城市轨道交通供电系统接触轨及附件安装施工工法CREC-01-2018-59

城市轨道交通供电系统接触轨及附件安装施工工法1前言城市轨道交通供电系统主要包括供变电、接触网两部分，其中接触网按其悬挂方式不同分为3种形式，分别是柔性架空接触网、刚性架空接触网、接触轨。广州市轨道交通二十一号线供电系统安装工程采用接触轨为动力电源，该供电方式具有能降低隧道净空高度、供电线路使用寿命长、不易发生故障且维修工程量小、不影响城市景观、可降低地铁投资等优点，目前正作为一种地铁隧道与轻轨高架供电线路而得到越来越广泛的应用。但广州地铁施工工期压力大，站后系统施工单位更为明显，为了提高接触轨施工效率，我单位对本工程接触轨及附件安装施工工序进行优化，采用BIM技术提前建模，可视化指导施工流水作业，得到业主、运营及监理单位的高度认可。2工法特点2.0.1通过采用BIM建模和设计优化，对模型进行区间限界检测从而优化设计，有效提高曲线段接触轨安装精度，达到节约成本目的。2.0.2工序间采用流水作业与同步作业相结合的方式，可节省施工作业时间，避免工序衔接造成的返工。2.0.3采用可视化交底指导施工，与传统的技术交底相比，提高工程质量和保障施工安全及工期。3适用范围本工法适用于城市轨道交通供电系统工程DC750V及DC1500V接触轨及接触轨附件安装工程。4工艺原理在接触轨安装施工中将施工作业人员分为接触轨安装、调整和设备安装调整等小组，接触轨安装小组采用专用工具搬运接触轨，轻轻推送到位，接触轨腰腹部应放置到支座的固定颚上，与已安装到位的相邻接触轨相对接。将卡爪零件卡住接触轨，调整卡爪位置，从而使接触轨位于正确的位置。检查接触轨与相应走行轨的接触表面的高度是否正确、对齐是否良好。使不锈钢接触表面在水平方向与走行轨平面平行、纵向则要与最近处参照走行轨平行，调整到位，将螺栓依次穿过，使用矩扳手拧紧固。由于采用流水线作业，加以BIM技术提前建模，碰撞分析及可视化作业指导辅助，环环相扣，提高了施工效率。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程城市轨道交通供电系统ADDINCNKISM.UserStyle接触轨及附件施工工法流程图如图5.1所示BIM建模BIM建模模型校核模型校核接触轨及端部弯头的安装接触轨及端部弯头的安装膨胀接头安装膨胀接头安装中间接头安装中间接头安装中心锚接安装中心锚接安装接触轨粗调、细调接触轨粗调、细调综合检测调整综合检测调整图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1BIM建模1、建立Revit族模型、场地分析模型以及施工模型，应用于技术实施与施工管理，BIM模型体系结构如图5.2.1所示。2、按照大样图数据创建模型族构件，并导入模型基础信息。3、根据区间调线调坡数据以及区间轨道模型建立区间施工模型。图5.2.1BIM模型体系结构5.2.2模型校核本项目拿到设计图纸后对图纸进行仔细审核并进行接触轨及附件模型的建立，对建立完成的模型进行碰撞检查，将问题上报设计方审核并优化完善模型。根据调线调坡数据以及测量基础数据进行安装位置校核；创建动态施工计划，并安装三维工程模型对安装过程进行校核；进行虚拟测量，三维虚拟安装以及衔接检测，调整及检验设计数据；进行设计优化，制作动态安装视频。5.2.3接触轨及端部弯头的安装1、首先把接触轨轻轻抬起，轻轻推送到位，接触轨腰腹部应放置到支座的固定颚上。操作时要很小心，让接触轨慢慢放下去，与已安装到位的相邻接触轨相对接。2、接触轨落到位后不要移动，另外两个人则将卡爪零件卡住接触轨，调整卡爪位置，从而使接触轨位于正确的位置。3、检查接触轨与相应钢轨的接触表面的高度是否正确、对齐是否良好，可参照相关的施工图纸进行。务必要使不锈钢接触表面在水平方向与钢轨平面平行、纵向则要与最近处参照钢轨平行。图7图7穿入螺栓截面图5、端部弯头分为5.2m和3.4m两种类型，端部弯头同接触轨之间采用中间接头连接，端部弯头结构如图5.2.3所示。6、清理接触轨和端部弯头安装端面的污物，修整端面上的毛刺，检查端面与轨面的垂直度，并涂上一层极薄的接触油脂。7、将端部弯头安装到要加以连接的普通接头处，并将4根螺栓拧紧。端部弯头的断口与接触轨之间密贴，不得有高低差及由此产生的台阶伤及集电靴。图5.2.3端部弯头结构图5.2.4膨胀接头安装1、锚段与锚段之间安装膨胀接头，地下段标准锚段长度为90m。2、在需要安装膨胀接头的接触轨端头处（已安装到位），放置两块木块，木块上放置一块平木版，总高度与已安装到位的复合轨下平面平齐，木块应有足够的强度且放置平稳。3、抬起组件应安排3人/组，每边安排一个人抬起，第三个人则在中间处协助抬组件。把膨胀接头组件轻轻放稳在木板上，操作时要小心，要顾及到已经安装到位组件。然后，把膨胀接头轻轻推送到位。操作时要很小心，要顾及到已经安装到位的相邻接触轨的端面。4、检查膨胀接头组件与相邻行车轨之间接触面的高度和对齐情况，操作按相关的施工图纸进行。如有必要，应加以调整。5、配备一只数字温度计，用温度计测出已安装接触轨的温度。将温度感应点分别置于轨底、轨腹下部及钢带表面，记录读数并计算其平均值。6、调整间隙a，用专用工具将膨胀接头装置两侧的滑轨小心地掰开，使间隙与环境温度相适应，膨胀接头示意图5.2.4所示。7、使用C型夹具及50×100的木质楔以保证间隙所在处不会产生挪动，然后安装另外一端的接触轨。图5.2.4膨胀接头示意图5.2.5中间接头安装1、中间接头距绝缘支架的距离为500mm，如图5.2.5-1所示。图5.2.5-1中间接头距绝缘支架距离2、检查接触轨接缝部位是否安装平齐，保证覆不锈刚带一侧安装平齐，不允许有高低不平，或扭转现象，安装精度为±0.5mm。3、将装置到位的接触轨末端及对接处的相近接触轨末端清理干净，并涂上接触油脂。4、将所有配合表面清理干净。5、使用干净的垫子或中粒度磨料钢丝刷打磨，并在中间接头的界面连接表面处涂上一层极薄的接触油脂。6、将中间接头安装到要加以连接的接触轨端点的轨腹处，并将4根螺栓用工具拧紧到中间接头上，要确保在直线方向上接触轨的对接缝已牢牢定位，中间接头螺栓间距应满足图5.2.5-2的要求。图5.2.5-2中间接头螺栓间距5.2.6中心锚结安装1、接触轨普通中心锚结是用于防止接触轨长轨向两侧不均匀窜动的固定连接件，安装在长轨的中部。2、一套普通中心锚结由一对铝制中心锚结本体、两根螺栓、两个平垫、两个碟形弹垫、四个螺母组成。通常在一个安装位置安装两套普通中心锚结，分别位于绝缘支撑的两侧。正常情况下锚结设置一组，但在线路纵向坡度超过20‰时锚结设置两组，在线路纵向坡度超过40‰时锚结设置三组，坡度处中心锚接安装应满足图5.2.6的要求。3、使用打孔机在选定部位进行打孔。4、将所有配合表面清理干净，使用干净的垫子或中粒度磨料钢丝刷打磨，并在中心锚结本体的界面连接表面处涂上一层极薄的接触油脂。5、将中心锚结本体安装到要加以连接的接触轨端点的轨腹处，并将螺栓拧紧到普通接头上，接着拧紧其他螺栓。6、再次检查接触表面，将接头处多余的接触油脂擦干净，并在安装完成后将工作地点的废弃物清除。图5.2.6坡度处中心锚结安装5.2.7接触轨初调、细调1、接触轨初调1）逐点调整各定位点接触轨受流面至轨平面的高度为200±5mm。2）侧面限界初调：逐点调整各定位点钢铝复合轨中心距相邻走行轨内缘的水平距离为792.5±5mm，如图5.2.7所示。图5.2.7走形轨内缘与接触轨中心距里要求3）接触轨工作面调整：调整整体绝缘支架，检测接触轨接触面与轨面平行，避免接触轨面发生偏磨现象。4）整体绝缘支架紧固：调整接触轨扣件及接触轨托架，在保证接触轨高度、限界和平行度的基础上满足接触轨在温度变化时能顺线路自由滑动，检查各绝缘支架紧固件是否齐全稳固，用扭矩扳手紧固螺栓。5）膨胀接头、端部弯头调整：初步调整膨胀接头、端部弯头处标高和侧面限界至设计值，保证膨胀接头和端部弯头在接触轨伸缩时能顺畅滑动。2、接触轨细调1）标高及侧面限界细调：在接触轨初调后，精细调整各定位点接触轨受流面至轨平面的高度为200±5mm，钢铝复合轨中心距相邻走行轨内缘的水平距离为792.5mm，误差±5mm。2）接触轨工作面调整：调整整体绝缘支架，检测接触轨接触面与轨面平行，避免接触轨面发生偏磨现象。3）膨胀接头、端部弯头细调：精细调整膨胀接头、端部弯头处高度和侧面限界值，细调接触面平行度，保证集电靴能够平滑、顺畅滑动。5.2.8综合检测调整1、用接触轨综合测量仪逐点检查接触轨标高及侧面限界值，对超过允许偏差范围的进行调整，填写接触轨安装位置检查记录。2、利用接触轨测量仪、水平尺、钢卷尺、游标卡尺等检测膨胀接头、端部弯头的各项参数。不合格者，进行调整。3、绝缘距离检查，接触轨带电体距接地体的绝缘距离应满足绝对最小动态60mm测量、检查接触轨带电体与周围接地体及其他设备的绝缘距离是否满足设计要求，做好记录。不合格者，查找原因，通知相关各方到现场处理解决问题。5.3劳动组织序号人员单位数量备注1工程师人1技术总负责2技术员人1现场技术3安全员人2安全防护4质检员人1质量负责5施工负责人人16作业队长人2现场监管7特殊作业人员人406.材料与设备主要材料：接触轨、端部弯头、中间接头、中心锚结、膨胀接头。主要设备：主要设备机具见表6.1所示。序号工机具名称单位数量备注1锯轨机台22接触轨钻孔工具套13接触轨测量仪套1每组4扭矩扳手20~200mm把65梅花扳手套6实际需要6钢卷尺5米把47钢卷尺10米把18千斤顶台10带支座9游标卡尺把2带卡座10锉刀套311钢丝刷把412发电机台313拖线盘100米个114水平尺600mm把415直角尺把216橡皮槌个1表6.1主要设备表7质量控制7.0.1接触轨安装中紧固件的力矩有厂家说明书的需按照说明说上严格执行，其余按照《电气化铁道接触网零部件技术条件》（TB/T2073-2010）中相关标准执行。7.0.2施工人员需检查接触轨与相应走行轨的接触表面的高度是否正确、对齐。7.0.3施工人员需注意接触轨安装中不允许采用金属工具或者硬物敲击接触轨及其附件。7.0.4施工人员需检查接触轨及端部弯头、中心锚结、中间接头、膨胀接头等附件安装位置是否符合设计要求.7.0.5施工人员需注意中间接头与接触轨相连接的接触面是否清洁，是否涂抹导电油脂。7.0.6施工人员需注意膨胀接头的间隙是否有预留，预留范围是否在±5mm。7.0.7检查接触轨的受流面距轨平面的垂直距离是否为200±5mm。7.0.8注意接触轨中心距相邻走行轨内缘的水平距离是否为792.5±5mm。7.0.9注意各项绝缘距离是否满足设计要求。8安全措施8.0.1钢铝复合轨搬运时易出现砸伤，运输及搬运钢铝复合轨时施工人员应注意安全，防止挤、压、击打碰伤。8.0.2轨行区施工行车瞭望条件差，参建单位多，相互交叉作业施工及程序复杂。施工中必须有可靠的通信系统，确保施工过程中的通信迅速、畅通、清晰，严禁在无通信联络或者视线不清的情况下在轨行区施工。8.0.3保证接触轨的各连接缝隙的大小和连接缝处接触轨接触面的平滑度（对齐情况）满足设计要求。8.0.4每个锚段的接触轨端部弯头和第一个整体绝缘支架的距离必须符合设计规定值。8.0.5在进行安装膨胀接头时，从一处锚固开始，安装补偿接头，接着安装另一侧的第二处锚固，第二处锚固的安装及伸缩间隙的调整必须在同一天进行，以尽可能保证工作开始时和结束时的环境温度相同，补偿组件的预留值不会发生变化。8.0.6在进行接触轨安装时，要保证接触轨接缝到最近的绝缘支架的距离大于500mm。8.0.7安装紧固螺栓时，要保证紧固螺栓的力矩满足设计要求，力矩扳手使用前，必须检查力矩扳手的力矩是否调整到位。8.0.8切记所有的电气接触面要涂上电力复合脂以获得最佳导电性。9环保、节能措施9.0.1切实贯彻环保法规，严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护和水土保持的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和工程实际，及时提报有关环保设计，按批准的文件组织实施。9.0.2合理布局施工区域及生活场所，施工及生活污水排放三级沉淀。施工营地和施工现场的生活垃圾，要经常清理打扫，分类集中处理；施工和生活中的废弃物经当地环保部门同意后，运至指定地点。对于施工中废弃的零碎配件、边角料、水泥袋、包装箱等及时收集清理并搞好现场卫生。9.0.3施工过程中产生的废包装材料、废旧设备零部件等每天施工完毕立即进行清理。9.0.4保护好施工范围内的植被和绿化设施，当因施工破坏原植被时施工完后按原来的标准重新绿化。9.0.5当施工机械在施工期间意外抛锚必须进行现场修理时，必须先在修理过程中有可能被污染的区域铺好油毡，防止污染线路。9.0.6严禁在施工现场焚烧任何含废弃物和生产有毒有害气体、烟尘、臭气的物质，有害物质要使用封闭和带有烟气处理装置的设备。10效益分析10.1经济效益本工法采用BIM建模进行区间限界检测，一共检测并优化设计11处，每处大约节省成本约4500元，共计49500元。采用流水作业与同步作业相结合的方式，与传统接触轨及附件安装相比较，原计划用时4个月的接触轨及附件安装施工实际用时3个月，节省接触网专业作业队1个月的工时（60人，基本工资为6000元/月），可节约成本约36000元。10.2社会效益通过本项目的研究可以拓宽BIM技术工程的施工领域，提高公司以后在地铁市场的的施工技术声誉，提高企业知名度，对以后类似项目的实施提供经验及指导，具有广阔的应用前景。本工法在广州地铁二十一号线供电系统安装工程Ⅲ标段的应用，接触轨样板段顺利通过了验收，得到了业主及监理单位的一致好评并在全线推广，引得其它标段争先学习。11应用实