铁路电力10kV及以下架空线路施工工法(3.10)

铁路电力10kV及以下架空线路施工工法
中铁一局集团电务工程有限公司
1 前言
电力架空线路是室外输电网形式的体现，铁路电力以10kV线路为主，目前高速铁路电力10kV线路以电缆为主，地形条件良好地区的普速铁路及外电源线路以架空线路为主。

本工法以银西铁路甘宁段“四电”系统集成电力工程为依托，主要研究10kV 及以下架空线路施工工法，充分考虑架空线路特点，对施工方式、辅助材料打破常规的进行尝试，提高架空线路整体施工效率、线路安全和外观工艺，并且对安装步骤进行标准制定，使每一步施工工序有据可依。

2 工法特点
2.0.1 采用GPS测量定位线路，高效准确，线路合理。

2.0.2 采用挖机开挖基坑，施工效率高，基坑质量合格率高。

2.0.3 采用预绞丝耐张线夹及绑线，工艺美观维护方便。

2.0.4 林区、农田地采用钢芯绝缘导线，线路安全性高，不破坏生态。

3 适用范围
本工法适用于铁路电力10kV及以下架空线路的施工。

4 工艺原理
在铁路10kV配电所中必须有1条或2条外部电源线路来供电，受电源所与铁路配电所两者间路径的不确定特点，10kV及以下架空线路为主要线路组成部分，经过测量确定线路的起点和终点位置后，根据地形地貌对线路的构造形式按照国家现行标准进行测量计算，在符合设计要求的前提下对线路的电杆位置精确测量定位，然后进行基坑开挖，根据土质条件对基坑采取不同程度的防护措施，避免塌陷。

组立电杆时，
电杆位置要保证对地距离符合设计要求，而且尽量避开农田、村庄、河流、山谷等地形。

电杆组立完成达到稳定状态后可以依据线路的走向制作拉线、安装金具及绝缘子。

同时测量线路弧垂并计算导线长度，根据施工完成情况再进行导线架设，架设过程中必须保证导线完好无损伤。

5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
铁路电力10kV及以下架空线路施工流程图见图5.1所示。

图5.1 施工工艺流程图
5.2 操作要点
5.2.1 施工准备
1 施工图纸审核
1）依据设计图纸，确定线路的位置和路径走向，熟悉架空线路、电缆线路之间的关联和组成。

2）核对设计图纸内容是否与施工现场一致，主要包括：线路的接引点位置；架空线路的路径是否合理；设计中是否有遗漏项；设计的功能能否实现。

2 线路调查
根据设计图纸，进行现场测量，掌握线路设计范围的建筑物、树林、农田地、山坡、山沟等地理环境情况，分析线路的合理性，以便于合理安排测量施工，尽量避免重复测量施工，以提高施工效率。

3 测量、定测、准备
1）施工测量前应落实对施工图审核情况及发现的问题，根据现场了解并掌握的相关标准要求，及时与设计联系对接，确定正确施工方案。

2）初步确定架空线路的走经，利用GPS设备进行杆位放样，数据采集，桩位位置标记，确定杆型。

测量放样后的桩位标记易丢失，一般用红油漆刷木头进行中心桩、附桩、方向装标记，容易破坏地方增加桩位，避免二次测量，并对测量数据进行保存，方便后续查找。

3）施工测量完毕，制定线路施工台账，结合设计图纸确定所需电杆、三盘、拉线、金具的规格型号及数量，导线根据测量档距的大小合理配盘，保证不浪费材料且留够余量，汇总后向材料设备生产商提供供货计划。

5.2.2 基坑开挖
1 测量定位
根据设计图纸与测量台账，寻找中心桩、附桩、方向桩位置，利用测量尺将杆坑、拉线坑位用白灰洒出来，将位置桩顺延3-5整米。

2 开挖
根据测量位置，使用小型挖机进行开挖，开挖大小尺寸必须不小于底盘DP10 (1000mm*1000mm）、卡盘KP10（1000mm*300mm）、拉线盘LP8（800*400）安装空间的大小尺寸。

开挖深度，根据测量台账，结合设计图纸，根据电杆高度电杆埋设深度不应小于下表5.2.2-1中所列数值，拉线坑深度不应小于下表5.2.2-2中所列数值。

表5.2.2-1 电杆埋设深度对表
杆高（m）10 12 15 18
电杆最小埋深(m) 1.7 2.1 2.4 3
开挖深度（m） 1.85 2.25 2.55 3.15
表5.2.2-2 拉线坑深度对照表
拉线型号GJ-70/LP8
拉线盘埋深(m) 2.0
开挖深度（mm） 2.2
拉线棒长度（mm）3500
5.2.3 底盘、卡盘、拉线盘埋设
1 安装前对底盘、卡盘、拉线盘大小尺寸进行检查，如图5.2.3-1所示，合格后才能安装。

图5.2.3-1 三盘检查
2 对基坑进行大小、深度测量，必须符合设计埋设要求。

根据基坑开挖顺延3-5整米附桩，利用测量尺或测量绳子，确定底盘、卡盘、拉线盘的中心位置，利用线坠，
前后左右调整，使三盘在正确位置上，误差不超过±50mm的范围，如图5.2.3-2所示。

图5.2.3-2 底盘、卡盘、拉线盘埋设
5.2.4 电杆组立
1 安装前对电杆的规格型号进行检查，预应力混凝土电杆应无纵向裂纹和横向裂纹，宽度不应大于0.2mm、长度不应大于1/3周长，合格后才能组立，对基坑进行大小、深度测量，必须符合埋设要求。

2 法兰连接后的电杆整杆最大弯曲不应超过杆长的2‰，电杆组立后表面光洁平整无露筋等现象电杆顶端封堵良好。

3 根据基坑开挖顺延3-5整米附桩，利用测量尺或测量绳子，确定杆坑的中心位置，利用线坠，标记电杆在底盘上的位置，前后左右调整，使电杆在正确位置上，垂直线路误差不超过±30mm的范围，深度误差不超过±50mm。

4 电杆回填时，禁止填入冻土、杂草、垃圾等，且300mm夯实一次。

回填完毕制作作防沉台，高出地面300mm，四面梯形，长宽各1000mm，如图5.2.4-1所示。

图5.2.4 电杆组立、夯实、防沉台
5 混凝土电杆组立横向位移，倾斜，转角杆和终端杆的预偏值等允许偏差应符合表5.2.4-1的规定，双杆立后的位置偏差应符合表5.2.4-2的规定。

表5.2.4-1 电杆倾斜、预偏和横向位移允许偏差（mm）
杆型倾斜值预偏值横向位移检查方法
直线杆35 kV线路3‰L
——
50 尺量10 kV线路0.5d
转角杆（应向外角偏移）
终端杆（应向拉线侧偏移）
—— d
注：表中L系电杆长度，d系电杆梢径。

表5.2.4-2 双杆位置允许偏差（mm）
杆型顺向位移横向位移迈步根开检查方法
直线杆—
50 30 ±30 尺量
转角杆50
5.2.5 拉线制作、金具及绝缘子安装
1 拉线制作
1）拉线制作前，对拉线棒、连接金具、绝缘子、钢绞线、拉线耐张线夹规格型号进行检查，合格后才能制作。

拉线及拉线盘采用45 拉线，终端杆及45 以上转角杆拉线及拉线盘选用GJ70/LP8，拉线设绝缘子。

2）钢绞线不应有松股、交叉、折叠、断裂及破损等缺陷，钢绞线镀锌铁线表面镀锌层应良好，无锈蚀。

拉线盘LP8、拉线耐张线夹、连接件规格尺寸、型号及质量符合定型图要求，拉线盘表面不应有蜂窝、露筋、裂缝等缺陷。

拉线盘的埋设深度和方向应符合定型图杆型要求。

拉线棒与拉线盘应垂直，连接处应采用双螺母。

3）拉线坑的回填土不应夹带杂草、冰雪，回填应夯实，防沉层培土高度应超出地面300 mm。

拉线棒与拉线盘平面应垂直，连接处采用双螺帽，拉线棒露出地面的长度应符合表5.2.5要求。

表5.2.5-1 拉线允许偏差（mm）
4）承力拉线应与线路方向的中心线对正，分角拉线与线路分角线方向对正，防风拉线应与线路方向垂直，如图5.2.5-1所示。

图5.2.5-1 拉线制作
2 金具安装
1）UT型线夹安装质量应符合拉线棒焊肚朝下设置，与底盘套上后，采用3.2铁线将拉线棒弯钩搭接处全部秘贴麻股，拉线预绞丝露头30mm，并用3.2忒线麻股三圈，UT型线夹的螺扣杆应露出并应有不小于1/2的螺丝扣杆长度可供调紧，调整后，UT线夹的双螺母应并紧，拉线绝缘子装在最低导线以下。

2）一般钢绞线在绝缘子向上7米制作，具体以导线最低点为参照制作。

拉线固定于电杆上的位置，导线为水平排列时，在横担下方距横担中心150-300mm处。

导线为三角形排列时，在横担上方距横担中心150-300mm处。

3）在距道路、施工便道、村庄等车辆行驶比较频繁的区域，应为拉线桩及接地引下线增加保护管，跨越道路的拉线应满足通行要求且对通车道路的边缘距离不小于5m。

3 绝缘子安装
1）根据设计图纸，高压柱式绝缘子选用PSN-105/5ZS型，爬距420mm。

高压悬
式绝缘子选用XP-70型，每申2片。

横担均采用热镀钟Q345角钢铁横担，对安装前的金具、绝缘子进行检查，产品合格后，方能安装。

2）按照测量台账对对应杆型进行金具、绝缘子预配。

电杆上横担，各相邻节点间主材弯曲不得大于主材长度的1/750，接地方式应符合规范要求，接地良好。

15米杆采用法兰连接，螺栓必须紧固牢靠，用水泥封堵。

3）杆高、杆型按施工台帐如与现场不符及时通知技术处理。

电杆标志正式编号按技术要求。

相序标志隔开杆、分歧杆、换位杆、终端杆均应有相序标志按技术要求。

4）绝缘子安装应符合下列规定：安装应牢固，连接可靠，防止积水；悬式绝缘子安装与电杆、导线金具连接处，无卡压现象；耐张串上的弹簧销子、螺栓及穿钉应由上向下穿，当有特殊困难时可由内向外或由左向右穿入；悬垂串上的弹簧销子、螺栓及穿钉应由受电测穿入；两边线应由内向外，中线应由左向右穿入；采用的闭口销或开口销不应有折断、裂纹等现象，当采用开口销时应对成开口，开口角度应为30°—60°，严禁用线材或其他材料代替闭口销或开口销，如图5.2.5-2所示。

图5.2.5-2 金具及绝缘子安装
5.2.6 导线架设及连接
1 依据设计文件，对线材的材质按批次进行检查，其规格、型号、质量符合设计要求。

2 钢绞线、镀锌铁线表面镀锌层应良好，无锈蚀。

绝缘线表面应平整、光滑、色泽均匀，绝缘层厚度应符合规定。

3 导线对地距离、交叉跨越及平行接近距离应符合《铁路电力工程施工质量验收标准》（TB10420—2003）的要求。

架空线路与铁路、道路、电车道、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近时应符合《高速铁路电力工程施工质量验收标准》的要求。

其中，引流线及导线与其相关设施间最小净离应符合表5.2.6-1的规定。

表5.2.6-1 引流线、导线与其相关设施间最小净距
4 高压线路导线面向负荷侧从左侧起排列相序为A、B、C，环状线路或导线有换位时应符合设计要求。

导线的弛度应符合设计规定，其允许误差应符合表5.2.6-2的规定。

表5.2.6-2 导线弛度允许误差
注：f系设计弛度。

5 导线在绝缘子上的绑扎要求:杆上放线时，须用铝制开口放线滑轮，不得将导线在横担上拖拉，地面放线时，应清除障碍物，必要时敷设草袋、草垫以免损伤导线；对已展放的导线经行外观检查，不应发生断股、松股、扭劲、断头、金钩以及磨伤等缺陷；同一档距内，同一根导线的接头，不应超过一个；导线接头位置与导线固定处的距离应大于500mm；在线夹上固定应缠铝包带，缠饶长度应超出接触部分30mm，铝包带的缠绕方向与外层线股的绞制方向一致。

单杆和双杆导线架设，三联杆和双杆导线架设如图5.2.6-1、如5.2.6-2所示。

6 架空导线至地面距离，在最大弧垂情况下，居民区不应小于6.5m，非居民区不应小于5.5m，导线紧好后，同档内各相导线弧垂力求一致，水平排列的导线弧垂相差
不应大于50mm。

图5.2.6-1 单杆和双杆导线架设
图5.2.6-2 三联杆和双杆导线架设
5.2.7 接地制作
依据细部工艺要求，接地采用热镀锌40*4角钢为接地极，引上为φ12镀锌圆钢，连接未焊接，圆钢与引上下采用铁并沟线夹安装，引上线采用LJ-50铝绞线，连接处采用铝并沟线夹JB-1,引下线每个3米用镀锌铁线固定，接地阻值设备杆达到10Ω以下，其余杆型达到30Ω以下，铁并沟线夹下端安装高度距地1.7米。

连接处螺栓朝向一致紧固，如图5.2.7所示。

图5.2.7 电杆接地
5.3 劳动组织
5.3.1组织机构
为了顺利、高效、优质地完成本工法，成立“电力10kV及以下架空线路施工小组”，负责工程全过程的组织管理、技术管理、施工、质量、安全生产及文明施工管理、环境保护、资料收集，以及廉政工作等与本工法有关的所有事宜，以确保本工法的顺利开展和实施。

表5.3.1-1 小组人员配备表
5.3.2主要人员职责
1小组组长：负责本工法全面管理工作。

对本工法实施组织、指挥、协调与监控，处理一切与本工工法相关的事务。

对本工法安全保证、质量保证、环境保护、水土保持、劳动卫生等工作负责。

2小组技术人员：负责本工法的技术工作，从方案上控制施工质量，并参加安全生产检查，处理施工生产中安全技术问题。

3作业队长：负责对本工法工程任务的施工组织指挥和实施管理，确保圆满完成各项技术、经济指标；负责组织并领导施工班组严格按照设计图纸、施工规范、操作规程、实施性施工组织设计及技术措施进行施工，经常深入工地检查施工质量和安全情况，并对违章指挥或措施不力造成的安全、质量负主要责任。

5.3.3施工任务
本工法宁县10kV配电所架空线路2条，共计32.3公里，电力作业队完成施工任务，共计900个工日，施工人员18人，完成情况见表5.3.3-1。

表5.3.3-1 主要施工任务完成明细表
6 材料与设备本工法采用的材料与设备见表6-1所示。

表6-1 材料与设备
7 质量控制
7.0.1 本工法采用的标准及规范如下：
《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）；
《电力工程电缆设计规范》（GB 50217-2007）；
《高速铁路设计规范》（TB 10621-2014）。

7.0.2 加强现场施工技术指导和质量监督，安排技术人员专门负责本分部工程技术工作。

对于电力架空线路等施工重点项目，进行跟班逐点测量放确认。

7.0.3 施工单位应重点检查导线规格型号，设备规格型号及功能确保安装一次成型，避免返工。

7.0.4 对电力架空线路施工的所有施工人员进行施工工艺培训，重点掌握测量定测、电杆组立，金具绝缘子安装，拉线制作，导线架设，接地执着等重要工序的施工方法、操作步骤和注意事项等。

8 安全措施
8.0.1建立三级安全管理体系
项目经理部设安质环保部，配备专职的安全工程师，施工作业队设专职安全员，班组设兼职安全员，对施工生产中的危险源进行辨识，采取安全教育培训和安全生产保障措施，加大检查处罚力度，确保施工安全的全面受控。

抓好全员安全教育重视对员工的安全教育及培训。

加强班前讲话制度。

8.0.2加强施工重大危险源的控制
以现场施工用电、起重吊装等重大危险源为施工环节安全控制的关键，加强对现场安全的控制。

编制详细的工程车运行、施工用电、起重吊装等方案。

坚持班前安全讲话制度，班组针对前一天的工作进行点评，针对当日的施工内容提出要求。

加大对现场安全施工的检查力度，例行检查、专项检查和突击抽检等方式，加强现场施工安全工作的跟踪、监控和奖惩力度。

8.0.3加强机械设备管理
建立机械设备台帐，严格履行机械设备进场报验程序，及时对机械设备进行检验、检测，加强对机械设备的定期保养、检修。

对施工机具配备了配套的安全防护设施，电焊机安装了二次侧空载降压保护装置、电箱三级配电两级保护等安全措施。

9.环保措施
9.0.1 切实贯彻环保法规，严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护和水土保持的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和工程实际，及时提报有关环保设计，按批准的文件组织实施。

9.0.2 保持施工现场、施工临时基地环境清洁，预防噪声、振动、废气和固体废弃物
污染，净化环境，强化环保意识，遵守法规，持续改进，铸造绿色工程。

9.0.3 制定吊装、临电等专项方案，尽力降低施工对周边居民干扰和对环境的影响。

对有害作业场所进行主动监测，对从事有害作业的人员配备必要的防护用品。

采取切实有效措施，不使有害物质污染场地周围的环境以及草地和树木。

9.0.4 施工中产生的建筑垃圾及固体废弃物及时收集、及时清理，每天做到工完场清，以保持施工现场的清洁，按照当地政环保部门的要求运至指定地点。

对于生活办公垃圾按照可回收、不可回收进行分类集中搜集，交由市政环卫部门统一处理，保护环境。

9.0.5 加强项目部的卫生防疫。

对生产、管理人员定期进行健康检查，对生活区域定期进行消毒。

10.效益分析
10.1经济效益
本工法适用在山区、林区、沟壑众多地形条件下架空线路。

测量使用以往光学仪器测量困难重重，往往反复测量，采用GPS测量线路，高效准确，测量周期减少10天，减少施工成本5.4万元，增加仪器费用1.3万元；以往人工在山区开挖基坑，效率低，基坑质量低，采用挖机进行基坑开挖，大大增加施工效率，提高基坑施工质量，节省施工成本500工日，减少施工成本15万元；普通耐张线夹重，螺丝紧固件多，安装维护繁琐，故障率高，采用预交式耐张线夹简化施工工艺，提高安装速度，减少安装维护成本20%。

减少施工成本2.6万元；山区以林业、农业为主，采用裸线电杆高度要求高，维护安全风险大，采用绝缘导线线路高度要求降低，运行维护安全可靠，树木砍伐少，减少树木砍伐赔偿21万元，绝缘导线增加材料费7万元。

综合计算经济效益见表10.1.1-1。

同时减少施工过程中工艺标准不统一产生的返工，避免同专业不同标段的施工盲区，减少施工成本。

优化设计文件没有细化的工艺标准，避免施工人员因为个人意愿造成的施工缺陷，大大提高施工质量和施工进度，减少了施工成本。

表10.1-1 经济效益计算表（万元）
10.2社会效益
电力架空线路施工之前没有针对性规范标准，只依托施工经验和相关标准，施工工法层出不穷，往往改了又改，对施工质量没有保障。

通过对电力架空线路施工工法的工作原理及施工工艺的研究分析，整理制定出一套可行的施工工法，能更好的服务铁路，服务施工。

当然电力架空线路工程，需要更多条线的推广，也需要设计、施工和运营共同配合，才能取得更好的效果。

施工工过程中将大规模提高效率，从而减少施工成本，增加施工利润，发展方向前景广阔。

11.应用实例
11.0.1 工程概况
银西铁路甘宁段线长度377.778公里，其中特大、大中桥129.018km/165座，随道82.629m/20座，桥隧总长211.647km，桥隧比55.7%。

正线铁路等级为高速铁路，正钱数目双线，设计速度250公里/小时，外部电源线路2条设计35公里。

11.0.2工程结果评价
本工法的应用推广在银西铁路得到了充分的验证，并在全线范围内推广实施，总体减少施工投入和技术指导成本，提高了施工效率，缩短了施工周期，施工质量大大提升，施工检验有据可查，进一步提高了施工单位的施工水平，具有极大的推广应用价值和广阔前景。