摘要：對深圳地鐵羅寶線二期工程中西鄉(xiāng)至固戍站隧道接觸網(wǎng)補償裝置的重大安全隱患進(jìn)行具體分析，提出相應(yīng)整改辦法，并對其實際效益與推廣價值進(jìn)行了說明。

　　關(guān)鍵詞：深圳地鐵,柔性接觸網(wǎng),補償裝置,整改

　　前言

　　深圳地鐵羅寶線接觸網(wǎng)工程為柔性全補償簡單鏈型懸掛，使用單承力索、雙接觸線的安裝形式。下錨補償裝置是接觸網(wǎng)全補償系統(tǒng)中作用最為重要、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的設(shè)備之一。當(dāng)溫度變化時，線索受溫度變化的影響熱脹冷縮出現(xiàn)伸長或縮短。錨段兩端線索下錨處安裝的補償器，在其墜砣串重力的作用下，能夠自動調(diào)整線索的張力并保持線索弛度滿足技術(shù)要求。

　　一、補償裝置問題分析

　　本文以深圳地鐵羅寶線西鄉(xiāng)-固戍隧道區(qū)間為例，其8處接觸網(wǎng)下錨補償裝置安裝底座由于受地形限制，原應(yīng)安裝4根錨固螺栓的補償上底座現(xiàn)只安裝了3根，螺栓安裝處也存在隧道混凝土被局部開挖，在實際運行中，由于化學(xué)錨栓的化學(xué)藥劑遇到酸堿、水解作用會降低受力強度，且因施工工藝復(fù)雜，若藥劑填充不滿等其他施工質(zhì)量問題，化學(xué)錨栓承受拉力時的強度迅速降低，嚴(yán)重時會導(dǎo)致化學(xué)錨栓脫落，造成接觸網(wǎng)塌網(wǎng)、中斷行車的巨大事故，被深圳地鐵列為R2級危險源(除自然災(zāi)害外最高的安全隱患)。

　　隧道斷面安裝的補償裝置底座化學(xué)錨栓受直拉力，在化學(xué)錨栓失效時，補償裝置底座無任何防護(hù)措施，在受到3.6T的線索張力情況下補償裝置將立即拉脫。

　　補償裝置底座承受了水平的36KN張力與垂直的12KN重力，一般使用12根M20的化學(xué)錨栓，其中主要受力的是上底座的6根化學(xué)錨栓。而該隧道區(qū)間上下行的8處接觸網(wǎng)下錨補償?shù)鬃�受到地形限制安裝在隧道的橫斷面，補償上底座現(xiàn)只安裝了3根。一半數(shù)量的化學(xué)錨栓卻要承受了一樣的張力與重力，這樣安全隱患進(jìn)一步加大。

　　二、補償裝置問題的處理

　　首先基于上節(jié)問題進(jìn)行深入分析，對關(guān)鍵設(shè)備材料進(jìn)行必要的設(shè)計及選型。

　　1、更改補償器的下錨方式：斷面安裝改為側(cè)面安裝。

　　化學(xué)錨栓受直拉力時，一旦化學(xué)錨栓失效底座容易拉脫。而化學(xué)錨栓受剪切力時，及時失效底座也不會直接脫落。把在隧道斷面安裝的補償裝置更改為隧道側(cè)面安裝，并且按照正常補償?shù)鬃鶚?biāo)準(zhǔn)把上底座螺栓增加至六根，使之又近一步加大了安全系數(shù)。

　　由于原本在隧道斷面下錨的補償器更改到了馬蹄形隧道的側(cè)壁下錨。而馬蹄形隧道側(cè)壁為球面，有一定的弧度，這就需要要對補償裝置底座進(jìn)行重新設(shè)計。

　　補償裝置的底座斜角需要通過測量安裝位置的地形確定。首先確保設(shè)備限界，也就是補償裝置在最靠線路側(cè)的部位必須滿足設(shè)備限界要求;接著測得棘輪位置的中心線至上底座上螺栓的距離為150mm;棘輪中心線與墜砣塊中心線重合，墜砣塊邊緣距墜砣塊中心線的距離為140mm，最終得出上底座打孔的位置必須距離線路中心線2190mm以上。利用計算出來的孔距線路中心線的距離測量得到孔的大概高度，并且需根據(jù)地形情況具體調(diào)整。最終得出補償裝置安裝范圍1.5m至2m。

　　得出補償?shù)鬃�安裝的高度后，以此高度范圍測量出安裝補償?shù)鬃�的隧道�?cè)壁的大體斜度，畫出底座設(shè)計圖。接著我們依照設(shè)計圖用木板自制一套底座的木模，并多次現(xiàn)場試裝比對，根據(jù)現(xiàn)場情況再對圖紙進(jìn)行改進(jìn)。再用模型確定安裝底座螺桿的具體位置，用螺桿位置的數(shù)據(jù)計算出補償裝置底座準(zhǔn)確角度。然后通過測量得到補償?shù)鬃�至線路中心線的距離，在保證設(shè)備限界的情況下計算出底座主筋的長度與棘輪的位置。最后經(jīng)過以上的測量與計算對補償?shù)鬃�的設(shè)計圖進(jìn)行修改，并最終以此設(shè)計圖制造出所需要的補償裝置底座。

　　2、化學(xué)錨栓的選型

　　經(jīng)市政院雷達(dá)探測，西固區(qū)間隧道壁中鋼筋網(wǎng)分布不均，最厚處混凝土保護(hù)層達(dá)200mm，原方案化學(xué)錨栓僅埋深170mm，化學(xué)錨栓所固定的范圍內(nèi)可能沒有鋼筋分布，導(dǎo)致螺桿承載力效果下降。同時考慮西固區(qū)間隧道滲水情況嚴(yán)重，也容易造成原化學(xué)錨栓的失效。于是需要更換現(xiàn)使用的喜利得HVU型化學(xué)錨栓，選擇喜利得HIT-RE 500-SD注射粘結(jié)型藥劑，以及5.8級鋼的420*M20化學(xué)錨栓，使之直接達(dá)到鋼筋層，加強螺桿的承載力。

　　此后對選用的化學(xué)錨栓的可靠性進(jìn)行深入研究。首先對新設(shè)計的補償?shù)鬃�受力情況進(jìn)行分析， 36KN接觸線及承力索的張力全部加載在補償器上，再以三倍安全系數(shù)進(jìn)行計算，也就是108KN。平均分配在主要受力的上底座的6根化學(xué)錨栓上也就是每根承載18KN的水平剪切力。豎直方向的12KN的墜砣塊以及補償?shù)鬃�和棘輪本身約3KN的重力，再以三倍安全系數(shù)進(jìn)行計算，也就是總共45KN，通過主筋平均分配在上下底座的10根化學(xué)錨栓上也就是每根承載4.5KN的豎直剪切力。最后按照三倍安全系數(shù)所計算的上 底座化學(xué)錨栓承受合力為18.55KN。即所選化學(xué)錨栓的承載力值必須達(dá)到以上計算出的錨栓所受的合力。

　　接著我們對所選定的化學(xué)錨栓進(jìn)行分析。N=0.25πd2 σy ，所使用的化學(xué)錨栓公稱直徑D為20mm;根據(jù)使用的螺桿為5.8級鋼，化學(xué)錨栓屈服強度設(shè)計值σy查找資料取為400N/mm2 ;化學(xué)錨栓錨固深度ls 取250mm;根據(jù)使用的粘結(jié)劑為A級，間距大于140mm，邊距大于70mm，隧道混凝土強度不小于C30，粘結(jié)強度設(shè)計值σbd 按最小值取為4.0N/mm2 。

　　根據(jù)計算得出化學(xué)錨栓屈服時所承載的力N為125.6KN，化學(xué)錨栓粘結(jié)破壞時所受的力F為62.8KN。

　　化學(xué)錨栓屈服承載力值與化學(xué)錨栓粘結(jié)破壞力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上一章節(jié)中按照三倍安全系數(shù)所分析計算出來的每個化學(xué)錨栓可能承受的力值18.55KN。此化學(xué)錨栓不但能夠達(dá)到受力要求，并且還具有一些附加屬性。此藥劑為膠狀，凝固后具有一定的防水性;使用前在注射槍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)確保了螺桿的正常安裝。所以最終選定喜利得HIT-RE 500-SD注射粘結(jié)型藥劑配5.8級鋼的420*M20螺桿。

　　三、實際效益與推廣

　　將在隧道斷面下錨的接觸網(wǎng)補償裝置安裝形式，改造成在馬蹄形隧道側(cè)壁球面下錨的安裝形式。把原本受拉力的化學(xué)錨栓，改造成受剪切力并更換了化學(xué)錨栓型號及在數(shù)量上加多了一倍，使之提高了安全系數(shù)。此方法最終解決了深圳地鐵羅寶線西鄉(xiāng)至固戍站隧道補償裝置底座在隧道斷面安裝，而可能導(dǎo)致的補償裝置拉脫，引起接觸網(wǎng)塌網(wǎng)的問題。延長了化學(xué)錨栓的使用壽命，極大的保障了運營的安全。通過近半年的驗證，確認(rèn)設(shè)備符合安全運營要求，并消除了深圳地鐵的一項R2級危險源。同時引進(jìn)了一種新型的化學(xué)錨栓，使得施工的安全更加有保證并可在此后的工程當(dāng)中推廣使用。