接方式

4.1 組件連接方式

連接方式一：水平接地體之間的一字連接，見圖8。

連接方式二：水平接地體之間的連接(對接、十字連接)，見圖9。

連接方式三：水平接地體與垂直接地體之間的連接，見圖10。

4.2 焊接施工流程

焊接前，對模具進行加熱并去除水分問題;清除焊渣和氧化層。

1)在放熱焊接施工前，要對焊接部位用噴燈對焊接模具進行加熱，去除水分后再使用。加熱點需覆蓋模具全部表面，聚焦于模具型腔與反應型腔。相應加熱時間為10 min。

2)用砂紙清洗焊接位置。

3)施工接地銅母線前，要對施工人員進行操作技術交底，考核合格后方可施工。兩人一組，戴上防護裝備(眼鏡、手套)。

4)使用焊接模具前，應檢查模具內表面是否有焊渣等凝固物并及時清理，避免焊接模具開閉面粘連不良，形成縫隙，導致熔焊時候銅水流出。若發現開合表面損壞，應及時更換焊接模具。

5)將焊接部位擦拭干凈放置于模具內，模具固定穩固后，查看連接體端部間隙是否位于模具型腔中心，模具是否夾緊至鎖緊位置；安裝穩固后方可進行后續操作。反應過程中觀察模具是否有明顯間隙防止料漿泄漏(如有需要，可使用填縫膠)。

6)添加反應粉,首先將金屬墊片放置到模具反應腔底部防止藥劑流入反應腔。然后慢慢倒入火藥，注意在火藥的底部有一個薄而透明的小塑料帶，里面有點燃火藥的木炭。把它蓋在火藥上，均勻地展開，蓋上蓋子。

7)進行火焊時，操作者站在模具點火口一側，點燃點火粉。放熱焊劑在焊接模具的反應腔內發生劇烈的化學反應并產生劇烈的燃燒。

8)拆模清洗。劇烈燃燒完成5 min后，打開模具，用刷子小心地刷掉導體上和模具里的渣，直到渣完全刷掉，供下次使用。

5 施工注意事項

1)施工要滿足GB 50169—2016電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收標準的要求。

2)水平接地體、均壓帶在車站結構底板及下翻梁墊層下的埋設深度為0.6 m,過下翻梁處、廢水池等處接地體、均壓帶應做到平滑敷設、可靠連接。

3)組成接地網的水平接地體、垂直接地體在施工時,連接處均采用放熱焊工藝。在施工過程中,嚴格按照放熱焊施工工藝要求進行,所有焊接必須牢固可靠、無虛焊。

4)接地網施工要在結構底板施工前進行,施工過程中必須嚴格檢査各連接點,嚴防脫焊、虛焊。

5)凡是需要現場開孔、焊接的零件,在開孔、焊接后應先刷一層防銹漆,后刷兩遍富鋅漆。

6)人工接地網施工時,應避開地下管線。垂直接地體的安裝位置可根據土建情況局部調整(垂直接地極互之間的間距如設計無要求,一般不小于5 m),同時應對地下管線按管線的防護要求采取防護措施。

7)人工接地網施工與土建施工交叉進行,應注意協調配合。如果與建筑物基礎、反梁等發生沖突,接地網應局部避讓,但不能影響整體方案。

8)垂直接地體為紫銅管接地棒,施工過程應加強對鍍層的防護,防止碎石等對鍍層產生破壞,不應使用鍍層損壞的紫銅管接地體。

9)接地網可分段施工，相應段落完成后對分段接地網進行電阻測量,并將測量結果告知設計,由設計對整體接地網的接地電阻進行測算。

10)接地引出線在現場制作時,需加強與保護鋼管的絕緣,并盡量使兩者不接觸。

11)整個接地裝置施工完成后必須進行接地電阻的測量,接地電阻應不大于1 Ω。完工后實測接地網電阻需要第三方資質單位出具檢測報告。接地電阻的測量方法按照DL/T 475—2017接地裝置特性參數測量導則進行。

6 實施效果

在施工結構底板墊層前，該地鐵站開始施工綜合接地網。整個施工過程快速高效，底板澆筑完成后實測接地網電阻為0.4 Ω，符合要求。

7 結語

隨著近幾年地鐵施工的大量實施，作為防雷接地的綜合接地網施工顯得極為重要。此站正是通過綜合接地網施工過程中的技術總結，加快了深基坑綜合接地網的施工效率和工程質量。通過本工程綜合接地網的施工實例為后續深基坑綜合接地網施工提供有力的技術支持。