地铁接地网放热焊接改进技术的应用

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【摘要】1、背景介绍 2、施工方案的区别3、研究的主要过程 4、放热焊接技术概述 5、 改进技术后的施工方法、施工部署、施工安装说明

关键词：地铁、放热焊接、电阻测试、应用

一、背景介绍

目前国内地铁车站内的接地网全部采用放热焊接技术施工，但2007年以前在该技术在国内行业领域工程中第一次应用，新设备、新技术，新工艺、施工难度大。本技术的主要目的是为了掌握城市地铁接地网的施工，特别是放热焊接施工改进技术，提高国内地铁接地网施工领域效率和安全性，指导以后类似工程施工。

二、一般建筑接地装置施工方案与地铁车站接地网施工方案的区别

1施工材料的区别

一般建筑接地采用镀锌扁钢、角钢等，而地铁接地网施工使用材料为紫铜排和紫铜管。紫铜具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性等物理化学特性，远比其他金属材质好。

2施工焊接方法区别

一般建筑接地焊接采用电弧焊接，电弧焊接使用工具为电焊机、焊条、焊枪等需外接电源，而地铁接地网焊接采用放热焊接，不需外接任何水电等能源，操作简单、便捷、安全，焊接质量无虚焊熔接好。

3施工模式区别

一般接地工程针对为某单个或群居在小范围内的建筑安装工程，施工单位接地施工控制在规定范围内，无需长距离移动，施工调度简单，单位时间内效率提高；而城市地铁工程一般车站站点多，战线长，较分散，给施工单位车站接地网施工带来一定难度，不同车站间的施工需来回调度，队伍游击作业，加大施工成本，调度困难，单位时间内施工效率低。

三、研究的主要过程

1技术调研，搜集资料

为了尽快掌握地铁接地网放热焊接技术的原理和施工工序操作技巧，我们专门成立了课题研究小组，走访了多家研究、施工及生产单位，搜集了大量有价值的资料，课题小组成员认真学习、理解，并结合南京地铁二号线的施工实际，对地铁接地网放热焊接技术有了较深入的认识。

2结合具体工程进一步的研究实践

为了深入掌握地铁接地网放热焊接技术方法，小组成员参与了南京地铁二号线一期全线全部车站接地网放热焊接督导工作，结合现场实际直接参与技术工作。小组成员在学习研究资料的基础上，结合工程实际，已经完全掌握了地铁接地网放热焊接技术方法，并搜集整理了大量有价值的技术资料，为公司今后地铁接地网放热焊接技术施工提供了技术保证。

3在工程实践中解决的主要问题

1）根据现有市场放热焊接厂家提供的放热焊接技术方法，研究开发了地铁深基坑内环境下放热焊接施工技术，形成了相应施工工法，为今后相关工程的施工奠定了基础。

2）开工前，项目部结合车站现场实际情况和供货商的放热焊接施工技术方案，发现其存在许多不足之处，受施工现场恶劣条件限制，模具使用磨损大和施工困难，虚焊、焊点不饱满较频繁，施工成本加大，施工工期长，针对这种现象，课题小组与供货商的技术人员根据现场环境进行了认真的分析，反复研究思考，总结出一套详细的适应地铁接地网放热焊接的可行性施工方案，自行设计一套放热焊接搭设平台，细化提高操作人员施工操作步骤，改进后的施工技术方案可大大提高地铁深基坑内恶劣环境条件下模具焊接寿命，减少施工成本，缩短施工工期，提高放热焊接的安全性。

四、放热焊接技术概述

1、 放热焊接设施

放热焊接设施主要由9种工具：焊接模具、模具夹、焊剂、点火枪、引火粉、钢托盘、钢刷、喷灯、工具箱。改进后的焊接工艺还需增加一个小焊接平台（我项目部自行设计），以改善施工现场不利环境。

2、工作原理

放热焊接也称“铝热焊接”是一种铝还原另一种金属氧化物（通常是铜或铁的氧化物）这样一个放热反应（铝热焊反应）生成熔融的铜或铁来实现焊接的工艺。

放热焊接化学反应速度非常快，仅几秒钟就可以完成焊接，产生热量极高，可以有效的传到至链接部位，使其融为一体，形成分子结合。它无须其他任何热能，是用于连接接地线路金属导体的最好方法。

放热焊接主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、铸铁、镀锌钢铁、铸铁等。

一个良好的焊点应当表面丰满光亮、没有气孔，经切开观察其剖面成一整体无气体与暇疵。影响到焊接效果的最主要的因素是湿气或水气，由于模具、焊剂及被焊接物内均附水分。因此如何防止或驱除水气，是焊接时必须采取的最重要步骤。

另一影响焊接效果的因素是模具及被焊接物的清洁程度，使其洁净光亮后才可进行焊接作业，否则焊接后的焊点的导电性能与机械性能将受到影响。如果模具内遗留的残渣不完全清除，将造成焊接表面不平滑、不光亮。

五、改进技术后的施工方法、施工部署、施工安装说明

1、施工方法

1.1施工准备

1）根据施工进度安排组织技术人员进行现场调查，了解既有各车站的施工环境情况。

2）参加供货商和设计院主持的技术交底会，认真复核设计文件、设计图纸等，将技术要求和内容向技术人员传达，使施工人员领会设计意图，清楚作业所采用的操作规程及标准。

3）编制详细的改进后的实施性施工组织方案。

1.2技术准备

1）认真仔细研究设计图纸，核对设计工程数量，编制施工作业指导书、施工调查报告、备料计划。

2）准备充足的施工技术资料以及其它施工用资料。

3）编制改进后的实施性施工组织方案、质量检查体系和各项保证工程安全、和工期的措施。

4）与相关单位签订施工协议，签订技术交底和安全交底，明确配合施工事宜和其它相关事项，确保施工顺利进行。

1.3 人员准备

按要求配备充足的工程技术人员和技术工人，对参建员工进行技术交底和岗前培训，考核合格后方可上岗。对雇佣民工进行岗前施工的安全、质量教育及一般施工技术的培训，经考核合格者再行录用。

1.4 物资准备

1）与建设单位和设计单位保持密切联系，收到设计施工图纸后，立即组织技术人员认真仔细地研究设计图纸，核对设计工程数量，编制备料计划。

2）组织物资管理人员，根据建设单位要求，做好主要材料、设备的订货、采购和运储，确定自购材料的生产厂商及运输和保贮方案，保证开工后施工材料及时就位。

1.5施工机具、仪器仪表准备

根据实际情况，配备充足的施工机械设备、仪器仪表和施工机具，并且提前做好检校工作，制定科学的运输方案，确保其在施工中的安全与可靠性。

2施工部署

在工程开工后，将积极地与业主、监理、设计和供货商等单位联系，与本工程其它承包商联络，进行现场调查与定测，对垂直接地体进行准确定位，与土建承包商进行图纸核定，若存在地下管线、反梁等有冲突的部位，则进行局部避让，安装位置调整结果经多方协商后报请监理确定。

3施工安装说明

测量、检测、试验：施工前首先根据设计图纸和现场实际情况确定水平接地铁和垂直接地体安装的准确位置，在现场采用定桩和画线做好标记。位置测量需要会同建设单位、设计单位、监理单位和土建承包商一同进行，检测接地网安装位置是否与土建反梁等施工有冲突；对所发生冲突后应合理避让。

沟槽开挖：定测结束，接地材料到货检验合格且准备工作完成后，可进行水平接地体沟槽的开挖，沟断面为上宽600mm，下宽400，深度700 mm的梯形；垂直接地铁沟槽开挖沟断面为上宽800mm，下宽600 mm，深度700 mm的梯形；沟槽开挖将雇佣民工实施。

水平接地体安装：沟槽具备条件后，将接地体放入沟槽内并按照要求放热焊接，焊接保证牢固可靠，水平接地体敷设于纵向沟槽中央，为保证接地体处于回填土之中，用小石块对不同部位支撑，使其高过沟底约50mm，以便回填土包裹住接地体。水平接地体焊接后自检，自检合格、无脱焊、虚焊后，报请监理工程师现场检查。

接地引出线安装：接地引出线与水平接地线同时焊接、安装，多余部分进行浅层覆盖，待地下站垫层施工时配合土建承包商完成最终制作与就位。

回填、置换土：监理工程师对隐蔽工程检查合格后可以回填，回填土原则上采用开挖土，即沟槽开挖出的原土，接地体周围选用粘土或低土壤电阻率的粉末状强风化岩回填。若采样土壤电阻率试验达不到设计要求，则从其他地方运来素土置换原土进行回填，将原土按照相关规定运出施工现场。沟槽回填后夯实，自然沉降后再夯实一遍。

六、结语

在地铁接地网放热焊接技术的改进与用中，要综合各方面的技术要素，尤其是在测量、检测、试验、水平接地体安装、接地引出线安装等方面的技术要点，在组织施工方面，也要突出对整个技术的融入性，通过各个技术要素的融合，充分实现地铁接地网放热焊接改进技术的整体职能。

作者简介：王强；男，工程学士，工程师，从事城市轨道机电安装等工作。