广州地铁一号线接触网柔改刚工程关键技术探讨

引言

广州地铁一号线正线柔性接触网采用简单链形悬挂形式,安装形式为"单根承力索＋双根接触线＋三根馈线＋单根架空地线",属于整体从英国BB公司引进的柔性接触网系统,运行时间已超过20年。广州地铁一号线从2009年启动正线柔性接触网改为刚性接触网工作,累计已将正线隧道内大约40%的柔性接触网改造成为刚性接触网。

1接触网柔改刚工程实施原因

广州地铁一号线自1997年开通以来,受到运行条件、客流增加、外部环境及其他因素的影响,一号线柔性悬挂接触网设备已逐渐进入了大修期。针对此情况提出了两种整治方案:第一种方案是仍采用柔性悬挂方式,仅对磨耗或损伤的线索、零部件等进行更换:第二种方案是采用刚性悬挂方式。经认真研究、多方论证,通过对这两种大修方案进行分析和比对,第二种方案即采用刚性悬挂方式是优选方案,其优点是能彻底防止接触网突发断线事故的发生:日常维护和事故抢修工作量大幅减少:全寿命周期成本较低等。

2接触网柔改刚工程实施关键步骤

2.1悬挂点测量和定位

柔性悬挂测量主要是对既有柔性悬挂腕臂底座位置、结构高度、馈线位置、承力索与接触线位置关系、架空地线位置进行测量。新增刚性悬挂定位点测量需要特别关注刚性悬挂点是否与既有柔性悬挂冲突和刚性悬挂点是否有安装空间。

2.2悬挂点打孔和安装锚栓

刚性悬挂点打孔应以受电弓中心线为基线两侧对称打孔安装。若绝缘横撑安装与既有柔性悬挂有冲突或安装空间不够,可适当调节绝缘横撑中心点与受电弓中心线的距离。针对高净空区间和站台区域,要注意隧道顶部边缘的坡角,需要按照坡度确定底座安装位置。

2.3刚性悬挂安装

绝缘横撑安装时,若出现辅助馈线或承力索与绝缘横撑接地部分绝缘距离不足时,需采用绝缘护套保护。站台侧刚性悬挂的水平腕臂预安装前需复核既有承力索高度、风管的最小净空,保证与风管的绝缘间隙满足需求:同时调整水平腕臂的高度,使其与既有承力索错开。

2.4既有柔性接触网设备改造

施工过程中,部分柔性悬挂点对汇流排的预架设和下降会造成影响,所以需要在吊柱、绝缘横撑安装的同时进行处理。若既有柔性悬挂点的弓形腕臂和预架设的汇流排在同一侧,则影响汇流排的预安装及下降,需提前用绝缘横撑悬挂既有柔性接触网并调整拉出值,为汇流排的预架设腾出空间。

2.5汇流排预架设

汇流排预架设在既有柔性接触网上方,过渡开通时将汇流排降低到工作高度,安装完后必须抬高复测,特别是断口处的抬高,必须保证高于既有柔性接触线至少60mm,防止运行过程中柔性接触网抬升后刮弓。汇流排安装完毕后应进行绝缘测试,保证电气绝缘,接触网能可靠送电。每次安装完汇流排后,必须进行冷滑试验,试验中注意观测受电弓抬升量,以及动态绝缘间隙情况。在站台区域,若刚性悬挂与风管的绝缘距离不足时要包扎绝缘带,保证电气绝缘,特别是汇流排末端上翘处。为保证预架设汇流排和既有柔性悬挂的电位相等,每隔16m安装一组电连接,将预架设汇流排和既有柔性悬挂连接起来。

2.6汇流排下降开通

汇流排下降应根据行车方向逐段进行。每天开通前,选取适当位置构造临时非绝缘刚柔过渡关节,保障第二天正常运营。汇流排下降到工作位置后将既有柔性接触线抬高。

2.7既有柔性接触网拆除

整锚段的汇流排全部下降到位后,分次拆除既有柔性悬挂的接触线及承力索。

2.8刚性接触悬挂细调

柔性接触网拆除后,按照设计图纸对刚性接触悬挂的技术参数进行调整,特别是锚段关节高差和拉出值布置等。

3接触网柔改刚工程技术关键点

3.1既有柔性悬挂点改造

3.1.1柔性接触悬挂支持结构改造

根据施工经验,既有柔性悬挂腕臂端部基本上都影响刚性汇流排安装,需要对柔性接触网腕臂管沿承力索支撑线夹外侧切除,减小弓形腕臂的有效长度,从而保证刚性汇流排安装。由于既有柔性腕臂棒式绝缘子属于脆弱部件,施工过程中曾经发生过棒式绝缘子断裂的事故,所以在切割处理前,将承力索、接触线全部卸载,切割完毕后再将其重新安装到位。根据实际测量,马蹄形隧道内既有辅助馈线与刚性悬挂化学锚栓之间的绝缘距离不能满足要求,需对辅助馈线进行绝缘包扎。

3.1.2既有柔性悬挂拉出值调整

既有柔性悬挂与刚性悬挂在平面图中的交叉布置处,刚性汇流排与柔性悬挂设备存在冲突现象,需对柔性悬挂拉出值进行调整,调整后要保证刚性汇流排能从既有柔性悬挂点的承力索和接触线之间通过,但调整拉出值必须保证任一点的拉出值不大于250mm。

3.2特殊区段的接触线架设

刚性接触线放线时必然与既有柔性接触网存在交叉空间,放线过程中要防止磨伤柔性接触网。作业车架线人员牵引接触线放线过程中,在每个刚性悬挂点汇流排线夹挂设放线滑轮,让接触线在滑轮内自由窜动。在穿线过程中,应避免线面翻转。穿线过程中应设多名防护人员,时刻观察线索有无卡滞、刮碰现象。作业车架线人员将接触线端头牵引至起锚汇流排终端后,将接触线端头固定在临时锚固点上。交叉点处推放线小车要格外谨慎,如果结构高度有影响,应临时拆开吊弦后使放线小车缓慢推过。接触线架设完后,要与设备单位一起对整锚段进行仔细检查,恢复既有柔性接触网的开通运行状态。

3.3刚柔过渡开通实施

从既有柔性接触网运营过渡至新建刚性接触网运营,包括新建刚性接触网的安装、调试、投运前检查测试、冷滑、热滑与投入运营和既有柔性接触网的退出运营、既有柔性接触网的拆除等阶段组成,需要多个部门、专业的参与、协调和配合。刚柔过渡利用晚上非运营时间实施。受整段刚性接触网整体一次性投入和柔性接触网退出实际工作量太大的限制,无法在一个晚上完成整体过渡,所以主要过渡过程分为两个阶段:第一阶段,先将刚性接触网逐一分段降低至柔性网下,再把对应柔性接触网逐一分段提升至刚性网上方退出并固定,降下的刚性接触网调整好后逐一分段投入试运行,直至整锚段刚性接触网投入运营。第二阶段,在刚性接触网整段投入后,把柔性接触网逐一分段拆除:柔性接触网拆完后,对刚性接触网进行整体调试和验收,之后结束过渡试运行,恢复正常行车。

4接触网柔改刚成果

通过广州地铁一号线接触网柔改刚工程,从施工组织、刚柔过渡操作、指挥、调度、应急、运营、后勤保障等各方面,编制了一整套涉及多部门的过渡配合方案。通过改造使一号线接触网能彻底防止接触网突发断线事故,使接触网的安全可靠性进一部提升,使得接触网日常维护和事故抢修工作量大幅减少,使得接触网全寿命周期成本降低。本项目的实施为国内其他地铁既有运营线路接触网的改造具有很好的示范作用。

5结语

本文在既有运营线路接触网改造方面进行了有益探索,对以往既有运营线路改造的经验教训进行了系统提炼和总结,初步形成地铁改造施工的项目管理、技术管理、工程管理等管理模式、管理制度及标准,这对提高既有运营线路改造管理、施工技术水平具有非常重要的意义。