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高速接觸軌設(shè)備安裝監(jiān)理及其質(zhì)量控制規(guī)范
發(fā)布日期：2016-03-04 來源：作者：顧崢嶸 羅榮 英泰克工程顧問（上海）有限公司
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一、引言
城市軌道交通建設(shè)方興未艾，未來我國大約有229個城市有發(fā)展軌道交通的潛力，到2050年規(guī)劃的線路將增加到289條，總里程數(shù)達(dá)到11700km。
接觸軌供電方式由于其構(gòu)造簡單、安裝方便、維修費用低、對隧道建筑結(jié)構(gòu)的凈空間要求低和安裝在高架線上不影響觀感等特點，在國內(nèi)軌道交通上有大力發(fā)展的趨勢。上海軌道交通16號線的供電系統(tǒng)采用DC1500V接觸軌系統(tǒng)，16號線是上海首條接觸軌線路，也是國內(nèi)首條設(shè)計時速達(dá)到120km/h接觸軌系統(tǒng)的軌道交通線路，此次接觸軌供電方式的應(yīng)用在我國城市軌道交通建設(shè)史上將起到非常重要的里程碑作用并產(chǎn)生巨大的示范效果。
在此背景下，參與上海軌道交通16號線工程的設(shè)計、施工監(jiān)理，對《高速接觸軌系統(tǒng)設(shè)計及施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》進行了研究及探索，并通過本監(jiān)理項目的實踐，試圖尋找高速接觸軌工程設(shè)備材料及安裝質(zhì)量控制的要點和方法，建立高速接觸軌系統(tǒng)安裝工程監(jiān)理質(zhì)量控制規(guī)范。
二、本工程的特點和難點
1、線路長、彎道多，連接要求高
本工程線路長約60km，其中地下線路長約14km，高架線路長約46km，設(shè)站13座，最長區(qū)間約10.6km，接觸軌斷點多、連接要求高。
2、設(shè)計時速快，靴軌防振、防松要求高
正線采用DC1500V接觸軌系統(tǒng)，設(shè)計時速120 km/h，為目前世界上采用接觸軌牽引供電方式時速最快的線路，靴軌沖擊振動大，防松要求高。
3、施工空間有限，安裝難度大
高架橋梁采用法國設(shè)計的薄殼“U”梁，車輛授電方式前期設(shè)計為柔性接觸網(wǎng)，后改為接觸軌系統(tǒng)，安裝空間狹小，增加安裝難度。
4、采用新產(chǎn)品、新材料，部件質(zhì)量控制任務(wù)艱巨
由于車輛行駛在“U”梁上產(chǎn)生較大噪聲，鋼軌選用150m/根的長軌鋪設(shè)，并采用4種道床形式，接觸軌整體絕緣支架底座采用7種結(jié)構(gòu)形式。為減少對集電靴的沖擊力，采用高、低速兩種規(guī)格端部彎頭。接觸軌系統(tǒng)連接部件規(guī)格多，均為新開發(fā)產(chǎn)品，對材料部件質(zhì)量控制任務(wù)艱巨。
5、采用新工藝，高架施工風(fēng)險大
接觸軌距鋼軌中心及距鋼軌面安裝高度允許偏差只有±5mm，鋼軌鎖緊固定后方可進行接觸軌系統(tǒng)的安裝及調(diào)整。本工程施工前受鋪軌單位進度影響，后受正線試車段受電和區(qū)段通車的時間限制，外部因素影響大，工期緊、風(fēng)險高。
三、質(zhì)量控制重點
接觸軌系統(tǒng)是接觸供電系統(tǒng)的另一種形式，適用于120km/h運營速度等級的DC1500V接觸軌系統(tǒng)是上海地鐵16號線的核心技術(shù)，靴軌良好授流是安全運營的關(guān)鍵，也是監(jiān)理質(zhì)量控制的重點。本工程采用下部接觸授流方式，主要由鋼鋁復(fù)合軌、支撐裝置、中心錨結(jié)、端部彎頭、中間接頭、膨脹接頭、防護罩及電纜連接板等部件組成。除部件、材料須符合要求外，安裝過程中保證導(dǎo)軌及各連接件的可靠連接也是質(zhì)量控制的重點。
1、抓住接觸軌系統(tǒng)授流的薄弱環(huán)節(jié)，明確施工驗收標(biāo)準(zhǔn)
在接觸軌系統(tǒng)中，鋼鋁復(fù)合軌作為導(dǎo)電軌安裝在絕緣支架上，軌與軌之間用魚尾板機械連接，在道岔、平交道口、軌旁的緊急出口、電氣斷開點等需要斷開鋼鋁復(fù)合軌的地方安裝端部彎頭，有利于機車車輛的集電靴平滑過渡、良好授流。
錨段之間安裝溫度膨脹接頭，并且在每個錨段的中間安裝中心錨結(jié)，以補償鋼鋁復(fù)合軌由于溫度變化引起的縱向伸縮。為保證整個系統(tǒng)的安全，在鋼鋁復(fù)合軌上安裝絕緣防護罩。
接觸軌連接處是系統(tǒng)授流的薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)接觸軌系統(tǒng)平面布置情況，找出接觸軌系統(tǒng)授流的薄弱位置，加強質(zhì)量控制，是監(jiān)理工作的首要任務(wù)。
（1）機械分段、電分段質(zhì)量控制
接觸軌斷口分為機械分段和電分段兩種。機械分段主要設(shè)置在道岔、地下車站人防門、防淹門、車站換邊等處。機械分段采用接觸軌自然斷開方式，斷口大小設(shè)計要根據(jù)具體位置情況，以不影響其他設(shè)備的正常使用和正常行車為標(biāo)準(zhǔn)，這就帶來施工的不確定性，影響質(zhì)量控制。為此，監(jiān)理應(yīng)盡早協(xié)調(diào)接觸軌、軌道、供電、人防門等施工單位，明確斷口位置及大小，落實施工標(biāo)準(zhǔn)。
對在列車惰行區(qū)段（進站端）、正線與輔助線間、車輛段或停車場出入線與正線交界處、車輛段或停車場內(nèi)不同供電分區(qū)之間設(shè)置的電分段，斷口長度應(yīng)充分考慮列車上集電靴的分布連接情況和集電靴與接觸軌端部彎頭始觸點的位置等因素影響，使靴軌配合良好。
（2）道岔區(qū)段接觸軌控制
道岔區(qū)段接觸軌的檢查以集電靴不碰觸岔線敷設(shè)的接觸軌或岔線駛?cè)胝�時，不碰觸正線敷設(shè)的接觸軌為標(biāo)準(zhǔn)。道岔區(qū)段接觸軌的布置與接觸軌的安裝位置、車輛的外輪廓尺寸（集電靴處）和道岔的型號、轉(zhuǎn)轍機的位置等有關(guān)。安裝和調(diào)試前強化了對相關(guān)軌道、信號專業(yè)設(shè)備規(guī)格型號和安裝位置的檢查與控制。
（3）保證斷口區(qū)域不失電
控制接觸軌斷電區(qū)的長度小于集電靴間的最小距離，使得機車在通過接觸軌斷電區(qū)時不發(fā)生瞬時斷電現(xiàn)象，對前期3輛編組列車、6個集電靴中保證有1個集電靴授電。
2、注重安全防護設(shè)備檢查
接觸軌沿軌道低位安裝，與人身接觸的概率增大，尤其是當(dāng)供電電壓提高到DC1500V之后，對人身的安全威脅更大。在接觸軌系統(tǒng)的監(jiān)理中，對安全保護設(shè)備的監(jiān)理顯得尤為重要。
（1）控制絕緣電阻值，提高絕緣泄漏時的接地保護可靠性
在全線裝設(shè)貫通的接地線，并與牽引變電所的接地母排連接，構(gòu)成接觸軌（網(wǎng)）系統(tǒng)接地保護回路。監(jiān)理通過分段控制、平行檢驗，控制接地電阻值符合設(shè)計要求。
（2）采取措施，防止接觸軌防護罩竄動
由于接觸軌安裝位置的特殊性，為防止和避免人員無意中觸碰到帶電的接觸軌及其附屬設(shè)備，對全線接觸軌安裝防護罩�？紤]到防護罩長度不一、膨脹系數(shù)不一樣，監(jiān)理提出建議，由部件供應(yīng)商增加契塊鎖緊裝置，加強防竄動控制。
3、嚴(yán)控部件制造質(zhì)量
所有與鋼鋁復(fù)合軌供電有關(guān)的附件都采用與鋼鋁復(fù)合軌材質(zhì)相近或相互配套的材質(zhì)，保證供電穩(wěn)定，且不產(chǎn)生腐蝕。鋼鋁復(fù)合軌及其附件的主要技術(shù)條件及機電性能指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計要求，包括鋼鋁復(fù)合軌、中間接頭、端部彎頭、膨脹接頭、中心錨結(jié)等部件。
（1）針對本項目設(shè)備材料的專用性做好設(shè)計聯(lián)絡(luò)工作
高速接觸軌部件中新開發(fā)產(chǎn)品多，對設(shè)備材料的質(zhì)量控制任務(wù)艱巨。為了保證工程順利地實施，會同設(shè)計單位、施工承包商及設(shè)備供應(yīng)商召開多次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會，澄清合同文件中的技術(shù)條款和細(xì)節(jié)，確定設(shè)備材料性能測試內(nèi)容、設(shè)備安裝調(diào)試工作的界面、接口問題及出廠驗收大綱。
通過設(shè)計聯(lián)絡(luò)會解決了不同型號絕緣支架槽鋼底座的安裝方式，協(xié)調(diào)多家供貨商解決擁有不同專利技術(shù)的防護罩互換性問題，對隨溫度變化防護罩會竄動、長時間后不能復(fù)位的情況，要求供貨商增加防竄動卡塊。
（2）嚴(yán)格履行型式試驗及工廠驗收程序
對于主要設(shè)備材料及新材料進行型式試驗，包括鋼鋁復(fù)合軌及附件的機械、電氣、耐磨、熱膨脹性能，絕緣支架的抗老化、耐電弧性能，接觸軌膨脹接頭滑動力測試等。部件批量出廠前，監(jiān)理組織工廠驗收，工廠驗收包含質(zhì)量控制資料審查和工廠測試兩部分，確保使用的工程設(shè)備材料符合合同文件的質(zhì)量要求。
4、細(xì)化過程控制
（1）加強接觸軌授流面控制
接觸軌安裝是基礎(chǔ)，通過采用專用測量工裝及儀器，接觸軌的授流面距走行軌軌頂連線平面的垂直距離控制在200±5mm，接觸軌中心距線路中心的水平距離控制在1550±5mm。接觸軌授流面在兩相鄰絕緣支架處的坡度不超過1‰（端部彎頭除外）。鋼鋁復(fù)合軌在施工現(xiàn)場切割后，檢查切口表面應(yīng)光滑沒有毛刺，不銹鋼帶沒有卷邊現(xiàn)象，材料不得有退火現(xiàn)象。
（2）接觸軌及附件連接可靠，鎖緊防松、防振動是安裝過程中監(jiān)理控制重點
槽鋼底座錨栓灌注后，進行拉拔試驗。絕緣支架與底座應(yīng)連接牢固，控制緊固力矩在60～70N•m范圍內(nèi)。絕緣支架卡爪螺栓緊固力矩在44～56N•m范圍內(nèi)。中心錨結(jié)的安裝與膨脹接頭的間隙設(shè)置保持一致，防止鋼鋁復(fù)合軌向兩側(cè)不均勻竄動。對于大坡度處中心錨節(jié)安裝的組數(shù)，現(xiàn)場應(yīng)逐一檢查以滿足設(shè)計要求，防止竄動。膨脹接頭的補償量控制在200mm，初始滑動力不大于800N。魚尾板的雙螺母連接逐一檢查，不得缺少螺帽，并畫上紅漆標(biāo)記，保證防松質(zhì)量。
（3）連接線降低接觸電阻，減少發(fā)熱
電連接安裝時應(yīng)預(yù)留因溫度變化而產(chǎn)生的位移長度，均回流線與鋼軌連接前鋼軌連接面應(yīng)打磨、除銹、鎖緊并防松，電氣導(dǎo)通良好，避免出現(xiàn)打火、燒傷鋼軌等問題。
避雷器引線連接正確牢固，接地線接頭搭接長度應(yīng)符合設(shè)計要求，接地電阻值應(yīng)不大于10Ω。
5、強化接觸軌系統(tǒng)測試與驗收
（1）嚴(yán)格進行限界檢查
應(yīng)特別關(guān)注車輛、軌道及接觸軌多點誤差的累計偏差問題，協(xié)調(diào)相關(guān)單位共同保證限界要求。
（2）提高接觸軌系統(tǒng)冷、熱滑試驗次數(shù)。
高速接觸軌冷、熱滑試驗由2次提高為3次，第3次按120km/h正常運行速度運行。試驗時重點進行接觸軌盲區(qū)的檢查，在冷滑時逐處進行檢查，熱滑時驗證，保證至少有一個集電靴帶電，冷、熱滑試驗方法與標(biāo)準(zhǔn)見表1。
通過接觸軌系統(tǒng)熱滑試驗，檢驗接觸軌系統(tǒng)與機車集電靴的配合程度及牽引機電系統(tǒng)供電能力。通過靴軌的實際接觸和取流，可有效檢驗供電系統(tǒng)潛在的工程缺陷并加以克服，從而保證開通后列車的正常運行。
通過接觸軌系統(tǒng)熱滑試驗，檢驗接觸軌系統(tǒng)與機車集電靴的配合程度及牽引機電系統(tǒng)供電能力。通過靴軌的實際接觸和取流，可有效檢驗供電系統(tǒng)潛在的工程缺陷并加以克服，從而保證開通后列車的正常運行。
四、收獲與體會
本工程設(shè)計時速120km/h，沒有現(xiàn)行的工程質(zhì)量驗收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。工程結(jié)合我國城市軌道交通接觸軌工程施工質(zhì)量控制和質(zhì)量驗收的實踐經(jīng)驗，參照上海市《城市軌道交通機電設(shè)備安裝工程質(zhì)量驗收規(guī)范》，在堅持“驗評分離、強化驗收、完善手段、過程控制”指導(dǎo)原則的前提下，依據(jù)GB50300-2001《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》進行分部、分項劃分，并確定了相關(guān)驗收標(biāo)準(zhǔn)。
實際監(jiān)理中應(yīng)盡早明確監(jiān)理工作程序及檢查驗收標(biāo)準(zhǔn)，將大量的日常檢查、旁站的工作內(nèi)容具體化、標(biāo)準(zhǔn)化，有助于提高監(jiān)理效率，增強監(jiān)理工作說服力。“寫好你要做的，做好你所寫的，記好你已做的”是監(jiān)理工作行之有效的好方法。
在工程期間，監(jiān)理單位對高速接觸軌系統(tǒng)安裝工程質(zhì)量監(jiān)控的規(guī)范化、模式化進行了探索，由參建各方編制的《120km/h高速接觸軌系統(tǒng)設(shè)計及施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》已出版發(fā)行，將對120km/h接觸軌系統(tǒng)的設(shè)計、施工、監(jiān)理關(guān)鍵技術(shù)的推廣應(yīng)用起到指導(dǎo)借鑒的作用。
