张瑞东
国能新朔铁路有限责任公司基建工程项目部
内蒙古 鄂尔多斯 010300
摘要：随着经济的发展，铁路运输也面临着越来越高的要求，运输能力及快捷性都需有所提升。在我国原有铁路线路中，针对既有铁路线接触网的改造也是重中之重。基于此，本文详细探讨了既有电气化铁路站场改造中接触网设计及施工。
关键词：既有线；站场改造；接触网；施工
一、接触网简介
接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。
1、组成。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索及连接零件和绝缘子。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、拉压管、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。
定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。
支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。
2、特点及要求。接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置，无备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：
1)在高速运行和恶劣气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。
2)接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力，并尽量延长设备的使用年限。
3)要求接触网对地绝缘好，安全可靠。
4)设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。
5)尽可能降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。
总的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。
二、既有接触网设计特点
1、设计依据的基础资料陈旧。既有接触网改造一般是对已运营多年的电气化铁路上老化严重的接触网进行更新改造,施工设计所依据的基础一般是既有网的竣工图,接触网在多年运营过程中经运营设备管理单位的多次大修,部分接触网支柱、软横跨、承导线等已被更换,支柱、下锚等位置均发生了变迁,而这部分变更资料可能未被设计单位所掌握。
2、设计专业协调配合界面多。接触网设计中,需要与土建、路基、桥梁、铺架、信号、电力等专业密切配合,特别是接口界面的处理,协调不到位容易出现冲突,造成后续施工中一系列的问题,后果严重。
3、存在大量设计变更等问题。由于是既有接触网改造,除了现场情况不完全掌握导致设计偏差产生的设计变更外,由于业主对工程功能的实际需要与设计功能的偏差,或出于实际运营情况变化的需要,在工程实施过程中,业主会提出功能的改进意见,从而导致设计变更。因而在接触网改造的设计中必然存在大量的设计变更问题。
三、既有电气化站场接触网改造的施工特点
接触网改造是站场改造整体工程的“卡脖子”工程，是整体工程中最关键、最重要的环节之一。施工程序受站场专业制约，站场改造整体步骤以线路专业为主，以保证线路、电务实现过渡为原则；现场环境受施工场地制约，狭小的施工场地多专业交叉作业；施工时间受行车运输制约，多数施工只能在“天窗”点内完成，作业不连续；施工安全影响大，稍有不慎就会造成放电、跳闸甚至弓网事故，倍受施工单位、建设单位和设备管理单位的关注。因此，既有电气化铁路接触网改造工程的施工优劣已成为衡量施工单位施工管理水平和设备管理单位监控能力的一个重要因素。
四、站场接触网改造施工的一般基本步骤
由于电气化铁路车站改造中接触网建设的难度大，使施工更加谨慎，施工方案的优化和科学管理是施工组织管理的关键。
前期技术“消化”处理和过渡项目，主要项目建设计划的确定：
1、审查设计图纸。针对设计图纸，需结合具体改造环境进行严格审查，排除设计与现场不符的情况，另外对改造工程的关键施工点，需确保施工方案的正确性，防止出现施工与设计不符的情况。若出现突发问题，需及时向有关部门反映，尽快解决。
2、现场交桩。在改造工程中，有必要了解现有变电站改造中接触网专业技术人员的情况，技术人员的专业能力会直接导致整个改造工程的开展状况。因此，技术人员除对既有接触网进行了解外，还需熟悉改造施工现场。改造中，交桩工作也需由专业技术人员操作，确保不出现差错，在掌握专业技术与熟悉现场施工情况下，确定改造施工方案。另外，交桩工作需做好相应的记录，并交由交桩单位进行签认，不得出现施工错误。当交桩工作完成后，要及时确定新接触网立
柱位置。
3、充分调查既有设备。既有设备的熟悉程度对改造工程十分重要。改造工程施工中，一个小小的施工环节可能就会对原有接触网造成极大破坏，所以需针对既有接触网内设备进行详细调查，确保施工安全性。在此情况下的改造工程，对既有设备有了充分了解，这样在过渡方案中，就可针对性的采取避免施工影响既有设备安全的措施。
4、过渡、主体工程施工方案。改造中，过渡阶段的施工方案及主体工程的施工方案是整个改造工程中最重要的一环。基本上，转型项目应尽量做到永临结合，节约资源，对于接触网改造施工中的高成本工作，在进行改造时尽量避免过渡性的支柱、线索架设，可针对既有支柱等进行简单利用，起到临时过渡作用。而对工作量较繁琐过渡方能施工完成的，尽量做到联锁。也就是说，前一个过程应充分考虑后一个过程的价值，需严格把控每一个环节，做到不出错，不浪费。过渡方案中，由于受不同因素的影响，过渡工程大部分受电弓在一定时期内的正常使用，过渡项目应简单实用。项目改造的关键点应是线岔及新旧线交接口。
5、过渡工程施工。支柱对线路建设的影响是过渡工程中最常遇到的问题。此种情况下，先确定支柱的可能影响范围，并采取相应措施进行问题解决，避免对实际施工工程造成影响。过渡方案的设计应以保证设备的安全性和行车安全为原则，方便施工和减少施工成本。
6、主体工程施工。
在接触网过渡阶段建筑美观性可适当降低，但在主体施工时必须要重视，主体工程施工时不光要注重外部美观性，更需注意支柱作用，不用于过渡阶段，主体施工时对支柱的各方面要求，比如受力方向等情况需严格对待。
五、改造工程施工方法及注意要点
现有接触网改造是线路改造的配套工程。根据不同线路的改造，主要存在以下情况：
1、线路拨移。线路改造实例：海西线三亚车站的动车所联络线改造。在具体改造中，拆除原有支柱，以免影响改造工程的施工，另外，在过渡性支柱建立时，需考虑具体地形条件，以及拨移量大小，大多数情况下采取多线腕臂柱过渡，临时软横跨过渡等。
天窗点的过渡使用施工中，拆除既有支柱，防止对整体线路改造造成影响，并在过渡软横跨上重新定位既有悬挂倒接。根据线路的交桩资料进行确定拨道后悬挂的安装位置，实例中线路拨移量较大，但变线路改造前后锚段的总体长度变化较小，无需更换接触网，为了降低成本，拨接当天就需将既有悬挂拔到新位置上进行调整开通。但若拔移量大，线路改造前后长度相差也较大的情况下，必须提前在新建线路段架设新线并作临时锚，将锚节点与新线路形成对接，拆除既有接触网。
2、道岔改造。改造中的道岔改造主要针对既有接触网的配套设施进行改造。道岔改造可能出现情况为既有道岔拆除，新建道岔，以及两者都包含。在具体施工中，只进行单一的拆除或插铺改造，施工中相对较简单，根据现场具体情况可确定施工方案。但大多数道岔改造都是两者相结合情况下，在对既有道岔拆除的情况下还需进行新道岔铺设。道岔改造基本是改变型号或位置，一般情况下进行改造有延长、缩短股道，缩短股道方法较简单，开工时简单进行调整。但若是延长股道，则需结合具体施工现场，制定出详细可行的施工方案，岔改工程若未完成，新接触网无法接通。
线路改造实例：达成线蓬溪车站新增油专线，致使3道延长并增设9#～11#渡线。根据现场情况，先用过渡软横跨方案拆除既有道岔定位柱及影响3道延长铺轨的支柱，架设新3锚段及新增9#～11#渡线接触网，进而建立无柱雨棚情况下的既有接触网改造施工。
线路改造实例：某车站进行雨棚改造时，针对典型的几处股道进行整改来确定改造方案，在原有雨棚拆除情况下建立新的无柱雨棚。具体施工中，先要停止相关股道的使用，以此来进行升级改造。在分段实施中，逐步整改，更换站内新承导线，在完成整体改造工程后，开通全站，使整体改造工程完毕施工。
4、其他改造施工。线路施工中，经常会出现从新建桥墩距离既有回流线、供电线安全距离不够的情况，因此，对于回流线必须加设绝缘保护套，局部地方还可能需进行改移或支柱换边等来解决供电线升高等问题。出现影响道岔铺设轨道或轨排拼放，或新建支柱与原有支柱相冲的情况，往往需架设临时支柱进行过渡等一系列措施，来拆除影响施工的支柱，确保土建施工的顺利开展。
5、注意要点。站场改造施工中，有些需注意的施工要点要格外的注意，以此来确保施工改造的顺利。
工程改造前，先要针对车站原有设备进行调查了解，针对各个施工环节做好改造方案。结合具体情况做好施工准备工作，尽量减少不必要工程。
土建交桩的施工应准确细致，避免因失误甚至错误引起二次改造、浪费。接触网施工中，易受原有设备的影响，因此，改造中，针对施工关键点需严格把关，不得出现任何失误。
设备老旧，需要地方严重受损，因此，改造施工前，针对老旧受损设备的使用需采取一定保护措施，改造完成后，立即拆除，确保整体工程安全性。
六、既有电气化站场改造接触网工程的施工组织关键
1、利用网络图实现动态管理。站场改造工程是牵一发而动全身的工程，工务、电务、房建、电力、给排水、接触网等各专业、各施工单位集中在同一空间交叉施工，相互干扰，各专业施工又受施工时间的限制，每一项施工都要全面考虑。为使各种多变的信息有机结合，搞好施工中的计划管理显得尤为重要。在施工中，采用编制施工网络图的方式实现现场的动态管理，能取得良好的效果。
将影响施工所有的内外部因素都罗列编排在图上，根据影响大小找出关键路线，根据关键路线安排施工。计划编制前，收集、整理各类信息，与各专业做好密切配合，逐项列出施工干扰项目，并在实施中不断进行动态调整，对关键路线及时修正。现场实施过程中，按铁路局要求，根据施工计划编制每个天窗点的施工方案，并绘出施工方案示意图、现场防护图、停电示意图、进度控制图和施工安全卡控表，将施工现场人员、机械情况、施工分组情况、时间控制节点全部标识出来。关键环节要明确，关键部位有可靠的安全措施，并安排能胜任的人员担任。
2、“天窗”施工把好安全关。既有线路施工中，安全是头等大事，出了问题甚至可威胁到单位的生存和发展。为切实提高现场安全控制能力，施工中重点从以下方面着手：
①临时措施严格要求。既有电气化接触网改造由于“天窗”限制造成整体施工的不连续性，为不影响正常的运输生产，每个“天窗”内的作业内容并不能达到竣工条件，但要满足列车通行，就要采取必要的临时措施。对于采取的临时措施，应不低于正式工程要求。例如最为常见的软横跨节点2改为节点1+节点8，软横跨安装后加装等电位线，临时关节加装关节电连接等均是为满足正常供电采取的临时措施。
②现场监控要到位。既有电气化站场改造施工中，接触网“天窗”施工已成为常态化施工。虽然施工内容不同，点前、点中、点后的组织程序却相同。即点前进行现场调查，召开施工预备会、形成施工作业票，点中设驻站联络员和现场防护员，认真进行施工登记，核对施工命令，施工结束后按规定销记并发布施工结束命令，重点位置加强监护，点后注意现场的检查和电力机车通过确认，确保运行正常后撤离。现场施工中，作业点多、任务量大小难易有差别，熟练的施工人员相对缺乏，安排有经验、责任心强的盯岗人员也很重要。
③现场注重检测把关。由于站场改造的限制，先进的接触网施工模式在站场改造中很难实现，“四个一次到位”工艺要求更难达到。这就要求在过渡方案的实施、临时措施的采取后，必须有相应的检测手段来保证。在接触悬挂未完全到位的情况下，接触线的位置是否符合受电弓的要求，新安装的软横跨无电区距带电体能否满足最小安全距离的要求，过渡线岔安装的位置是否影响受电弓的通过，悬挂调整的过渡关节是否影响电力机车的取流等，都会在每个“天窗”中面对。要保证行车运输的绝对安全，就要在每次“天窗”施工中采取有针对性的措施并检测。例如过渡线路开通前，在“天窗”点内安排冷滑实验，就是要确保投入运行的设备安全。
3、合理控制工程成本。既有线接触网改造施工，精心安排合理的封闭点和工期，编制切合实际的施工方案，精心组织、科学管理，才能保证利用有限的投资完成更多的工程量，给设备维护和运输安全提供保障，施工成本有序可控。“天窗”时间短给接触网施工组织带来的危害是短时间内完成较大工作量，必须调动、投入大量的人力和机械，“天窗”完毕后从事其它工作，给人员交通、机械调配、材料准备造成很大困难，严重降低人员、机械的使用效率，造成资源浪费，增加工程成本。为合理控制成本，就要充分利用封闭点施工，或根据现场的特点创造条件形成无电区。采取封闭点内、点外、交替、平行或立体作业方式，接触网下部工程和上部工程也采取平行、立体作业方式，才能最大限度提高人员机械使用率，控制工程成本。
总之，我国社会经济的不断发展背景下，铁路运输也面临着越来越高的要求，运输能力以及快捷性都需要有所提升。在我国原有的铁路线路中，针对既有铁路线接触网的改造也是重中之重。特别是车站线路的变化较大，道岔(铺)拆除工作量大，大多数的接触网要在与线路改造同步建设的前提下进行，由于停电封闭的时间点是有限的，又面临着行车干扰大，多专业交叉施工难等问题，所以，合理的优化施工改造方案是整体施工的关键。
参考文献：
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