铁路综合接地系统工程设计教学PPT.ppt

各位领导和专家！,热烈,欢迎,铁路综合接地系统工程设计,主要内容,一、综合接地系统概述二、桥梁综合接地设计三、隧道综合接地设计四、路基综合接地设计五、车站综合接地设计六、无砟轨道综合接地设计七、接地连接及施工工艺八、综合接地系统主要器材九、综合接地设计分工十、综合接地工程界面划分,一、综合接地系统概述,1、综合接地技术的探索和研究（1）1999年8月，秦沈客运专线借鉴法国高速铁路（地中海线）有成熟应用经验的综合接地、防雷系统建设经验，第一次沿全线铺设了一条贯通地线，彻底解决了困扰多年的室外信号设备接地困难问题。（2）2006年铁道部科技司立项客运专线综合接地系统的研究，对国内外接地技术进行研究，该项研究成果在京津城际、武广、郑西、合宁、合武等客运专线建设上得以应用，为技术标准的制定提供了依据。（3）2006年12月，在总结京津城际、合宁、合武、石太客专等铁路综合接地系统实施过程中取得的经验基础上，颁布客运专线综合接地技术实施办法（暂行），以指导客专铁路综合接地系统设计、施工。（4）2007年4月，为规范铁路综合接地系统的设计分工，避免设计上差、错、漏、碰的发生，印发了铁路防雷、接地工程设计专业分及文件编制研讨会议纪要（铁道部鉴信【2007】96号）。,2、综合接地工程试验验证2007年1月2008年12月间，在我国首条无砟轨道试验段遂渝线，第一条200250km/h有砟轨道铁路合宁线和第一条300350km/h无砟轨道铁路京津城际轨道交通工程中，开展了针对不同工程特点、不同地域新建铁路综合接地系统的大规模现场测试工作，并取得了大量的第一手资料和成果，对综合接地系统对设备保护的效果进行了测试验证。,3、综合接地技术标准化建设（1）2007年3月，颁布铁路行业标准铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定，系统总结了我国铁路防雷、电磁兼容及接地工程建设经验，借鉴了国外有关标准和规定，并因地制宜地结合我国铁路建设的国情和具体的工程情况，规范了铁路防雷的设计和运用管理。（2）2009年2月，为规范综合接地系统的设计与施工，发布铁路工程建设通用参考图铁路综合接地系统，以指导铁路综合接地系统的建设。（3）2009年12月，颁布铁路行业标准高速铁路设计规范（试行），将综合接地作为独立篇章重点描述，并将其确定为装备我国高速铁路的重要系统之一。规范对高速铁路综合接地系统的总体设计、实施方案及工艺要求等做出了明确规定，对综合接地系统工程的建设起到了规范化、标准化作用。,4、主要设计依据及参考标准（1）铁路工程建设通用参考图铁路综合接地系统（通号（2009）9301）（2）铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定（铁建设【2007】39号）（3）客运专线综合接地技术实施办法（暂行）（铁集成【2006】220号）（4）铁路防雷、接地工程设计专业分及文件编制研讨会议纪要（鉴信【2007】96号）（5）200250kmh客运专线综合接地实施方案专题工作会议纪要的（工管【2006】103号）,5、综合接地主要设计原则（1）综合接地系统以沿线两侧敷设的贯通地线为主干，充分利用沿线桥梁、隧道、路基地段构筑物设施内的接地装置作为接地体，形成低阻等电位综合接地平台。（2）距接触网带电体5m范围以内的金属构件和需要接地的设施、设备应接入综合接地系统。（3）距线路两侧20m范围以内的铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统。（4）不便与铁路综合接地系统等电位连接的第三方设施必须采取可靠的隔离或绝缘等措施。（5）在综合接地系统中，建筑物、构筑物及设备在贯通地线接入处的接地电阻不应大于1。,6、综合接地总体技术要求（1）接地端子设置应便于设备、设施就近接入综合接地系统和工程实施。电力、接触网等强电设备、设施接地连接线不得进入通信信号槽内。（2）桥梁、隧道、接触网支柱基础等结构物内的接地装置应优先利用结构物中的非预应力结构钢筋作为自然接地体。（3）为防止对预应力钢筋的影响，预应力钢筋不应接入综合接地系统。（4）接地装置应通过结构物内预埋的接地端子与贯通地线可靠连接。接地端子应直接浇筑在混凝土结构内，表面与结构面齐平。（5）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要求。当结构钢筋的截面不满足要求时，可将相邻的二根钢筋并接使用（无需改变钢筋的间距）或局部更换满足截面要求的结构钢筋。,二、桥梁综合接地设计,1、桥梁综合接地设计原则（1）桥梁地段贯通地线铺设在两侧的通信信号电缆槽内，每侧一根贯通地线；（2）接地装置充分利用桥墩基础设置，以满足接地电阻值的要求，接地装置应与贯通地线可靠连接；（3）梁体及桥墩内的接地钢筋充分利用非预应力结构钢筋，原则上不再增加专用的接地钢筋；（4）在结构物内预埋外联接地端子。,2、桥梁综合接地技术要求（1）贯通地线敷设于通信信号电缆槽中。（2）无砟轨道桥梁接地设置要求：应在梁体上表层（或保护层）设纵向接地钢筋，分别设于两侧防护墙下部及上、下行无砟轨道底座板间的1/3和2/3处，并纵向贯通整片梁；轨道底座板间的纵向接地钢筋距混凝土表面的距离应小于100mm。纵向接地钢筋与梁端的横向结构钢筋连接，实现两侧贯通地线的横连。（3）有砟轨道桥梁接地设置要求：应利用梁端的横向结构钢筋作为接地钢筋并与梁底的接地端子连接，道砟厚度小于0.3m的梁体上表面适当位置处应设纵向接地钢筋。,（4）桩基础桥墩接地设置：在每根桩中应有一根通长接地钢筋，桩中的接地钢筋在承台中应环接，桥墩中应有二根接地钢筋，一端与承台中的环接钢筋相连，另一端与墩帽处的接地端子相连。（5）明挖基础桥墩接地设置：1）在基底底面设一层钢筋网做为水平接地极，水平接地极应满布基底底面；钢筋网格间距宜按照1m1m设置，中部十字交叉的两根钢筋上的网格节点应施以L形焊接，外围钢筋应闭合焊接，其他节点绑扎；水平接地极钢筋网格的外缘距承台混凝土底面不大于70mm。2）桥墩中应有二根接地钢筋，一端与基底水平接地极（钢筋网）中的钢筋相连另一端与墩帽处的接地端子相连，以上接地钢筋均可用基底、桥墩中的结构钢筋代替。,（6）桥梁地段声屏障接地设置：桥上由导电材料制成的声屏障及支架应在其结构内预留接地端子，就近与桥上预留的接地端子连接。（7）桥台接地设置：墩体内设置接地钢筋，桥台面接地钢筋参照桥梁体的接地设置要求实施。（8）跨线桥及其他建筑物接地设置：在墩内及梁体内设纵、横向接地钢筋，通过桥墩下部的接地端子与线路两侧综合接地系统预留的接地端子连接。（9）框架桥、涵接地设置：框架桥梁、涵顶面填土高度小于100mm时需采取接地措施，就近接入综合接地系统；下部侧墙结构钢筋可不接入综合接地系统。（10）每座桥梁的每个桥墩均应按照本通用参考图要求设置接地装置，并接入综合接地系统。,3、桥梁综合接地设计举例（1）桥梁综合接地实施方案图,（2）明挖扩大基础桥墩综合接地实施方案图,（3）桩基础桥墩综合接地实施方案图,三、隧道综合接地设计,1、隧道综合接地设计原则隧道地段贯通地线铺设在两侧的通信信号电缆槽内，每侧一根贯通地线；接地装置充分利用隧道的初期支护锚杆或底板钢筋、非预应力结构钢筋，以满足接地电阻值的要求,接地装置与贯通地线可靠连接；二次衬砌内的接地钢筋充分利用隧道的非预应力结构钢筋，原则上不再增加专用的接地钢筋；在结构物内预埋外联接地端子。,2、隧道综合接地设计方案（1）贯通地线敷设于通信信号电缆槽中，并采取砂防护措施。（2）在两侧通信信号电缆槽的线路侧外缘各设一根纵向接地钢筋，每100m断开一次。用于隧道内接地极、接触网断线保护接地及接地钢筋间的等电位连接。（3）隧道二次衬砌中的接地钢筋设置：1）二次衬砌中有结构钢筋的隧道：a利用二次衬砌的内层纵、环向结构钢筋作为接触网断线保护接地钢筋。b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;c上述投影线两侧各1.5m外的其他位置，以1m为间隔，选择纵向结构钢筋作为接地钢筋;,d在每个台车位（作业段）中部选一根环向结构钢筋作为环向接地钢筋，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。e每个作业段内的环向接地钢筋与两侧通信信号电缆槽靠线路侧外缘的纵向接地钢筋连接；2）二次衬砌中无结构钢筋的隧道，除接触网吊柱基础接地外，不再单独考虑接地钢筋设置。环向接地钢筋设置位置根据接触网专业提供的里程位置埋设。3）线路两侧的贯通地线通过隧道内环向接地钢筋实现横向连接。（4）隧道接地极设置：1）对于一般拱墙设防水板的衬砌隧道应充分利用隧道的初期支护锚杆、钢架、钢筋网或底板钢筋。aI、II级围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。,bIII级围岩隧道，利用锚杆和专用环向接地钢筋做为接地极;cIV、V级以上围岩隧道，利用锚杆、钢拱架（或钢网片）做为接地极;d隧道底板接地极按照1米间隔选用底板结构钢筋，即在隧道底板的底层形成一个1m1m的单层钢筋网；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。e锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置，用作接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度；接地锚杆与钢网片、钢拱架或专用环向接地钢筋可靠焊接。2）抗水压衬砌及全封闭衬砌瓦斯隧道在仰拱填充层内间隔一个台车位设置一处钢筋网作为接地极。即在仰拱填充层内设置一个1m1m的单层钢筋网；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。,（5）接地钢筋间的连接：隧道内的锚杆接地极、底板接地极和二次衬砌内的接地钢筋等接地装置均应通过连接钢筋与两侧电缆槽靠线路侧外缘的纵向接地钢筋连接。（6）接地端子设置：1）隧道内接地装置均采用桥隧型接地端子。2）从隧道进口2m处开始，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的连接。3）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。,4）在每个专用洞室、变压器洞室两侧壁下部设置接地端子，供洞室内设备、设施接地。5）上述所有的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。6）当接触网槽道基础采用预埋方式时，需将基础与二次衬砌内的环向或纵向接地钢筋焊接；当基础采用后植入安装方式时，需在安装基础的位置预埋接地端子，并与二次衬砌内的环向或纵向接地钢筋焊接。,7、隧道综合接地设计举例,（1）隧道二次衬砌断面图,（2）隧道初期支护断面图,（3）III、IV、V级围岩隧道综合接地实施方案图,（4）II级围岩隧道综合接地实施方案图,四、路基综合接地设计,1路基地段的贯通地线、分支引接线的埋设应与路基工程同步实施。2.路基地段贯通地线埋设：（1）一般路基地段沿线路两侧各设一根贯通地线,位于通信信号电缆槽外侧内壁正下方的基床底层中，接地极充分利用接触网支柱基础。（2）路堤、土质及软质岩路堑地段的贯通地线埋深距基床底层顶面-30cm-40cm处；硬质岩路堑地段，将贯通地线埋设于通信、信号电缆槽下约20cm，沟中回填细粒土。（3）涵洞地段的贯通地线在通信信号电缆槽安装前，将其敷设在电缆槽靠线路侧面的下部位置。（4）贯通地线纵向通过路基地段的电缆井（不含过渡段电缆井）时，应从手孔下约20cm通过，在手孔施做时，应避免机械对贯通地线的损伤。,3分支引接线的埋设：（1）分支引接线埋设工序与贯通地线相同，一端与贯通地线C型压接，另一端与接触网支柱基础上预制的接地端子栓接；在引接线中部适当位置再与电缆槽侧壁预制接地端子（按需设置）尾端C型压接。（2）每个接触网支柱、跨线建筑物及桥梁与路基、隧道与路基过渡段处各埋设一根分支引接线，材质同贯通地线。4路基与桥梁、路基与隧道过渡段贯通地线连接（1）在邻近过渡段的路基电力电缆槽侧壁处预留接地端子，并预埋分支引接线将接地端子与贯通地线连接。（2）桥梁、隧道地段的贯通地线沿电力电缆槽敷设至路基段，采用L形连接器将贯通地线与路基段电力电缆槽预留的接地端子连接。,5两侧贯通地线间的横向连接：（1）长度超过1000m的路基地段，每间隔500m左右将上下行贯通地线连接一次。（2）长度为5001000m的路基地段，在路基段中间将上下行贯通地线连接一次。（3）长度小于500m的路基地段，不考虑贯通地线的横向连接。（4）横向连接线的规格、埋设深度、埋设工序及工艺与贯通地线相同。6路基地段接地极、接地端子设置（1）路基地段利用接触网支柱基础作接地极。在施作接触网支柱基础时，沿线路方向起点侧的基础侧面预制桥隧型接地端子，接地端子的连接钢筋要求与钻孔桩基础结构钢筋或混凝土基础、钢柱基础接地钢筋可靠焊接，钻孔桩基础接地钢筋与基础螺栓主筋在基础内不连接；基础接地端子与分支引接线一端栓接，实现与综合接地系统的连接。,（2）在通信信号槽内侧壁预制接地端子，设置位置应根据有接地需求的弱电设备及设施的位置确定，并与就近的接触网支柱基础同里程。（3）电力电缆槽接地端子原则上约1000m设置一处，小于1000m的路基段不考虑，大于1000m的路基等分设置，间隔以不大于1000m为原则；接地端子与接触网支柱间距应不小于20m，供电力设施接地。接地端子尾端应与分支引接线压接。7跨线桥处的路基地段，在桥墩处预留分支引接线，在电力槽内预留路基型接地端子，分支引接线与接地端子尾端压接，以便于跨线桥接地装置就近接入综合接地系统。8路基地段声屏障综合接地：由导电材料制成的声屏障及支架应在结构内预留接地端子，就近与路基电缆槽或接触网基础预留的接地端子连接。,9、路基地段综合接地举例（1）路堤、土质及软质岩路堑地段综合接地设计示意图,（2）硬质岩路堑地段综合接地设计示意图,（3）电缆槽接地装置,（4）接触网支柱基础接地装置,（5）路桥过渡段综合接地布置图,（6）路隧过渡段综合接地布置图,五、车站综合接地设计,1车站咽喉区路基地段贯通地线埋设：（1）贯通地线、分支引接线、横向连接线的埋设及施工工艺要求与区间路基地段相同。（2）每个接触网支柱处的通信信号电缆槽内设置2个路基型接地端子，端子间隔0.5m。供轨旁通信、信号等弱电设备、设施接地。（3）车站咽喉区进站、出站信号机位置处的电力电缆槽侧壁分别设置1个路基型接地端子，供电力设施接地。（4）每个接触网支柱基础上预置2个桥隧型接地端子。供无砟轨道板及附近金属设施就近接地。2站台区综合接地方案（1）贯通地线及分支引接线的敷设：a站台范围内的贯通地线与咽喉区贯通地线同径路敷设，自站台墙一侧纵向贯穿整个站台区。b分支引接线约每100m设置一处，一端与贯通地线C形压接，另一端与站台墙预留的接地端子拴接。,（2）站台墙接地钢筋及接地端子设置a在站台墙内，站台面上层靠线路侧60cm范围内的纵向结构钢筋需接入综合接地系统。通过站台墙内的部分横向、竖向结构钢筋将站台面纵向结构钢筋连接起来，并构成站台墙接地装置，并约每100m接入综合接地系统一次。b在每个站台墙靠钢轨一侧的侧墙下部，约每100m设置1个桥隧型接地端子，并与站台墙接地装置相连接，端子孔朝向线路，采用分支引接线与贯通地线连接。c在基本站台墙靠信号楼（或室）一侧的上部预留4个接地端子，以便于信号楼（或室）的环形地网接入综合接地系统。接地端子与站台墙内的接地钢筋可靠焊接。d中间站台两侧站台墙的接地装置通过接地连接线与相邻站台的站台墙接地装置在站台两端实现等电位连接。,（3）接触网支柱基础接地a侧线铺轨前,在线间碎石层下方敷设热镀锌扁钢，将接触网基础上的接地端子与站台墙靠钢轨侧预留的接地端子连接起来。b当正线为无砟轨道区段或线间有客车上水设施等金属物时，在线间敷设一根热镀锌扁钢，将线间接触网基础的接地端子等电位连接，无砟轨道板及相关金属设施的接地均可就近与扁钢连接。（4）信号楼（或综合站房，下同）等建筑物接地与综合接地系统的等电位连接a距铁路20m范围内铁路建筑物的接地装置应与综合接地系统预留的接地端子可靠连接。b综合接地系统在信号楼上、下行两端应分别与其环形接地体连接，每端设2根连接线，2根连接线的间隔为23m。,c其他建筑物的地网应与综合接地系统预留的接地端子可靠连接。d与建筑物地网连接的接地干线，可用铜排或热镀锌扁钢埋地敷设，铜排的截面积不小于50mm2，热镀锌扁钢的截面积不小于200mm2。厚度均不小于4mm。（5）其他接地站台范围内旅客可接触的建筑物及金属构件等应采取等待电位或分设接地等措施。条件具备时，可与综合接地系统预留的接地端子可靠连接，具体连接可参考信号楼环形接地体与综合接地系统的连接方式。,3、车站范围综合接地设计举例（1）车站综合接地平面示意图,（2）站台墙综合接地图,（3）车站股道范围接地局部断面图,六、无砟轨道综合接地设计,1设计原则（1）无砟轨道板的接触网断线保护接地应充分利用轨道板结构钢筋，并在结构物内预埋接地端子。（2）原则上按每100m与线路两侧桥梁、隧道、路基接触网基础预埋的接地端子单点T形连接。每100m段落内的轨道板单元之间进行等电位连接。（3）T形连接及板间等电位连接均采用不锈钢连接线。,2、无砟轨道综合接地设计举例（1）双块式无砟轨道接地平面布置图（路基地段、桥梁地段）,（2）双块式无砟轨道接地平面布置图（隧道地段）,（3）双块式无砟轨道接地断面图,（4）平板式无砟轨道接地平面布置图（路基地段、桥梁地段）,（5）框架板、纵联板式无砟轨道接地平面布置图（局部）,七、接地连接及施工工艺,1接地端子应直接灌注在电缆槽或其他混凝土制品中。接地端子采用不锈钢制造。接地端子的端子孔规格为M16，并应配置防异物堵塞的端子孔塞，方便开启。2接地连接线宜采用不锈钢连接线,由钢丝绳、线鼻、防盗螺栓等组成。钢丝绳采用直径不大于0.65mm的不锈钢丝制造，总截面不小于200mm2（Ik25KA）或120mm2（Ik25KA）。线鼻与钢丝绳的连接处应能承受5000N的拉力且3min不得松动和断股。如接地设备有特殊规定，应根据相关设备要求选用接地连接线。3贯通地线的接续、横向连接和T形分支引接采用铜质C形压接件进行连接；电缆槽内贯通地线与接地端子间的连接采用L型连接器连接。C形压接压力不小于12t，并且C形压接处应采取防腐措施。,4贯通地线要求尽可能直，禁止形成环状；隧道、路堤、路堑、桥梁间的过渡地段贯通地线应平顺连接。5接地的钢筋焊接要求：双边焊搭接长度不小于55mm；单边焊搭接长度不小于100mm；焊缝厚度不小于4mm。钢筋间十字交叉时采用直径14mm（Ik25KA）或16mm（Ik25KA）的L形钢筋进行焊接（焊接长度同前）。6对施工中外露的接地钢筋进行防腐处理，采用外裹素混凝土的方式。,7、工艺设计（1）接地端子类型及栓接示意图,（2）接地钢筋焊接示意图,（3）接地端子连接示意图,（4）贯通地线接续及分支连接示意图,八、综合接地系统主要器材,综合接地系统器材主要包括贯通地线（含分支引接线，以下同）、接地端子、接地连接导线、C形压接件、L形连接器等。1、贯通地线 贯通地线的规格主要有铜截面积25mm2、35mm2、50mm2、70mm2几种规格。此外，也可根据现场需要提供其它规格电缆产品。运基信号【2008】362号关于对铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护进行补充规定的通知中补充规定：,八、综合接地系统主要器材,2、接地端子路基型接地端子桥隧型接地端子,八、综合接地系统主要器材,3、不锈钢连接线及配套器材不锈钢连接线及线鼻子防盗型螺栓及及工具,八、综合接地系统主要器材,4、C型压接件C型压接件及压接工具T形分支连接及防腐处理,八、综合接地系统主要器材,5、L型连接器L型连接器正侧面图L型连接及防腐处理,九、综合接地设计分工,设计分工参照铁路防雷、接地工程设计专业分及文件编制研讨会议纪要（鉴信【2007】96号）1、信号专业为综合接地系统设计牵头专业，在路基、桥梁、隧道、站场、轨道、电气化、电力、房建等相关专业的共同配合下，提出总体设计原则和设计方案，提出典型工点示意图。2、路基、桥梁、隧道、站场、轨道、电气化、电力、房建等相关专业按照综合接地技术要求及典型工点示意图，完成综合接地工点设计。3、沿线需接地防护的其他相关专业，均有各自专业完成接地装置设计后，按照综合接地技术要求，可就近与综合接地系统等电位连接。4、各专业设备、设施接地与综合接地系统之间以预置的接地端子为界。,十、综合接地工程界面划分,工程界面划分可参照200250kmh客运专线综合接地实施方案专题工作会议纪要（工管【2006】103号）,十、综合接地工程界面划分,铁路综合接地系统工程设计,谢谢！,