高速铁路综合接地系统施工检测研究

铁道建筑　２０１３年第８期　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　１２３　文章编号：１００３—１９９５（２０１３）０８．０１２３—０２　高速铁路综合接地系统施工检测研究　孟宪军　，马荣田　（１．哈大铁路客运专线公司，辽宁沈阳　１１００１３；２．中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京　１０００８１）　摘要：在高速铁路上利用贯通地线电缆将沿线各类钢筋混凝土结构中的钢筋连接起来形成的综合接地　系统是一项重要的安全防护系统，也是高速铁路建设中新的施工项目，其施工技术标准和质量检测手段　有待完善。本文介绍了综合接地系统的功能与构成、检测内容、检测方法、判别标准和注意事项，并以桥　墩接地系统施工检测为例，重点介绍了综合接地系统连通检测方法，可供相关检测技术人员参考。　关键词：客运专线　站前工程综合接地检测技术　中图分类号：Ｕ２３８；Ｕ２２４．２　５　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１３．０８．３７　在我国高速铁路建设中，综合接地系统是一个全　新的施工项目，不仅目前的施工工艺和技术标准还需　２综合接地系统检测　要进一步完善，而且它在高速铁路中绝大部分是隐蔽　综合接地系统检测包括两项工作：一是对接地极　性工程，施工后的检测存在许多急待解决的问题。本　的检测，目的是验证综合接地系统施工后人工接地体　文以桥墩接地系统施工检测为例，介绍综合接地施工　是否达到设计要求；二是对连通性的检测，目的是验证　检测技术。　隐蔽在混凝土中的综合接地专用结构钢筋连接的焊接　１　综合接地系统的功能与基本构成　质量，是否达到了相关技术标准规定的通流性和导通　性要求。施工中如果出现接续不良会引起安全问题，　在高速铁路上设置接地系统主要是为了防止雷　一旦发生直击雷或电力牵引短路引起的大电流在接续　击、电磁干扰、牵引供电回流等对高速铁路线路上的各　不良的钢筋上泄流，将在混凝土内引发激烈的热效应，　类设施、设备和人员造成损害。由于接地系统涵盖在　会造成承载体结构破坏。　高速铁路路基、桥梁、隧道、站场等各类工程中，所以又　２．１接地极检测　称为综合接地系统。为了起到有效防护作用，高速铁　综合接地系统的人工接地体（简称接地极）检测　路的各项建筑设施被用贯通地线电缆连接起来，这样　是对接地极与大地接触电阻值的检测。接地极在桥梁　可以保证整个高速铁路线路都被钳制在同一个电位　上是利用了基础桩内的钢筋和扩大基础底板内的钢筋　上，不会在短距离内出现电压差（跨步电压），伤及人　网。这些接地极在按《铁路综合接地系统》（通号　员和设备，并将任意一点出现的有害电量就近释放到　［２００９］９３０１）设计图制作后，都有引出的综合接地端　大地中。综合接地系统是贯通在高速铁路上的一个完　子与其连接，检测时应首先确认引出的接地端子，再使　整而庞大的安全防护系统。　用接地电阻检测仪对地电阻进行常规测量。这种检测　综合接地系统的构成主要是将高速铁路上需要进　较为简便，不作具体介绍。　行接地防护的构件通过各种连接方式引入到专门设置　２．２　连通检测　的人工接地体中，以实现防护目的。在高速铁路上构　综合接地系统连通检测主要是检测隐蔽在混凝土　造物之间的综合接地连接方式是用多股不锈钢连接线　中的专用接地钢筋之间的连通状况，通过检测可判定　连通，构造物内部是用非预应力结构钢筋焊接连通，并　出被测钢筋接续情况，可确定是否有因焊接接续不合　由特制接地端子引到混凝土构筑物表面，同连接线连　格造成等效钢筋截面的变径，及是否正确连接。　接。要求连接线与钢筋的横截面积应始终满足大电流　连通检测是通过测量钢筋电阻值来实现的。在确　（２０　０００　Ａ）的可靠通流条件。　定了被测钢筋的直径和长度后，用其实测电阻值与理　论计算的电阻值进行比较。如果两个电阻值相同（或　收稿日期：２０１３－０４—１１；修回日期：２０１３—０５—２０　实测值小于计算值），可以判定被测钢筋全段没有缩　作者简介：孟宪军（１９５５一），男，吉林省吉林市人，高级工程师。　径变化。如果某段被测钢筋的某一处是焊接的，可以　ｌ２４　铁道建筑　确定焊接处的等效横截面是否与钢筋的截面相同，从　因素可造成实测值小于计算值。　２．３桥墩综合接地连通检测　而可判定是否存在焊接面不足或者假焊现象。当实测　电阻值大于理论计算电阻值时，说明或者被测钢筋存　在缩径，或者焊接质量存在问题，使得钢筋的通流性没　桥墩的综合接地连通检测一般共有３个检测点，２　项连通检测，见图１。图中Ａ为墩身地表下１００　ｍｍ处　有达到同等直径钢筋的通流标定值。　对综合接地专用结构钢筋的使用，铁集成［２００６］　２２０号文规定：接触网短路电流≤２５　ｋＡ时，截面应　≥１２０　ｍｍ　：接触网短路电流＞２５　ｋＡ时，截面应　的综合接地端子，Ｂ为墩帽顶面上的下行侧综合接地　端子，Ｂ　为墩帽顶面上的上行侧综合接地端子。　≥２００　ｍｍ　（钢筋直径≥１６　ｍｍ）。　常用于综合接地的专用结构钢筋规格是　１６，其　截面积ｓ　为２０１．０６１　ｍｍ　，铁的电阻率Ｐ为０．９７×　１０。ｎ・／／１，则每米　１６钢筋的理论计算电阻值Ｒ　＝　ｐＬ／Ｓ１６＝０．９７×１０一’×１／（２０１．０６１×１０一　）＝０．４８２×　１０　ｎ。其中，　为钢筋长度。　已知每米＋１６钢筋的理论电阻值，则可计算得到　被测钢筋的计算电阻，把实测值与之比较，就能够判断　隐蔽在混凝土中的钢筋是否连通，及连通的通流性是　否满足规定。　由于检测的钢筋电阻值极低，要求检测仪表具有　很高的精度和合适的量程。现场上千次试验证明，只　有掌握好测量注意事项，检测结果才会可靠。　为了保证连通检测的准确性，可靠识别出接续不　良的综合接地系统专用结构钢筋，应注意以下事项：　１）测量前应认真阅读仪表使用说明书，掌握仪表　操作步骤和测量过程中的调整方法。双臂电桥的操作　比较复杂，应重点掌握。　２）测量前应做好仪表的归零调整。　３）为了保证测量的准确性，应选用一根同样规格　的钢筋进行多次模拟检测。　４）测量用的４根笔线必须是多芯的软线，单根截　面不应小于４　ｍｍ　，否则影响测量精度。　５）测量用的线夹必须按使用说明书的规定，同时　成对夹在被测端子或连接件上。不得将同侧两条测试　笔线合一。　６）夹于端子上的两个测量线夹，应与端子做到面　接触，接触面不应小于７０　ｍｍ　，如果条件允许可用铜　材质做一个螺栓形连接件，拧在被测端子上，让线夹与　端子达到面接触，使检测端不受接触电阻的影响，测量　数值更准确。　７）检测时应考虑测量温度对测量电阻值的影响。　８）检测结果出来后，应做迂回通道的影响分析。　因为综合接地的连通是利用混凝土中的结构钢筋构成　的，结构钢筋都是网状布置，它们之间的搭连，会影响　到测量结果。一般每一处迂回搭连有效面积不足０．５　ｍｍ　，远小于２００　ｍｍ　，但因其数量大不可忽略。这一　图１　桥墩的综合接地连通检测示意　前文述及，由于结构钢筋相互之间的搭连会造成　许多迂回导电通路，墩身越高迂回导电通路就越多，造　成实测值往往小于按图纸核定的连通电阻计算值。由　于这个原因，在墩帽上不能直接对Ｂ和Ｂ　两个接地端　子进行连通测量，这样测试电流会通过许多小的迂回　导电通路流回，致使检测电流根本没有通过墩身的综　合接地专用钢筋就全部短路回来，而无法检测。桥墩　的综合接地连通检测项目分别是Ａ—Ｂ和Ａ—Ｂ　。　３　结束语　综合接地连通检测是一项很重要的检测项目，通　过本文对检测内容、检测方法、注意事项的总结，相关　技术人员可举一反三地开展各种钢筋混凝土结构内的　综合接地系统施工质量的检测，从而保证高速铁路综　合接地系统的施工质量。　参　考　文　献　［１］中华人民共和国铁道部．ＴＢ／Ｔ　３２３３－－２０１０铁路综合接地　系统测量方法［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１０．　［２］中华人民共和国铁道部．铁建设［２００７］３９号　铁路防雷、　电磁兼容及接地工程技术暂行规定［Ｓ］．北京：中国铁道出版　社，２００７．　［３］铁道部经济规划研究院．铁路工程建设通用参考图图号：　通号［２００９］９３０１铁路综合接地系统［Ｓ］．北京：铁道部经济规　划研究院，２００９．　［４］中华人民共和国铁道部．铁集成［２００６］２２０号　客运专线综　合接地技术实施办法（暂行）［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００６．　［５］孟宪军．高速铁路综合接地施工与检验［Ｍ］．北京：中国铁　道出版社，２０１１．　（责任审编　李付军）