城市軌道交通供電系統(tǒng)接觸軌及附件安裝施工工法CREC-01-2018-59

城市軌道交通供電系統(tǒng)接觸軌及附件安裝施工工法1前言城市軌道交通供電系統(tǒng)主要包括供變電、接觸網(wǎng)兩部分，其中接觸網(wǎng)按其懸掛方式不同分為3種形式，分別是柔性架空接觸網(wǎng)、剛性架空接觸網(wǎng)、接觸軌。廣州市軌道交通二十一號線供電系統(tǒng)安裝工程采用接觸軌為動力電源，該供電方式具有能降低隧道凈空高度、供電線路使用壽命長、不易發(fā)生故障且維修工程量小、不影響城市景觀、可降低地鐵投資等優(yōu)點，目前正作為一種地鐵隧道與輕軌高架供電線路而得到越來越廣泛的應用。但廣州地鐵施工工期壓力大，站后系統(tǒng)施工單位更為明顯，為了提高接觸軌施工效率，我單位對本工程接觸軌及附件安裝施工工序進行優(yōu)化，采用BIM技術提前建模，可視化指導施工流水作業(yè)，得到業(yè)主、運營及監(jiān)理單位的高度認可。2工法特點2.0.1通過采用BIM建模和設計優(yōu)化，對模型進行區(qū)間限界檢測從而優(yōu)化設計，有效提高曲線段接觸軌安裝精度，達到節(jié)約成本目的。2.0.2工序間采用流水作業(yè)與同步作業(yè)相結合的方式，可節(jié)省施工作業(yè)時間，避免工序銜接造成的返工。2.0.3采用可視化交底指導施工，與傳統(tǒng)的技術交底相比，提高工程質量和保障施工安全及工期。3適用范圍本工法適用于城市軌道交通供電系統(tǒng)工程DC750V及DC1500V接觸軌及接觸軌附件安裝工程。4工藝原理在接觸軌安裝施工中將施工作業(yè)人員分為接觸軌安裝、調整和設備安裝調整等小組，接觸軌安裝小組采用專用工具搬運接觸軌，輕輕推送到位，接觸軌腰腹部應放置到支座的固定顎上，與已安裝到位的相鄰接觸軌相對接。將卡爪零件卡住接觸軌，調整卡爪位置，從而使接觸軌位于正確的位置。檢查接觸軌與相應走行軌的接觸表面的高度是否正確、對齊是否良好。使不銹鋼接觸表面在水平方向與走行軌平面平行、縱向則要與最近處參照走行軌平行，調整到位，將螺栓依次穿過，使用矩扳手擰緊固。由于采用流水線作業(yè)，加以BIM技術提前建模，碰撞分析及可視化作業(yè)指導輔助，環(huán)環(huán)相扣，提高了施工效率。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程城市軌道交通供電系統(tǒng)ADDINCNKISM.UserStyle接觸軌及附件施工工法流程圖如圖5.1所示BIM建模BIM建模模型校核模型校核接觸軌及端部彎頭的安裝接觸軌及端部彎頭的安裝膨脹接頭安裝膨脹接頭安裝中間接頭安裝中間接頭安裝中心錨接安裝中心錨接安裝接觸軌粗調、細調接觸軌粗調、細調綜合檢測調整綜合檢測調整圖5.1施工工藝流程圖5.2操作要點5.2.1BIM建模1、建立Revit族模型、場地分析模型以及施工模型，應用于技術實施與施工管理，BIM模型體系結構如圖5.2.1所示。2、按照大樣圖數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型族構件，并導入模型基礎信息。3、根據(jù)區(qū)間調線調坡數(shù)據(jù)以及區(qū)間軌道模型建立區(qū)間施工模型。圖5.2.1BIM模型體系結構5.2.2模型校核本項目拿到設計圖紙后對圖紙進行仔細審核并進行接觸軌及附件模型的建立，對建立完成的模型進行碰撞檢查，將問題上報設計方審核并優(yōu)化完善模型。根據(jù)調線調坡數(shù)據(jù)以及測量基礎數(shù)據(jù)進行安裝位置校核；創(chuàng)建動態(tài)施工計劃，并安裝三維工程模型對安裝過程進行校核；進行虛擬測量，三維虛擬安裝以及銜接檢測，調整及檢驗設計數(shù)據(jù)；進行設計優(yōu)化，制作動態(tài)安裝視頻。5.2.3接觸軌及端部彎頭的安裝1、首先把接觸軌輕輕抬起，輕輕推送到位，接觸軌腰腹部應放置到支座的固定顎上。操作時要很小心，讓接觸軌慢慢放下去，與已安裝到位的相鄰接觸軌相對接。2、接觸軌落到位后不要移動，另外兩個人則將卡爪零件卡住接觸軌，調整卡爪位置，從而使接觸軌位于正確的位置。3、檢查接觸軌與相應鋼軌的接觸表面的高度是否正確、對齊是否良好，可參照相關的施工圖紙進行。務必要使不銹鋼接觸表面在水平方向與鋼軌平面平行、縱向則要與最近處參照鋼軌平行。圖7圖7穿入螺栓截面圖5、端部彎頭分為5.2m和3.4m兩種類型，端部彎頭同接觸軌之間采用中間接頭連接，端部彎頭結構如圖5.2.3所示。6、清理接觸軌和端部彎頭安裝端面的污物，修整端面上的毛刺，檢查端面與軌面的垂直度，并涂上一層極薄的接觸油脂。7、將端部彎頭安裝到要加以連接的普通接頭處，并將4根螺栓擰緊。端部彎頭的斷口與接觸軌之間密貼，不得有高低差及由此產(chǎn)生的臺階傷及集電靴。圖5.2.3端部彎頭結構圖5.2.4膨脹接頭安裝1、錨段與錨段之間安裝膨脹接頭，地下段標準錨段長度為90m。2、在需要安裝膨脹接頭的接觸軌端頭處（已安裝到位），放置兩塊木塊，木塊上放置一塊平木版，總高度與已安裝到位的復合軌下平面平齊，木塊應有足夠的強度且放置平穩(wěn)。3、抬起組件應安排3人/組，每邊安排一個人抬起，第三個人則在中間處協(xié)助抬組件。把膨脹接頭組件輕輕放穩(wěn)在木板上，操作時要小心，要顧及到已經(jīng)安裝到位組件。然后，把膨脹接頭輕輕推送到位。操作時要很小心，要顧及到已經(jīng)安裝到位的相鄰接觸軌的端面。4、檢查膨脹接頭組件與相鄰行車軌之間接觸面的高度和對齊情況，操作按相關的施工圖紙進行。如有必要，應加以調整。5、配備一只數(shù)字溫度計，用溫度計測出已安裝接觸軌的溫度。將溫度感應點分別置于軌底、軌腹下部及鋼帶表面，記錄讀數(shù)并計算其平均值。6、調整間隙a，用專用工具將膨脹接頭裝置兩側的滑軌小心地掰開，使間隙與環(huán)境溫度相適應，膨脹接頭示意圖5.2.4所示。7、使用C型夾具及50×100的木質楔以保證間隙所在處不會產(chǎn)生挪動，然后安裝另外一端的接觸軌。圖5.2.4膨脹接頭示意圖5.2.5中間接頭安裝1、中間接頭距絕緣支架的距離為500mm，如圖5.2.5-1所示。圖5.2.5-1中間接頭距絕緣支架距離2、檢查接觸軌接縫部位是否安裝平齊，保證覆不銹剛帶一側安裝平齊，不允許有高低不平，或扭轉現(xiàn)象，安裝精度為±0.5mm。3、將裝置到位的接觸軌末端及對接處的相近接觸軌末端清理干凈，并涂上接觸油脂。4、將所有配合表面清理干凈。5、使用干凈的墊子或中粒度磨料鋼絲刷打磨，并在中間接頭的界面連接表面處涂上一層極薄的接觸油脂。6、將中間接頭安裝到要加以連接的接觸軌端點的軌腹處，并將4根螺栓用工具擰緊到中間接頭上，要確保在直線方向上接觸軌的對接縫已牢牢定位，中間接頭螺栓間距應滿足圖5.2.5-2的要求。圖5.2.5-2中間接頭螺栓間距5.2.6中心錨結安裝1、接觸軌普通中心錨結是用于防止接觸軌長軌向兩側不均勻竄動的固定連接件，安裝在長軌的中部。2、一套普通中心錨結由一對鋁制中心錨結本體、兩根螺栓、兩個平墊、兩個碟形彈墊、四個螺母組成。通常在一個安裝位置安裝兩套普通中心錨結，分別位于絕緣支撐的兩側。正常情況下錨結設置一組，但在線路縱向坡度超過20‰時錨結設置兩組，在線路縱向坡度超過40‰時錨結設置三組，坡度處中心錨接安裝應滿足圖5.2.6的要求。3、使用打孔機在選定部位進行打孔。4、將所有配合表面清理干凈，使用干凈的墊子或中粒度磨料鋼絲刷打磨，并在中心錨結本體的界面連接表面處涂上一層極薄的接觸油脂。5、將中心錨結本體安裝到要加以連接的接觸軌端點的軌腹處，并將螺栓擰緊到普通接頭上，接著擰緊其他螺栓。6、再次檢查接觸表面，將接頭處多余的接觸油脂擦干凈，并在安裝完成后將工作地點的廢棄物清除。圖5.2.6坡度處中心錨結安裝5.2.7接觸軌初調、細調1、接觸軌初調1）逐點調整各定位點接觸軌受流面至軌平面的高度為200±5mm。2）側面限界初調：逐點調整各定位點鋼鋁復合軌中心距相鄰走行軌內緣的水平距離為792.5±5mm，如圖5.2.7所示。圖5.2.7走形軌內緣與接觸軌中心距里要求3）接觸軌工作面調整：調整整體絕緣支架，檢測接觸軌接觸面與軌面平行，避免接觸軌面發(fā)生偏磨現(xiàn)象。4）整體絕緣支架緊固：調整接觸軌扣件及接觸軌托架，在保證接觸軌高度、限界和平行度的基礎上滿足接觸軌在溫度變化時能順線路自由滑動，檢查各絕緣支架緊固件是否齊全穩(wěn)固，用扭矩扳手緊固螺栓。5）膨脹接頭、端部彎頭調整：初步調整膨脹接頭、端部彎頭處標高和側面限界至設計值，保證膨脹接頭和端部彎頭在接觸軌伸縮時能順暢滑動。2、接觸軌細調1）標高及側面限界細調：在接觸軌初調后，精細調整各定位點接觸軌受流面至軌平面的高度為200±5mm，鋼鋁復合軌中心距相鄰走行軌內緣的水平距離為792.5mm，誤差±5mm。2）接觸軌工作面調整：調整整體絕緣支架，檢測接觸軌接觸面與軌面平行，避免接觸軌面發(fā)生偏磨現(xiàn)象。3）膨脹接頭、端部彎頭細調：精細調整膨脹接頭、端部彎頭處高度和側面限界值，細調接觸面平行度，保證集電靴能夠平滑、順暢滑動。5.2.8綜合檢測調整1、用接觸軌綜合測量儀逐點檢查接觸軌標高及側面限界值，對超過允許偏差范圍的進行調整，填寫接觸軌安裝位置檢查記錄。2、利用接觸軌測量儀、水平尺、鋼卷尺、游標卡尺等檢測膨脹接頭、端部彎頭的各項參數(shù)。不合格者，進行調整。3、絕緣距離檢查，接觸軌帶電體距接地體的絕緣距離應滿足絕對最小動態(tài)60mm測量、檢查接觸軌帶電體與周圍接地體及其他設備的絕緣距離是否滿足設計要求，做好記錄。不合格者，查找原因，通知相關各方到現(xiàn)場處理解決問題。5.3勞動組織序號人員單位數(shù)量備注1工程師人1技術總負責2技術員人1現(xiàn)場技術3安全員人2安全防護4質檢員人1質量負責5施工負責人人16作業(yè)隊長人2現(xiàn)場監(jiān)管7特殊作業(yè)人員人406.材料與設備主要材料：接觸軌、端部彎頭、中間接頭、中心錨結、膨脹接頭。主要設備：主要設備機具見表6.1所示。序號工機具名稱單位數(shù)量備注1鋸軌機臺22接觸軌鉆孔工具套13接觸軌測量儀套1每組4扭矩扳手20~200mm把65梅花扳手套6實際需要6鋼卷尺5米把47鋼卷尺10米把18千斤頂臺10帶支座9游標卡尺把2帶卡座10銼刀套311鋼絲刷把412發(fā)電機臺313拖線盤100米個114水平尺600mm把415直角尺把216橡皮槌個1表6.1主要設備表7質量控制7.0.1接觸軌安裝中緊固件的力矩有廠家說明書的需按照說明說上嚴格執(zhí)行，其余按照《電氣化鐵道接觸網(wǎng)零部件技術條件》（TB/T2073-2010）中相關標準執(zhí)行。7.0.2施工人員需檢查接觸軌與相應走行軌的接觸表面的高度是否正確、對齊。7.0.3施工人員需注意接觸軌安裝中不允許采用金屬工具或者硬物敲擊接觸軌及其附件。7.0.4施工人員需檢查接觸軌及端部彎頭、中心錨結、中間接頭、膨脹接頭等附件安裝位置是否符合設計要求.7.0.5施工人員需注意中間接頭與接觸軌相連接的接觸面是否清潔，是否涂抹導電油脂。7.0.6施工人員需注意膨脹接頭的間隙是否有預留，預留范圍是否在±5mm。7.0.7檢查接觸軌的受流面距軌平面的垂直距離是否為200±5mm。7.0.8注意接觸軌中心距相鄰走行軌內緣的水平距離是否為792.5±5mm。7.0.9注意各項絕緣距離是否滿足設計要求。8安全措施8.0.1鋼鋁復合軌搬運時易出現(xiàn)砸傷，運輸及搬運鋼鋁復合軌時施工人員應注意安全，防止擠、壓、擊打碰傷。8.0.2軌行區(qū)施工行車瞭望條件差，參建單位多，相互交叉作業(yè)施工及程序復雜。施工中必須有可靠的通信系統(tǒng)，確保施工過程中的通信迅速、暢通、清晰，嚴禁在無通信聯(lián)絡或者視線不清的情況下在軌行區(qū)施工。8.0.3保證接觸軌的各連接縫隙的大小和連接縫處接觸軌接觸面的平滑度（對齊情況）滿足設計要求。8.0.4每個錨段的接觸軌端部彎頭和第一個整體絕緣支架的距離必須符合設計規(guī)定值。8.0.5在進行安裝膨脹接頭時，從一處錨固開始，安裝補償接頭，接著安裝另一側的第二處錨固，第二處錨固的安裝及伸縮間隙的調整必須在同一天進行，以盡可能保證工作開始時和結束時的環(huán)境溫度相同，補償組件的預留值不會發(fā)生變化。8.0.6在進行接觸軌安裝時，要保證接觸軌接縫到最近的絕緣支架的距離大于500mm。8.0.7安裝緊固螺栓時，要保證緊固螺栓的力矩滿足設計要求，力矩扳手使用前，必須檢查力矩扳手的力矩是否調整到位。8.0.8切記所有的電氣接觸面要涂上電力復合脂以獲得最佳導電性。9環(huán)保、節(jié)能措施9.0.1切實貫徹環(huán)保法規(guī)，嚴格執(zhí)行國家及地方政府頒布的有關環(huán)境保護和水土保持的法規(guī)、方針、政策和法令，結合設計文件和工程實際，及時提報有關環(huán)保設計，按批準的文件組織實施。9.0.2合理布局施工區(qū)域及生活場所，施工及生活污水排放三級沉淀。施工營地和施工現(xiàn)場的生活垃圾，要經(jīng)常清理打掃，分類集中處理；施工和生活中的廢棄物經(jīng)當?shù)丨h(huán)保部門同意后，運至指定地點。對于施工中廢棄的零碎配件、邊角料、水泥袋、包裝箱等及時收集清理并搞好現(xiàn)場衛(wèi)生。9.0.3施工過程中產(chǎn)生的廢包裝材料、廢舊設備零部件等每天施工完畢立即進行清理。9.0.4保護好施工范圍內的植被和綠化設施，當因施工破壞原植被時施工完后按原來的標準重新綠化。9.0.5當施工機械在施工期間意外拋錨必須進行現(xiàn)場修理時，必須先在修理過程中有可能被污染的區(qū)域鋪好油氈，防止污染線路。9.0.6嚴禁在施工現(xiàn)場焚燒任何含廢棄物和生產(chǎn)有毒有害氣體、煙塵、臭氣的物質，有害物質要使用封閉和帶有煙氣處理裝置的設備。10效益分析10.1經(jīng)濟效益本工法采用BIM建模進行區(qū)間限界檢測，一共檢測并優(yōu)化設計11處，每處大約節(jié)省成本約4500元，共計49500元。采用流水作業(yè)與同步作業(yè)相結合的方式，與傳統(tǒng)接觸軌及附件安裝相比較，原計劃用時4個月的接觸軌及附件安裝施工實際用時3個月，節(jié)省接觸網(wǎng)專業(yè)作業(yè)隊1個月的工時（60人，基本工資為6000元/月），可節(jié)約成本約36000元。10.2社會效益通過本項目的研究可以拓寬BIM技術工程的施工領域，提高公司以后在地鐵市場的的施工技術聲譽，提高企業(yè)知名度，對以后類似項目的實施提供經(jīng)驗及指導，具有廣闊的應用前景。本工法在廣州地鐵二十一號線供電系統(tǒng)安裝工程Ⅲ標段的應用，接觸軌樣板段順利通過了驗收，得到了業(yè)主及監(jiān)理單位的一致好評并在全線推廣，引得其它標段爭先學習。11應用實