隧道综合接地施工工艺手册

隧道综合接地施工工艺总结
1 工艺概况
隧道综合接地系统是由贯通地线、接地装置及引接线等构成的低阻等电位综合接地平台，该系统通过沿隧道两侧敷设的贯通地线将铁路沿线建筑物、构筑物的防雷接地、强弱设备的工作接地、保护接地、防过电压接地、放静电接地、屏蔽接地装置与隧道内接地体等电位连接起来，使设备、设施的短路电流、杂散电流等安全地导入大地，起到防雷电、抗干扰、保护人身安全和设备安全的作用。

隧道综合接地施工以工艺控制为重点，通过对接地极、接地钢筋、拱顶接地端子、洞室接地端子、下锚段接地端子、电缆槽接地端子等工序工艺标准的过程控制和工后质检，保证综合接地工程质量，为四电工程质量提供前提保证。

2 工艺特点
(1) 钢筋规格、钢筋连接方式、焊接长度是控制重点之一。

(2) 接地端子的布设位置是控制重点之二。

(3) 接地电阻和连通性检测是必要工序。

3 工艺流程及操作要点
3.1 施工准备
1、技术准备
⑴施工前，依据设计图纸将管段所有接地钢筋、接地端子的设计里程、安装部位、安装数量等设计参数分类汇总列表，并经总工审核无误后以技术交底形式下发至安装班组。

⑵根据设计图纸和施工进度安排，做好接地钢筋、接地端子等材料储备。

⑶施工前，对参与预埋件安装的人员进行岗前培训，主要学习预埋件分类汇总表列内容以及预埋件安装安全技术规范要求。

2、材料准备
⑴接地端子采用桥隧型接地端子，接地端子的端子孔规格为M16,不锈钢制造，不锈钢材料成分满足：Cr≥16%、Ni≥5%、Mo≥2%、C≤0.08%,如GBOOCr17Ni14Mo2,并应配置防异物堵塞的端子孔塞，方便开启。

图1 L型接地端子图2 直型接地端子
⑵接地钢筋采用φ16圆钢；加工成型的L型连接钢筋。

图3 HPB235φ16圆钢图4 加工成型的L型钢筋
⑶综合接地工程所需物资采购周期长，各分部根据工期安排，及时向物设部提报站前站后接口工程物资需求计划，提前做好接口工程物资采购工作。

3、机具准备
隧道单口施工，设备机具配置应结合隧道施工方法、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。

表1 各工点主要机械设备配置表
序号设备名称型号数量备注
1 钢筋切断机GQ40 1台钢筋加工
2 钢筋弯曲机GW40 1台L型钢筋加工
3 电焊机BX1-630 2台钢筋焊接
4 装载机柳工CLG856 1台协助施工
5 风钻YT-28 5台用于钻孔
6 简易台架自制1台协助施工
7 接地电阻测试仪ZC29B—2型1台测量接地电阻
图5 钢筋弯曲机图6 钢筋切断机
图7 钢筋电焊机图8 接地电阻测试仪
3.2 接地极施工
3.2.1 隧道Ⅰ级、Ⅱ级A型围岩地段接地极施工
⑴Ⅰ级、Ⅱ级(Ⅱa)硬岩有底板钢筋的隧道及明洞地段，利用隧道底板下层的结构钢筋做为接地极，底板接地钢筋网按照一个台车位的长度考虑，间隔一个台车位设置一处。

⑵隧道底板接地极按照1m间距选用底板底层的结构钢筋，即在隧道底板的底层形成一个1m×1 m的单层接地钢筋网，纵向选取5根，横向选取11根，中部“十字”交叉的两根钢筋上的网格节点要求施以“L”形焊接，其他节点绑扎。

(3)兼有接地功能的(含连接)的结构钢筋和专用接地钢筋截面应满足接触网最大短路电流要求。

若满足不了，应并接相邻两根钢筋或更换为φ16钢筋。

图9 底板接地钢筋平面图(局部) 图10 底板接地极断面图(单侧)
3.2.2 隧道Ⅱ级B型、Ⅱ级C型围岩地段接地极施工
⑴在仰拱填充层内间隔一个台车位设置一处钢筋网作为隧道接地极。

接地极按照1m×1m的单层钢筋网设置，每组横向布置4根，纵向布置13根，为直径φ16钢筋，中部“十字”交叉的两根钢筋上的网格节点施以“L”形焊接，其他节点绑扎。

图11 仰拱接地极断面图图12 仰拱接地极钢筋布置接地钢筋网按照一个台车位的长度考虑，间隔一个台车位设置一
处。

每个台车位的隧道接地极均通过连接钢筋与两侧电缆槽外缘的纵向接钢筋连接。

⑵兼有接地功能(含连接)结构钢筋和专用接地钢筋截面应满足接触网最大短中电流要求。

3.2.3 隧道Ⅲ级围岩地段接地极施工
⑴Ⅲ级围岩隧道，利用锚杆和专用环向接地钢筋做为接地极。

⑵锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置，用接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度，即6m，每环设置接地锚杆分别为6根；接地锚杆与钢网片、专用环向接地钢筋可靠焊接。

⑶每个台车位的隧道接地极初支后均外露1.0m，标示清楚，再通过连接钢筋与两侧电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。

图13 初期支护综合接地断面示意图
图14 连接接地锚杆钢筋图15 接地锚杆连接
3.2.4 隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段接地极施工
⑴Ⅳ、Ⅴ级以上围岩隧道，利用锚杆、钢拱架(或钢网片)做为接地极。

图16 接地锚杆与钢架连接图17 钢架接头处连接
图18 L型钢筋连接接地锚杆图19 连接钢筋与钢架焊接
⑵锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置，用接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度，即Ⅳ级7m、Ⅴ级8m，每环设置接地锚杆分别为
Ⅳ级5根、Ⅴ级5根；接地锚杆与钢网片、钢拱架可靠焊接。

⑶每个台车位的隧道接地极初支后均外露1.0m，标示清楚，再通过连接钢筋与两侧电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。

3.3 二衬接地钢筋施工
⑴隧道二衬中无结构钢筋的段落（Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB、ⅣA 级围岩段），除接触网基础接地外，按照通号（2009）9301图规定，施工时不再单独设置接地钢筋连接。

⑵隧道二衬中有结构钢筋的段落（ⅡC、ⅢC、ⅣB、ⅣC、Ⅴ级围岩段），利用二次衬砌的内层纵、环钢筋作为接触网断线保护钢筋；接触网线垂直向上在拱顶的投影线两侧以0.5m为间隔，各选3根纵向结构钢筋作为接地钢筋；上述投影线两侧各1.5m外的其他位置，以1m为间隔，选择纵向结构钢筋30根，作为接地钢筋。

图20 二衬接地钢筋示意图
⑶二次衬砌环向接地钢筋可使设在两侧通信信号电缆槽内的贯通地
线敷实现横向连接。

⑷在每个台车位(作业段)中部选一根环向结构钢筋，环、纵向接地钢筋间可靠焊接；纵向接地钢筋在作业段间可不连接；每个作业段内的环向接地钢筋与两侧通信信号电缆槽线路外缘的纵向接地钢筋连接。

图21 衬砌内接地钢筋连接图22 接地引出线
图23 连接钢筋焊接图24 衬砌后引出线标示
3.4 拱顶接地端子施工
⑴本隧道设计为后植入安装方式固定接触网基础槽道，拱顶需预埋接地端子。

拱顶接地端子里程设置：按照隧道口(或斜切洞门顶口)进口2m开始预留第一处，每隔5m预留第二处，此后每隔45m重复预留两处。

图25 隧道拱顶接地端子平面布置图
图26 拱顶接地端子位置图
图27 拱顶接地端子图28 接地端子引线
3.5 综合洞室接地端子施工
⑴在每个专用洞室、变压器洞室两侧壁下部设置2个接地端子，高度距洞室底面20cm，宽度距余长电缆腔底边160cm，洞室左、右侧分别设置，供洞室内设施接地。

⑵接地端子通过连接钢筋(衬砌后预留1.0m)与电缆槽外缘的纵向接
地钢筋连接。

孔内堵塞，防
止杂物进入。

图29 洞室侧壁接地端子图30 接地引出线
3.6 纵向接地钢筋、电缆槽处接地端子施工
⑴在两侧通信信号电缆槽的线路侧外缘各设一根φ16纵向接地钢筋(圆钢)，每100m断开一次。

用于隧道接地极、接触网断线保护接地及接地钢筋间的等电位连接。

⑵从隧道进口2m开始，在两侧通信信号电缆槽底部，每间隔100m 设置一个接地端子，小于100m的隧道在中部设一处。

接地端子供隧道接地装置与贯通地线连接，见下图右。

⑶从隧道进口2m处开始，在两侧通信信号电缆槽靠线路侧壁上，每间隔50m设置一个接地端子，小于50m的隧道在中部设一处，接地端子供轨旁设备、设施接地，见下图左。

图31电缆槽侧壁接地端子图32 电缆槽底部接地端子
3.7 贯通地线施工
⑴隧道内贯通地线敷设在两侧通信信号电缆槽内，并采取砂防护措施。

⑵贯通地线的各种连接方式
图33 电缆槽底部接地端子与贯通地线连接
图35 贯通地线续接
图34 连接线栓接
注：直径35mm²(70mm²)贯通地线接续或
分支连接，L=30～35mm(45～50mm)。

3.8 接地钢筋的焊接
隧道综合接地钢筋的接续采用搭接焊，接地端子与接地钢筋连接采用搭接焊，纵横向钢筋的连接采用φ16钢筋L型焊接，单面焊缝长度不小于200mm，双面焊缝长度不小于100mm，焊缝厚度不小于4mm，要求焊缝饱满无夹渣。

L型钢筋焊接一 L型钢筋焊接二接地钢筋焊接
图37 钢筋焊接方式图
3.9 综合接地质量检测
3.9.1 接地电阻检测
(1) 测量电阻接地电阻仪。

检测时，将仪表上两个E端导线分别接到被测物体上，导线长5m，P端接20m线，C端接40m线，导线的另一端分别接被测物接地极E′、电位棒P′和电流棒C′，且E′、P′、C′应保持直线，牢固接触，其间距为20m。

图38 接地电阻测试仪连接(图) 图39 接地电阻测试仪连接
(2) 仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。

将“ 倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min。

当检流计指针向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点。

此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。

(3) 如果刻度盘读数小于1时，检流计指针仍未取得平衡，可将倍率开关置于小一档的倍率，直至调节到完全平衡为止。

如果发现仪表检流计指针有抖动现象，可变化摇柄转速，以消除抖动现象。

3.9.2 连通性检测
二衬拱顶端子、下锚段接地端子、综合洞室接地端子的连通性检测采用双臂电桥电阻测量仪，如图40。

检测方式如下图41、图42。

图40 双臂电桥电阻测量仪
图41 拱顶接地端子连通性测试
图42 洞室接地端子连通性测试
4 劳动力组织
表2 综合接地施工人员配备表
序号工种或职务人数备注
1 架子队长 1
2 技术主管 1
3 测量人员 3
4 钢筋工 3
5 焊工 1
6 质检员 1
7 安全员 1
5 主要机具设备配置
表3 主要机具设备表
序号机具设备名称数量备注
1 多功能作业平台1套
2 钢筋调直、切割设备1套
3 电焊机1台
4 测量仪器1套
5 接地电阻仪1套
6 双臂电桥电阻测量仪1套
6 质量控制措施
1、所有接地端子全部采用规格为M16桥隧型接地端子。

2、所有接地端子均通过连接钢筋与电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接，均应保证焊接质量，施作时应根据具体的钢筋配筋，采用搭接焊或L型焊接。

3、构筑物内兼有接地功能(含连接)的结构钢筋和专用接地钢筋应满足：接触网短路电流不大于25KA时，钢筋直径不应小于14㎜；接触网短路电流大于25KA时，钢筋直径不应小于16㎜。

当构筑物内兼有接地功能(含连接)的结构钢筋的截面钢筋不满足要求时，可将相邻的二根钢筋并接使用(无需改变钢筋的间距)或局部更换直径为14㎜或16㎜的钢筋。

4、所有环向接地钢筋与贯通地线均采用焊接方式，可靠连接。

在施工中外露的接地钢筋均进行防腐处理，并标示清楚。

5、隧道综合接地中贯通地线上的任一点的接地电阻值应不大于1Ω，形成低阻等电位综合接地平台。

每个部位混凝土浇筑前、浇筑后，量测接地电阻，并做好记录。

6、连通性检测时，电阻值根据接地钢筋直径、长度计算确定。

7 安全措施
(1) 使用多功能作业平台操作或检测时，注意临边防护和安全绳的使用。

(2) 钢筋加工时，严格遵守相关安全操作规程。

(3) 落实安全员值班制度，发现安全隐患及时整改。

8 应用实例
石林隧道全长18208m。

隧道综合接地系统包括接地极、环向接地钢筋、二衬拱顶接地端子、二衬下锚段接地端子、综合洞室接地端子、电缆槽接地端子、纵向接地钢筋、贯通地线。

隧道综合接地施工在实施本工艺标准后，综合接地现场管理得到了重视、工艺质量有了较大提高。