地铁车站接地系统施工技术与应用

地铁车站接地系统施工技术与应用

张朋

中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610065

摘要：在现代城市发展当中，地铁工程建设必不可少。地铁作为城市发展的重要标志之一，在城市轨道交通中起着重要的作用，地铁接地技术是地铁安全运行的重要保证。地铁接地主要包括变电所供电系统的工作接地和保护人身和设备的保护接地等；通过各系统接地端子、强弱电母排、接地体和接地引出装置组成一个综合的接地系统。接地系统的可靠性直接关系到供电系统的稳定性和其他设备、人身安全。但地铁的接地一般不同于普通建筑接地，尤其是车站综合接地，需要考虑到地铁迷流和防水措施，对车站综合接地系统引出线施工要求较高。本文通过某地铁车站综合接地系统的施工技术与应用，分析车站综合接地系统中接地引出线施工中遇到的问题，采用合理的方法来解决这些问题。

关键词：地铁车站；接地系统；施工技术

引言

地铁车站地下结构是由围护结构及主体结构组成的，结合多年来地铁车站综合接地的设计思路，车站综合接地仅设置人工接地网，位于围护结构下方，通过接地引出线引至车站站台板下强弱电及非电气接地母排，车站内各房间再通过接地电缆联通接地母排至末端。

1地铁车站接地系统概述

依照线路分布情况，可以对地铁车站划分为高架站、地面站与地下站3个组成部分，地铁车站是旅客候车以及换乘的场所，在地铁车站之中包含多种机电设备与系统，如空调供暖系统、通风系统、供电系统等。在电力系统的运行过程中，为让高低压得到兼容，防止电器电击干扰，对设备运行安全性、人身安全性提供保证，需要结合最新《地铁设计规范》等相关规定，认真完成地铁车站综合接地设计工作，让全线形成统一强弱电合一系统。

地铁车站接地系统在设计过程中，需要严格按照以下几个原则进行：①接地系统的设计在保证人身安全、设备安全及运营可靠性的基础上，尽可能减少投资。②接地系统的设计应同时满足变电所设备、弱电设备及其他需接地的车站设备对接地的要求。设置包含结构钢筋在内的总等电位联结措施，并充分利用自然接地体作为接地装置，在站台板下结构主体上预埋与结构钢筋相连的钢板，通过接地母排与人工接地网连接。

2工程概况

该地铁车站站点位于地下，由站台层、站厅层等组成，最低处的标高为地下22m。车站的综合接地装置接地体敷设于底板垫层下，垂直接地体采用φ50×5、L=2.5m的铜管，共18根，间距大于7.5m；水平接地干线采用TMY－50×5铜排。综合接地装置接地引出线共有8处，P1-P4接地引出线，用于强电系统；P5-P8接地引出线，用于弱电系统；强、弱电系统接地引出线沿水平接地干线的间距大于20m，车站综合接地系统见图1。

图1车站综合接地系统示意图

其中，P1-P8为接地引出线，A1-A18为垂直接地体。该站接地体不同于一般大楼利用桩基作为接地体，接地线都在底板内敷设，它采用人工接地体。接地体敷设于车站底板垫层下，接地引出线要穿越车站的底板垫层并由底板引到车站内，必须防止地下水沿保护管的内外壁渗透到车站内。由于地铁接地线的特殊性，通常采用外引式接地极，绝缘引入的方法，在接地线穿越车站结构时，需采用保护管保护。地铁车站内存在地铁迷流，接地线如与车站结构内的钢筋接触，触点之间会产生电位差。这样的电位差在电力系统中是微不足道的，但由于迷流的存在，会对结构钢筋产生电化腐蚀，影响结构安全。

3地铁车站接地系统施工技术的应用

在接地引出线穿越车站结构时，采用保护管保护，通过对保护管进行预制，保护管与铜排间用环氧树脂填充，以起到绝缘和防渗的目的。为检验防渗和绝缘效果，对预制的保护管进行水压试验和绝缘测试；通过在引出线保护管外壁填充发泡填缝剂来实现保护管外壁与地铁接结构钢筋之间的接触，从而实现绝缘，达到减小地铁迷流的目的。

3.1保护管内、外填充材料选择

3.1.1保护管内填充材料选择

根据环氧树脂固化收缩率小，产品尺寸稳定；内应力小，不易开裂；工艺性好，可低压成型或接触压成型；绝缘性能好，具有优良的化学稳定性等特性，在施工中选择双酚A型环氧树脂。双酚A型环氧树脂因其优良的电绝缘性、耐热性、耐腐蚀、粘接性及其固化物和复合材料的良好机械性能，被广泛应用于航天、航空领域和汽车、造船、机电气、化工等行业中。

3.1.2保护管外壁填充材料选择

根据要求，采用单组份湿固化多用途聚氨酯发泡填缝剂。它具有较高的膨胀性和粘结性、超低热传导率、低吸水性、高绝缘性，并具有良好的防水、隔热、隔音、保温、耐震抗压等功能，固化后长期不开裂、不收缩、不腐化。产品的正常使用环境温度为+5℃至+35℃，固化后耐受-30℃至+80℃的温度；能粘结除聚乙烯、聚丙烯、硅酮和聚四氟乙烯材料外的所有建筑材料。泡沫喷出后，10min表干（不粘手），60min后可切割，4h后可承受重压。

3.2引出线保护管预制

保护管选用φ108×4不锈钢管制作。由于车站的底板厚1.0m，垫层厚0.2m，设计要求露出底板0.1m，选用的套管长度为1.3m，为方便试压和接地引出线铜排保护，预制时套管的长度改为1.6m。

（1）在距不锈钢管端0.65m处焊上止水环，要求满焊不渗水。止水环用δ=10mm钢板加工见图2。

图2止水环示意图

（2）将保护管用95%酒精清理内壁油污及灰尘等杂物，确保内壁清理干净，以提高管壁与环氧树脂的粘接力。

（3）在套管的底部焊上固定档块，固定档块采用不锈钢板制作，如用碳钢制作时要注意不能形成环路。

（4）将铜排穿进绝缘固定环中，随绝缘固定环穿入套管，然后浇筑环氧树脂。充填到0.6m处，放入第二个绝缘固定环，继续浇筑环氧树脂到1.25m处，放入最后一个绝缘固定环，再浇筑环氧树脂到1.3m处，离管口0.3m用于试压。

（5）待24h环氧树脂固化后，封闭管口进行试压（管口封板上事先焊接外螺丝短管用于接驳水管）。

（6）用兆欧表测试铜排与保护管间的绝缘电阻，绝缘电阻测试满足要求。

（7）接上手揿试压泵进行水压试验，设计要求试压压力为0.3MPa，试压时间5min，压力不降为合格。实际试压压力为0.4MPa，满足要求。

3.3引出线保护线管施工

（1）配合土建支模。先将预制保护管内铜排与水平接地线焊接，配合土建扎钢筋，安装保护管，调整垂直度后周围用钢筋固定。

（2）保护管与钢筋混凝土间隙用发泡填缝剂填充。发泡填缝剂使用时，施工表面要无尘、无油、湿润。对准所需填充部位，均匀填充至一半，待泡沫固化后用刀片进行表面处理。

（3）安装不锈钢保护管时，做到管子垂直，垂直度偏差不大于1.5‰，车站内的接地线引出时，再割去试压预留的30cm保护管。保护管施工完成后，经相关单位验证、验收。

结语

城轨交通以其快捷、准点、运输能力强等优点，近年来在大中城市得到快速发展。由于城轨交通工程涵盖的专业多，各系统设备都要接地，这给综合接地系统施工带来新的要求。本文以某地铁车站接地综合系统为背景，分析了地铁车站接地引出线穿越车站结构时的绝缘和防渗要求和减小地铁迷流等要求，通过选择合理的地铁引出线管内填充材料和管外壁填充材料、预支地铁引出线保护管管、合理的施工工艺和相应的绝缘测试、试压测试等，完成了对该地铁车站综合接地系统的施工，确保了地铁系统的可靠性，经地铁的实际运行检测，接地安全可靠。

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