一种铁路盾构隧道综合接地配套结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及隧道建设技术领域，尤其涉及一种铁路盾构隧道综合接地配套结构及其施工方法。


背景技术：

2.传统铁路隧道多采用新奥法施做，但近年来盾构法因其安全性好、掘进速度快对周边环境影响小的特点被广泛应用于铁路隧道建设中。
3.由于盾构法与新奥法的明显区别，盾构隧道不能利用锚杆、钢架、格栅等作为接地极，因此铁路盾构隧道综合接地配套的结构形式是一个新的技术问题。
4.现有的铁路盾构隧道综合接地配套结构形式，采用管片螺栓、管片螺栓连接钢筋、引接钢筋、电缆槽侧壁纵向接地钢筋以及接地端子共同组成电通体并与接地体相连，从而达到接地效果。但该方法需采额外增设管片螺栓连接钢筋将外露部分的管片连接螺栓与引接钢筋进行焊接，施工难度大，且螺栓连接钢筋及管片螺栓于运营期间长期暴露于空气中，锈蚀后钢筋及螺栓导电率下降，接地效果难以保障、接地系统失效率高。
5.通过上述分析，现有技术存在的问题是：现有方法需采额外增设管片螺栓连接钢筋将外露部分的管片连接螺栓与引接钢筋进行焊接，施工难度大，且螺栓连接钢筋及管片螺栓于运营期间长期暴露于空气中，锈蚀后钢筋及螺栓导电率下降，接地效果难以保障、接地系统失效率高。


技术实现要素：

6.本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种铁路盾构隧道综合接地配套结构及其施工方法，利用轨下结构内固有钢筋形成接地网络，耐久性好且接地效果有益。
7.本发明提供了如下的技术方案：
8.铁路盾构隧道综合接地配套结构，选择轨下结构内固有的结构钢筋形成轨下结构接地网络，与其他接地结构设施共同构成一个完整点通体并引接至隧道外接地。
9.其中，其他接地结构设施包括通信电缆槽侧壁上布设的电缆槽侧壁纵向接地钢筋、以及通信电缆槽内底部布设的贯通地线、接地端子、以及引接钢筋，所述引接钢筋将接线端子、电缆槽侧壁纵向接地钢筋和贯通地线连接成完整的电通路。
10.进一步，所述电缆槽侧壁纵向接地钢筋每延伸一段距离截断一次；所述贯通地线敷设于通信电缆槽底部并引接至隧道外接地，同时进行砂防护；所述引接钢筋为a16引接钢筋。
11.进一步，所述的接地端子由电缆槽侧壁接地端子及电缆槽底部接地端子构成；电缆槽侧壁接地端子按一定间距布设于通信电缆槽侧壁上，用于为隧道内用电设备提供接地端口；电缆槽底部接地端子按一定间距布设于通信电缆槽底部，用于为引接钢筋提供与贯通地线相接的连接端口。
12.进一步，所述电缆槽侧壁纵向接地钢筋外缘距钢筋混凝土外表面不小于30mm，每
50
‑
200m截断一次；所述接地端子每隔50
‑
100m设置一处。
13.其中，轨下结构接地网络由轨下结构内的轨下结构纵向接地钢筋及轨下结构环向接地钢筋组成，轨下结构纵向接地钢筋按一定间距选取自轨下结构纵向结构钢筋，轨下结构环向接地钢筋按一定间距选取自轨下结构环向结构钢筋；轨下结构具有多个结构块，每个结构块内各自具有轨下结构纵向接地钢筋及轨下结构环向接地钢筋；相邻结构块间的钢筋、以及结构块内的轨下结构纵向接地钢筋和轨下结构环向接地钢筋均采用钢筋套筒连接或焊接连接形成电通路。
14.其中，所述接地配套结构电阻不大于1欧姆。
15.本发明还提供了上述铁路盾构隧道综合接地配套结构的施工方法，包括下述步骤：
16.s1：按照一定的间距，在轨下结构中选取轨下结构纵向接地钢筋及轨下结构环向接地钢筋，并在钢筋间进行稳定连接形成电通路；
17.s2：沿隧道纵向按一定间距布设引接钢筋，引接钢筋与轨下结构环向接地钢筋连接牢固形成电通路；
18.s3：轨下结构完成浇筑后，绑扎通信电缆槽钢筋，并于通信电缆槽侧壁位置上布设电缆槽侧壁纵向接地钢筋；
19.s4：于通信电缆槽侧壁及底部分别按照一定间距预埋电缆槽侧壁接地端子及电缆槽底部接地端子；
20.s5：将电缆槽侧壁接地端子、电缆槽底部接地端子和电缆槽侧壁纵向接地钢筋分别与引接钢筋间连接牢固形成电通路；
21.s6：浇筑通信电缆槽，布设通信电缆槽底部贯通地线，贯通地线与接线端子间焊接牢固形成电通路，并引接至隧道外接地。
22.其中，所述步骤s1具体包括下述步骤：
23.s11：在轨下结构预制中箱涵中按照一定间距选取轨下结构纵向接地钢筋及轨下结构环向接地钢筋，钢筋间采用钢筋套筒连接或焊接连接形成电通路；
24.s12：轨下结构预制中箱涵拼装就位后，绑扎现浇边箱涵钢筋，并按照一定间距选取轨下结构纵向接地钢筋及轨下结构环向接地钢筋，钢筋间采用钢筋套筒连接或焊接连接形成电通路；
25.s13：中箱涵与边箱涵之间也采用钢筋套筒或焊接连接所选取的钢筋，从而形成箱涵之间的电通路。
26.其中，所述步骤s6还包括，在通信电缆槽底部进行砂防护。
27.其中，所有接地端子均通过a16引接钢筋与电缆槽侧壁纵向接地钢筋连接；接地钢筋交叉点采用a16钢筋l型焊接；所有接地钢筋间的连接均应保证焊接质量，单边焊搭接长度不小于10d，双边焊搭接长度不小于5d，其中d为钢筋直径。
28.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：结构简单、实施方便、除贯通地线及接地端子外其他接地材料皆埋置于混凝土结构内不易腐蚀、接地材料均取自结构固有钢筋、无需额外增设专用材料，从而达到加快工程进度、减少工程投入、增加接地系统耐久性、降低其失效率并保证良好的接地效果的目的。
附图说明
29.图1是本发明综合接地配套结构一种实例的横断面示意图。
30.图2是本发明综合接地配套结构一种实例的纵向结构示意图。
31.图3是图1右下部分的局部放大图。
32.其中：1、盾构管片；2、隧道中线；3、线路中线；4、轨下结构；5、通信电缆槽；6、轨下结构纵向接地钢筋；7、轨下结构环向接地钢筋；8、电缆槽侧壁接地端子；9、电缆槽底部接地端子；10、电缆槽侧壁纵向接地钢筋；11、贯通地线；12、引接钢筋；13、钢筋套筒。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
34.如图1
‑
3所示，本发明的铁路盾构隧道综合接地配套结构，由轨下结构4内布设的轨下结构接地网络、通信电缆槽5内布设的电缆槽侧壁纵向接地钢筋10、贯通地线11、引接钢筋12以及接地端子共同构成一个完整点通体并引接至隧道外接地。其中电缆槽侧壁纵向接地钢筋10每延伸一段距离截断一次，如每100m截断一次，其作用是将该段隧道内产生的短路电流消散在其所在的管片范围内，如50环内的管片范围内，减少对其他管片的影响。
35.轨下结构接地网络由轨下结构纵向接地钢筋6及轨下结构环向接地钢筋7组成。轨下结构纵向接地钢筋6按一定间距选取自轨下结构纵向结构钢筋。轨下结构环向接地钢筋7按一定间距选取自轨下结构环向结构钢筋，接地用钢筋均为结构自有，无需额外增设。轨下结构4可以具有多个结构块，如本实施例图中轨下结构4分为三个结构块，分别由一个中箱涵和两侧的两个边箱涵浇筑而成，每个结构块内各自具有轨下结构纵向接地钢筋6及轨下结构环向接地钢筋7。相邻结构块间的钢筋、以及结构块内的钢筋均可以采用钢筋套筒13连接或焊接连接形成电通路。
36.所述的贯通地线11敷设于通信电缆槽5底部并进行砂防护并引接至隧道外接地。
37.所述的接地端子由电缆槽侧壁接地端子8及电缆槽底部接地端子9构成。电缆槽侧壁接地端子8按一定间距布设于通信电缆槽5侧壁内，其作用是可以作为与隧道内用电设备相接的接地端口，从而将隧道内用电设备的短路电流引出。电缆槽底部接地端子9按一定间距布设于通信电缆槽底部，其作用是可以作为引接钢筋12与贯通地线11相接的连接端口，从而使轨下结构接地网络中的电流经由接地端子9引入贯通地线11实现引出隧道外接地。
38.引接钢筋12沿隧道纵向按一定间距布设，通过焊接的方式将轨下结构接地钢筋6、7、电缆槽侧壁纵向接地钢筋10、贯通地线11以及接地端子8、9连接牢固，形成一个完整电通体，其后通过贯通地线11引接至隧道外接地。
39.本发明实施过程包括如下步骤：
40.首先在轨下结构预制中箱涵中按照一定间距选取轨下结构纵向接地钢筋6及轨下结构环向接地钢筋7，钢筋间采用钢筋套筒13连接或焊接连接形成电通路。
41.轨下结构预制中箱涵拼装就位后，绑扎现浇边箱涵钢筋，并按照一定间距选取轨下结构纵向接地钢筋6及轨下结构环向接地钢筋7，钢筋间采用钢筋套筒13连接或焊接连接
形成电通路。
42.中箱涵与边箱涵之间也采用钢筋套筒13或焊接连接所选取的钢筋，从而形成箱涵之间的电通路。
43.沿隧道纵向按一定间距布设引接钢筋12，引接钢筋与轨下结构环向接地钢筋7焊接牢固形成电通路。
44.浇筑轨下结构现浇边箱涵后，绑扎通信电缆槽5钢筋，并于通信电缆槽5侧壁位置上布设电缆槽侧壁纵向接地钢筋10。
45.于通信电缆槽5侧壁及底部分别按照一定间距预埋电缆槽侧壁接地端子8及电缆槽底部接地端子9，接地端子8、9和电缆槽侧壁纵向接地钢筋10分别与引接钢筋12间焊接牢固形成电通路。
46.浇筑轨下结构现浇通信电缆槽5，布设通信电缆槽5底部贯通地线11，贯通地线11与接线端子9间焊接牢固形成电通路，并引接至隧道外接地。
47.通信电缆槽5底部进行砂防护。
48.本发明实施的技术要求如下：
49.隧道轨下结构预制中箱涵以及现浇边箱涵中，以1m为间隔，选择其纵向结构钢筋作为轨下结构纵向接地钢筋6。
50.轨下结构纵向接地钢筋每个作业段落(长度2m，与盾构管片每环长度相同，且每2环管片设置一处)中选2根环向结构钢筋作为轨下结构环向接地钢筋7，环、纵向接地钢筋间可靠焊接，并且环向接地钢筋应与两侧的两根贯通地线11连接。
51.每个作业段落(2m)内的轨下结构环向接地钢筋7与两侧通信电缆槽5的靠线路侧外缘的电缆槽侧壁纵向接地钢筋10通过连接钢筋12连接。
52.通信电缆槽5侧墙上部的电缆槽侧壁纵向接地钢筋10(直径不小于16mm)，作为电缆槽侧壁纵向接地钢筋，电缆槽侧壁纵向接地钢筋10外缘距钢筋混凝土外表面不小于30mm，每100m断开一次。
53.地接端子均采用桥隧型接地端子。
54.通信电缆槽底部每间隔100m设置一个接地端子，供隧道接地装置与贯通地线的连接。
55.通信电缆槽侧壁每间隔50m设置一个接地端子。
56.所有接地端子均通过a16引接钢筋12与电缆槽侧壁纵向接地钢筋10连接。
57.所有接地钢筋间的连接均应保证焊接质量，单边焊搭接长度不小于10d，双边焊搭接长度不小于5d，其中d为钢筋直径。接地钢筋交叉点采用a16钢筋l型焊接，焊接长度同上述要求。
58.隧道内沿线路在通信电缆槽5内敷设一根a16纵向贯通地线11，并引接至隧道外接地。
59.通信电缆槽底部采取砂防护措施。
60.接地工程完工后应进行电阻测试，保证电阻不大于1欧姆即可满足接地要求。
61.实践证明，本发明的铁路盾构隧道综合接地配套结构，结构简单、实施方便、除贯通地线及接地端子外其他接地材料皆埋置于混凝土结构内不易腐蚀、接地材料均取自结构固有钢筋、无需额外增设专用材料，从而可达到加快工程进度、减少工程投入、增加接地系
统耐久性、降低其失效率并保证良好的接地效果的目的。
62.本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易先到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权力要求的保护范围为准。