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关键词:隧道 断层 破碎带 支护施工
1 工程概况
莲花山隧道横穿莲花山,属低山丘陵地貌,地表起伏较大,进出口地面坡度30°~50°,植被发育。进口位于饶平县东镇新村,出口位于潮安县铁铺镇洪厝铺村,附近为县X086,交通方便。进口里程为DK174+123,出口里程为DK181+771,中心里程为DK177+947,全长7648m,隧道最大埋深245m。全隧道设无轨运输斜井两座。
本隧道DK181+618-DK181+718段通过V级围岩断层破碎带,岩体局部破碎,多为强风化碎块状,可见绿泥石化,为断层破碎带,致使围岩自稳能力极差,成型困难。根据围岩情况,结合施工生产要素及施工生产能力,按照“早预报、勤量测、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”的施工原则,在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下,采用三部台阶法进行施工。拱部预留核心土,周边采用风镐开挖,核心土及中槽运用PC200挖掘机开挖。
2 施工方法
2.1 超前小管棚施工
2.1.1 工艺原理 在破碎松散岩体中超前钻孔,打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液,浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中,并将其中的空气、水分排出,使松散破碎体胶结、胶化,形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体,从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性;使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体,在壳体的保护下进行开挖支护施工。
2.1.2 小管棚及注浆设计 采用4.5m/根的Ф42mm小导管布设在拱部,外插角5°~7°,环向间距40cm,纵向2.4m/一环;压注1:1水泥浆液,采用425#普通硅酸盐水泥,浆液中掺水泥用量3~5%的40Be’水玻璃,以缩短浆液的胶化固结时间,控制浆液的扩散范围。
2.1.3 施工要点
2.1.3.1 小导管加工4.5m/根的Ф42mm小钢管一端加工成尖锥形,距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20cm布设Ф6mm的孔眼4排,以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。
2.1.3.2 小导管安设 如岩体松软,采用YT-28型风动凿岩机直接推送,如遇夹有坚硬岩石处,先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
在施作小导管前应注意:第一,喷3~5cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙,为注浆作好准备工作;第二,准确测量隧道中心线和高程,并按设计标出小导管的位置,误差±15mm;第三,用线绳定出隧道中心面,随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向,以控制外插角达到设计的标准;第四,施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行,为提前注浆留好作业空间。
2.1.3.3 注浆 选用UB6型注浆泵注浆,采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出,注浆前对所有孔眼安装止浆塞,注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀,考虑风镐环形开挖的方便,同时要达到固结破碎松散岩体的目的,保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定,形成有一定强度及密实度的壳体,特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力,采取注浆终压(0.8~1.2MPa)和注浆量双控注浆质量,拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定拱脚终压为1.2MPa,拱腰范围为1.0MPa,拱顶为0.8MPa。注浆时相邻孔眼需间隔开,不能连续注浆,以确保固结效果,又达到控制注浆量的目的。
2.2 开挖 为控制超欠挖及减少对围岩的扰动,拱部弧形及边墙周边均采用风镐分台阶开挖,核心土及中槽均采用挖掘机开挖,开挖进尺根据围岩稳定性确定为0.6~1.2m,边墙按钢拱架的两个单元分两个台阶施工,上下台阶相距2m,左右边墙错开2m。
2.3 初期支护
2.3.1 初期支护参数 系统锚杆3.5m/根,拱部为Ф25中空注浆锚杆,边墙为Ф22砂浆锚杆,纵向、环向间距为1.0m,梅花型布置;拱墙设I20b钢拱架,间距60cm,钢拱架拱脚设Ф42锁脚锚管,4m/根,每侧2根;挂Ф8双层钢筋网,网格尺寸为20cm×20cm,喷射混凝土厚28cm。
2.3.2 喷射混凝土材料
2.3.2.1 机具 喷混凝土采用Bz—5型混凝土喷射机,压力为0.2~0.4MPa。
2.3.2.2 水泥及细骨科 采用P.O425普通硅酸盐水泥;细骨料选用潮洲韩江砂,砂率控制在50%,含泥量≤3%。
2.3.2.3 粗骨科 采用规格为5~10mm的碎石,经试验检测指标均达到规范要求。
2.3.2.4 粘稠剂 选用STC型粘稠剂,经现场试验,最佳掺量为水泥用量的10%,3min初凝,6min终凝,而且可大量减少回弹量。
2.3.2.5 水灰比 水灰比过大、过小都会使混凝土回弹量增加,浪费大量的材料;经现场多次试验确定,水灰比为0.47的混凝土喷射效果最佳。
2.3.3 喷射混凝土 开挖后为缩短围岩的暴露时间,防止围岩进一步风化,必须先初喷混凝土3~5cm厚再封闭围岩;待钢拱架、系统锚杆及钢筋网安设好后,再喷混凝土10~12cm;最后在下一循环喷射混凝土时分两次喷射至设计厚度。
喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行,每段长度为3m。喷头喷射方向与岩面偏角小于10°,夹角为45°;喷头至受喷面距离在0.6~1.0m之间,喷头呈螺旋形均匀缓慢移动,一般绕圈直径在0.4m为宜。
2.3.4 挂钢筋 钢筋网片采用Ф8圆钢,除锈处理后按设计加工成100cm×200cm的网片;挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设,与受喷面间留3cm作为保护层,网片与系统锚杆焊接牢固,确保喷射混凝土时不移动。
2.3.5 安装钢拱架 型钢除锈后按设计要求分节加工成型,钢拱架分节间通过钢板用螺栓联接。
2.3.5.1 钢拱架严格按设计间距架立。
2.3.5.2 为充分发挥钢拱架的承载能力,首先要求钢拱架必须垂直且与线路方向垂直;其次,架立拱部钢拱架时,严格控制左、右拱脚标高,以防拱架偏斜,影响与边墙钢拱架的圆顺连接或侵入衬砌厚度。
2.3.5.3 为方便拱部钢拱架与边墙钢拱架的连接,在拱脚连接处铺不小于20cm厚的粗砂或石屑。边墙钢拱架底部必须置于基岩上,以防下沉变形。
3 监控量测
开挖完成后,在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。测试元件用Ф12圆钢加工而成,每根元件长46cm,锚入基岩内10cm,初期支护28cm,外露初支面8cm。水平收敛量测采用收敛仪进行观测。量测频率开始6h观测1次,然后根据变形量的减小而减小量测频率,即12h、24h,根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等,便于指导施工,确保施工安全。量测点每隔5~10m布设1组。经量测,拱顶最大累计下沉量为10mm,水平最大累计收敛量为11mm。
4 结束语
通过对断层破碎带采用超前小导管棚预支护、人工环形及周边开挖技术和锚喷初期支护措施,且通过现场监控量测得出以下结论:
4.1 周边人工开挖可减小对围岩的扰动,有效控制超欠挖。
太原铁路局供电处山西太原030013
摘要院雷电在电气化铁路接触网设备运行危害严重,极易造成设备损坏绝缘破坏引发跳闸甚至中断供电故障,本文在对雷电机理、形成原因及分类研究的基础上,针对防止雷害的主要因素制定预防对策和技术措施,对电气化铁路的防雷探索和现场实施具有指导意义。
关键词 院电气化铁路;接触网;防雷;措施
1 概述
电气化铁路在运输系统中逐渐承担起明显重要的作用,但接触网设备周边环境的变化和日常极端恶劣天气不断增多,接触网设备因雷击引发跳闸故障日渐频繁,给供电设备的安全运行埋下隐患。如何防治雷击引发的闪络造成接触网设备跳闸成为电气化铁路发展的重要部分之一。本文着重从雷电机理、形成原因进行分类研究的基础上,结合管内电气化接触网雷害故障的实际情况,针对防止雷害的主要因素预防对策和技术措施进行研究。
2 雷电产生的起源和过程
根据统计在我们生活的地球整体范围内,雷电生成的频率十分可观,随时地球上都约有两千多个地点正遭受雷暴,每秒钟地球就有上百次雷电,众所周知我们生活的地球是大电容体,空气中的水滴(或冰晶、雹粒等)在地球的大气电场中形成感应电荷,下端为正电荷、上端为负电荷,与大气中上升的负离子的电荷中和,使水滴带负电,形成雷(雨)云起电后的电荷分布。雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电,它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安,从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。
猿雷电表现的方式和分类
雷电的形式分为枝状闪电、带状闪电、叉状闪电、片状闪电、球状闪电、联珠状闪电。
按空间位置分类。云闪:云内闪电和云际闪电(两片云之间)。地闪:俗称落地雷,是日常防雷主要研究对象。
接触网雷击主要分为直击雷击、感应雷击两种形式。直接雷击:雷云直接对接触网供电设备放电。感应雷击:雷云通过静电感应或电磁感应在接触网附近的支撑装置、接触悬挂、附加导线上产生感应电压。
4 接触网雷击具体案例
在我国电气化铁路接触网设备由于雷击造成的跳闸可达到30%-60%,而高速电气化铁路比率更高。高铁线路地处空旷地带,多采用高架桥方式,线路两侧高大建筑物少,因此对于雷电来讲目标比较突出。在强对流、雷暴天气高铁接触网受雷击跳闸情况比较突出。根据统计,仅2014 年我国全路34 条电气化铁路就发生设备雷击跳闸就达到1214 件,尤其是处于山区、桥梁等地形环境复杂的地区,雷击引发的跳闸故障率更高。
以管内开通的某高速铁路线路为例,此高速铁路长413.363km,全线正线采用AT 供电方式,联络线、动车走行线采用直接供电方式。自2014 年7 月1 日开通以来,共发生26 起雷击引起设备损坏的事故。占故障总跳闸的比例达57.7%。
其中典型案例有:
4.1 区间对向下锚正馈线烧伤(图1)
4.2 正馈线对向下锚处绝缘子闪络(图2)
4.3 区间对向下锚处正馈线对绝缘子放电(图3)
5 接触网雷击特点分析
5.1 按接触网雷击部位来看
从雷击接触网设备部位分类统计来看,对接触网附加线、支撑装置的平腕臂、斜腕臂绝缘子、站场软横跨承力索端部绝缘子、接触悬挂下锚绝缘子、避雷器等均发生过雷击闪络击穿,其中尤其是正馈线和斜腕臂绝缘子可占到雷击闪络的50%以上。
5.2 接触网结构方面分析
区间正馈线的安装高度在距离轨面10.3m 处,其下方2m 才是接触悬挂,在雷电面前正馈线相当于为接触悬挂起到了防护作用,雷击比例大大增加。站场软横跨横承力索端部绝缘子基本在13—15m 的位置处,处于最高的地方,也成为了雷击的首要对象。
5.3 从雷害后果分析
淤接触网绝缘子破碎、损伤。接触网防污式绝缘子的雷电冲击耐受电压水平悬式绝缘子为300kV、棒式绝缘子为270kV,但该绝缘水平只表现于新线建成的较短时间内。由于接触网安装高度低,周围污染因素多,随着运营时间的增长,绝缘子污染严重和老化导致绝缘水平不断降低,这也是接触网遭雷击后绝缘子常被击穿的主要原因。
于承力索断线、接触线烧损。无论直击或绕击,最终结果都是在接触网线索上形成超高过电压,由于不能及时泄流时就会烧损线索。
盂支柱顶帽裂损、肩架金具因电流烧损等。由于支柱高于接触网其它部分,所以更容易成为雷击首要部位,造成设备损坏。榆避雷器击穿等。由于避雷器的接地条件多样,而铁路接地随着运行时间增长条件恶劣,部分接地锈蚀严重加上铁路沿线地质环境因素,使得接地电阻较大,无法达到设计要求。感应雷击造成过电压后,避雷器的最大残压值大幅提高,可能会造成绝缘子闪络及击穿。
6 防雷现状情况分析
6.1 目前电力系统防雷策略及其技术对策
中国电力网采用的防治雷害措施是以对雷电加强监测为指导,电力系统构建雷电监测研究平台,实现了对雷电发生情况的实时监控。同时采取差异化的防雷手段,从而实现大力减少雷击的目的。电力系统输电线路防雷目标是提高线路的耐雷特性,降低线路的雷击跳闸率。电力系统在研究确定线路防雷方式时,综合考虑系统的运行方式、线路的电压等级、重要程度、线路经过地区的雷电活动的强弱、地形地貌特点、土壤电阻率高低等自然条件,根据技术经济比较的结果,采取合理的保护措施。
6.2 国内接触网防雷情况
接触网防雷装置主要由接闪器或避雷器、引下线和接地装置组成。淤接触网线路防雷的接闪器通常为避雷线方式。架设避雷线的目的是为了利用避雷线的屏蔽作用,保护下方的设备不受直接雷击,并和良好的接地装置配合,将雷电流迅速泄入大地,降低雷击引起的过电压。
于装设避雷器方式。路内接触网设备防雷均采用避雷器的方式,《铁路电力牵引供电设计规范》规定接触网避雷器的安装位置在:分相和站场端部绝缘锚段关节;长度2000m 及以上的隧道的两端;较长供电线或AF 线连接到接触网上的接线处;强雷区应架设独立的避雷线,接地电阻值10赘。
盂引下线是用于将雷电流从避雷线传导至接地装置或利用等电位连接降低反击过电压的导体。目前暂按通行做法,避雷线每隔800耀1000m 设置一处引下线。引下线的材质、结构和最小截面应满足雷电流强度检算并不小于避雷线的铜当量载流截面。
榆接地装置:接地体和接地线的总和,用于传导雷电流并将其流散入大地,同时降低反击电压。当接触网受到雷击过电压或操作过电压影响时,电流通过避雷器流入大地,造成避雷器接地极附近电位升高,如果接地电阻过大,会对接触网以及周边设备造成反击,引起变电所跳闸或烧坏信号与通信设备。
7 接触网防雷的措施和方案
结合管内电气化线路的具体运行情况和历年来雷害故障的情况,为充分防治雷害,需从以下几个方面完善接触网的防治方案。7.1 利用现有资源逐步构建丰富电气化铁路的雷电监测网络首先由路局、供电段、车间建成三级网络,积极争取电力、气象等部门现成的雷电定位资料,掌握管内电气化雷电数据和规律。为铁路沿线雷电活动监测、雷电预警、铁路雷电事故实时查询、事故调查、雷电数据挖掘和统计提供技术平台。
7.2 装设避雷线
架设避雷线是降低接触网雷击跳闸概率和避免绝缘子损坏最有效的措施之一,对处于多雷、高雷、强雷区的电气化线路,应结合线路条件以及雷电防护要求,以架设避雷线为主,一种是按折角法计算,避雷线增高肩架高度须在柱顶以上约2.5m(按45毅保护角考虑),一方面增高肩架尺寸和重量较大、在支柱上固定困难、施工安装难度大,另一方面对支柱的稳定性有较大的影响。
另一种是按滚球法计算,避雷线增高肩架高度须在柱顶以上约1m,对支柱稳定性影响较小,易于工程实施。架设避雷线后可引导雷电向避雷线放电,通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护的接触网设备免遭雷击。对于建设中或已开通线路,可逐年进行接触网防雷改造试验,实施增设避雷线功能的改造方案。
7.3 提高接触网整体接地水平
接地系统的好坏直接决定了防雷措施的效果,设计、施工部门要确保防雷接地装置的等效电阻值满足要求,运营管理单位应定期检查维护防雷设施、定期测量接地电阻等参数,发现问题及时处理。每年雨季前对管内接地装置进行一次全面摇测,测量接地电阻不满足要求的增加或更换接地极。对隔离开关、避雷器、架空地线处的单独接地极进行整治处理,重新埋设接地极,部分处所装设石墨接地极,以保证接地良好。
7.4 加强线路绝缘
防治雷害可采取增加线路绝缘的方法,主要办法一方面是增加接触网设备中复合绝缘子的应用,接触网下锚、分段、分相用绝缘子优先采用复合绝缘子,避免雷击绝缘子损坏造成严重后果。另一方面是增加绝缘子串中的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等等。为减小绝缘子绝缘性能降低带来的影响可加强绝缘清扫维护,每年进行2 次带电水冲洗和人工清扫,对污染严重的绝缘子随时进行清扫。
7.5 安装避雷器
安装避雷器(避雷针)是防雷的重要措施,在支柱接地电阻相同的情况下,安装避雷器可大大提高线路耐雷水平。当支柱接地电阻为30赘时,无避雷器时的线路耐雷水平为12kA,安装避雷器后,线路耐雷水平提高到24kA。确定避雷器的安装密度、防护范围、分流情况和失效条件是制定合适的接触网防雷措施的前提。运行中在雷雨季节到来之前,安排对管内避雷器进行避雷器预防性试验,对状态不良避雷装置及时安排更换,确保设备雷击状况下,防雷设施能够起到保护作用。
7.6 加强雷击跳闸分析
高度重视雷击跳闸放电点查找和故标分析修正工作,一是雷雨天气发生供电跳闸后,采取添乘动车组(机车)、栅栏外巡视等方式,及时组织人员对故标指示2km 范围内相关设备进行巡查,当日天窗点内停电检查,及时发现雷击对供电设备的损坏情况并及时采取更换绝缘子等措施,消除安全隐患。二是对故标等跳闸保护动作信息与巡查情况进行分析比对,及时修正故标参数,不断提高故标的准确性。
7.7 快速恢复供电
由于接触网正馈线位于接触网上方,极易遭受雷电侵袭,且发生故障后,故障查巡、处理时间长。所以在现场运行中可采取在牵引变电所内正馈线上加装隔离开关,当正馈线发生故障时,及时拉开隔离开关,将正馈线退出运行,由AT 供电方式改为直供方式,最大限度地压缩故障延时,快速恢复供电。
8 结语
接触网设备具有线长、露天、高电压、无备用等特点。在雷雨天气情况下,遭受雷电袭击的概率较大。加强接触网的防雷措施、提高接触网的耐雷强度是保障接触网设备安全运行及铁路运输畅通的一项重要措施。在运行实践中必须不断总结经验加以防治,从而确保运输安全。
参考文献:
[1]铁路电力牵引供电设计规范[S].TB10009-2005.
[2]建筑物防雷设计规范[S].GB50057-94.
关键词:铁路通信系统;光纤通信技术;DWDM技术;波分复用技术;光纤接入技术 文献标识码:A
中图分类号:U285 文章编号:1009-2374(2017)06-0034-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.017
光纤通信技术作为当今社会不可缺少的一种信息传输载体,其不但在市场占有重要位置,且运用比较广泛,例如:光纤通信技术被运用于高质量彩色电视传输、工业生产场地监控与调度。特别是在铁路通信系统当中,光纤通信技术运用得比较多。在铁路通信系统中应用光纤通信技术可以提高通信传输的效率以及扩大光纤通信技术的运用,可是光纤通信技术还有很多不足之处,需要得到改善。所以,下文就光纤通信技术在铁路通信系统的运用以及优化举措进行了简单的阐述。
1 关于光纤通信技术情况分析
由于光纤通信是在高频率光波当中作为载波的这一前提条件下完成的,且由于光波频率必须要达到1000赫兹才可以,而光纤在进行发送信息时一般是被当作介质一样的东西存在的。之前有文献提到了这样一个理论:就是将光纤当作媒体,这样就可以完成信息输送。并且这篇论文提到,如果将其运用到通信当中,不但可以降低光纤损害程度,还可以降低成本运输。所以某企业为了真正实现这一想法,通过大量的研究和探索,对其进行想象和思考,最终判定假如有一天将其成功研发出来,可以获取高额的回报。而且对于通信未来发展有着非常重要的作用。随之而来的世界上就出现了损害低的光纤,并且这根光纤衰退系数是20~23db/km,也正是因为如此,人们进入了光纤时代。使用光纤技术的时候,与以往的通信技术相比较,光纤技术优势更大,尤其是光纤技术的损耗小、容量大、传输快等优点,这是传统的通信技术不能相比的。由于光纤通信具备了这部分优点:不会遭到电磁感染、不会出现串音,所以很多人喜欢光纤通信,且为了更好地运用光纤通信,人们花费大量的资金和先进技术,发展光纤通信技术。从光纤技术发展至今,只有20多年的时间,光纤通信的容量就提高了一万多倍,且传输速度也提高了数百倍,到目前为止,人们可以在各个行业当中看到光纤的身影。
1.1 波分复用技术分析
因为通过单模光纤消耗非常小的区域,使用波分复用能够带来很大的宽带资源,按照不一样的波长以及频率,不一样的信道就可以经过光纤消耗非常小的窗口进行改进而成。且因为信号载波就是光波,所以波分复用器使用在发送端,能够将不相同的波长光载波进行有效融合,然后发送到一根光纤之中。通过接收端,将不一样的波长采用分波器负荷不相同的信号载波进行有效分割。不相同的波长的光载波信号一同进行复用传输。从当今社会发展来看,波分复用已经运用于铁路通信体系之中,按照不一样的波长输送通信信号,不仅不会遭到电磁信号以及气候的干扰,还可以提高信息传输速度。
1.2 光纤接入技术分析
光纤接入网作为信息高速公路中的最后一个环节,其要想完成高速信息输送,关键点在于用户的接入这一环节,必须拥有主干宽带输送网,且信息高速输送到各家各户采用的技术就是光纤接入网络技术。当光纤宽带进行接入时,通常其输送方式不会是单一的,而是各种类型的同的方式,且光纤到户和FTTCab就是经常使用的传递模式。其能够让光纤在不同的位置进行信息传递。由于进行光纤宽带接入方式采用了光纤到户这一方法,其可以提供全光接入,所以对于不相同的宽带特点能够充分满足使用者对于宽带的各种不同需求,用户体验到不同的宽带需求。
2 运用的光纤通信技术情况分析
2.1 准同步数字系列光纤通信
于1980年左右,铁路光纤通信体系逐步发展和进步,由北京站到北京局间建立了一个10千米以上的试验段,并且二次体系也随之开通,且路段之间建立了多模光纤,采用8芯单模光缆将其运用于重载双线电气化大秦铁路。而该局限通信系统由二芯配置34Mb/sPDH设施组建而成,所以中国的第一条长途干线电缆数字通信系统功能出现了,这样大大促进了同轴模拟传输光缆数据通信在铁路通信网的进步和发展。但由于其复用结构相当复杂、没有网络管理能力等,进而直接影响到光缆通信系统发展和进步,在这样的情况下,相关人员研制出了同步数字体系技术,其逐渐出现在人们的视线里。同步数字体系可以有效实现光纤通信系统的运用价值。其是把光纤信号进行一同收集,接着采用不一样的频率来发出。
2.2 对于DWDM技术运用分析
相关人员开始于铁路通信系统中运用DWDM,这种技术能够采员工非常多的波长作为载波,其具备了消耗非常低与单模光纤的宽带的特点,可以让各个载波通信通道在一根光纤里一同进行传输,这样可以大大降低光纤的总数目。在DWDM当中,其协议和输送的速度没有任何联系,并且DWDM网络可使用以太网协议等来进行数据输送,且数据流量通常可以控制在2.0Gb/s~100Mb/s之间。并且DWDM能够在激光通道间,经过不一样的速度输送不一样的数据流量。从目前而言,这样的技术已经开始大面积地运用到铁路通信系y中。由于此技术不会受到天气的干扰,可以将波长和光纤频率相融合,使用DWDM系统和设施,让信息体系可以得到综合性的兼容。
相关人员使用SDH设施,开展信号波的传输,在一开始的时候,其信号传输不太稳定,但由于时间的上涨,所以输送的速度也会一直上涨。在这样的情形下,能够采用16波道以及2.0Gb/s以上的速度作为基础。采用单根光纤单向传输方式,能够把相同的波长在不同的两个位置进行重复性的使用功能。这项技术和数字传输体制的世界标准是相符的,能够符合很多的光纤信号。并且这种技术还能够把PDH与SDH的特征进行兼容,使用灵活的组网方式,可以有效降低联网费用。DWDM技术在多个新型行业都有业务方面的发展,不但可以推动铁路通信系统发展,还能够让通信技术行业上升一个档次,进而带来全新的发展局面。运用DWDM,把光纤通信技术相结合,且把光波频率和电磁信号相融合,将其运用于铁路通信当中,可以达到意想不到的效果。
3 光纤通信技术优化策略
3.1 采用光时分复用及密集波分复用技术提升传输容量
要想提升光纤传输系统中的传输容量,就一定要采用光时分复用技术以及密集波分复用技术,这是提升传输容量最好的方法之一,其能够经过单根光纤来使得传输信道数的传输容量增加,并且光时分复用技术是经过信道的传输速度来提升传输容量的。可是由于光时分复用技术以及密集波分复用技术传输的光纤通信系统的容量非常有限,所以相关人员可以把很多的光时分复用信号一起使用,这样可以在很大程度上提高传输的容量。其中偏振复用技术最大的作用在于降低相邻的信道之间的相互作用,在高速通讯系统当中归零编码信号里面所占去的空间非常小,并且对于色散管理分布相关要求很低,而且其对于光纤的偏振膜色散以及非线性归零编码信号之间的适应性很强。所以在当前的大容量通信系统当中运用归零编码传输方法比较好。
3.2 采用光孤子通信技术进行远距离传输
因光孤子通信技术拥有非常特别的PS数量级的很短的光脉冲,其方位一般是在光纤反常色散区域,可以将光纤的非线性和群速度色散进行有效地平衡,所以,针对光纤距离较远的输送,使用光孤子通信,就不会更改光纤速度和波长。使用功能光孤子通信能够进行远距离高速通讯,能够在时域很短的脉冲把控中使用已存在的速率,进而可以有效降低ASE,而其定时、整形等可以加大输送的距离。如果要提高光学滤波输送距离,其可以在性能非常高的掺铒光纤放大器方面输送比较低的噪音的掺铒光纤放大器。
3.3 采用全光网络技术提升速度传输
运用全光网络技术能够有效提升速度传输,实现高速传输。以往的光网络可以把节点间的全光化完成,可是在网络的节点处以往的方式运用的是电器件,这就严重局限了通信网络容量的提升,并且也给当前铁路通信系统造成了很大的麻烦。可是电节点会在全网络中被取代,且节点之间可以使用全光网,让信息可以进行高速的交换以及传输,对于用户的信息不会再按照以往的比特进行,而是根据波长来决定。采用全光网络技术还能够消除电光瓶颈产生的部分影响因素。
4 结语
在铁路通信系统中运用光纤通信技术可以提升传输效率,还可以推动通信行业的发展,并且素质和市场需求上升,能够促进光纤通信技术上升一个层次。所以运用光纤通信技术的时候,首要做的就是对其运用的相关情况进行仔细的分析,接着通过对实际情况的调查,对光纤通信技术进行优化,提升光纤通信技术传输容量、实现光纤通信技术远距离传输、实现光纤通信技术全光网。
参考文献
[1] 陈鼎.光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].无线互联科技,2016,(18).
[2] 何静涛.试论光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].中新通信,2016,(1).
[3] 李士军.铁路通信系统中的光纤通信技术分析[J].科技风,2015,(5).
关键词:张力架线;跨越铁路;跨越电力线路;工艺流程分析
1 概述
在输电线路工程施工环境越来越复杂的情况下,输电线路工程经常会碰到跨越铁路施工的情况,甚至会碰到同时跨越铁路和电力线路。在进行张力放线过程中让铁路停运显然是最安全的方法,但是鉴于铁路在国民日常生活中扮演的重要角色,让铁路停运是不现实的。因此跨越铁路一般都是在铁路运行的窗口时间中进行,这对于施工方案的编制提出了更高的要求。如何在有限的时间中安全并且保证质量完成施工,这是对所有技术人员提出的挑战。
2 施工情况介绍
2.1 跨越情况概述
文章讨论的施工段为±500千伏云南金沙江中游电站送电广西直流输电线路工程第7标段C2086~D1001放线区段,本放线区段长度为5.89km。在C2091塔与C2092塔之间跨越10kV石陆贯通线(交叉跨越角68°)、南昆铁路(交叉跨越角64°)各1次。由于10kV石陆贯通线是为南昆铁路供电,现实情况不允许该线路长时间停电,只能短时间停电搭设跨越架,因此该电力线路需要带电跨越。南昆铁路的运行情况决定了本次张力放线只能利用南昆铁路运行的窗口时间进行。
2.2 前期准备
2.2.1 现场勘查。在现场勘查的时候,要注意观察、测量跨越电力线路的高度、与新建杆塔的距离、夹角等数据,测量铁路、电力线路与新建杆塔的距离、夹角等数据。除此之外,还要观察周边地形和运输条件,是否适合搭设跨越架,如果搭设,选取那个地方是最适合,以及搭设跨越架的材质、排数、宽度、高度,怎样封网,这些在现场勘查的时候要有一个大概的初步印象与设计。
2.2.2 与铁路管理部门沟通。一旦确定要跨越铁路,需预留充分时间去铁路管理部门进行备案。包括施工人员、机械、跨越申请、签订安全协议、方案会审、等待铁路部门安排可以施工的窗口时间等。其中方案会审是非常重要的环节,方案会审决定了是否可以通过铁路部门的审核进行施工。只有方案会审通过了,施工才有可能进行。
2.2.3 与高压线路运行部门沟通。由于同时跨越10千伏电力线路,因此必须同时与10千伏贯通线的运行部门进行沟通。本次施工比价幸运的是,10千伏贯通线的运行部门就是昆明铁路局,这为我们施工提供了便利。二者可以更好地协调施工时间,如果跨越高压线路与铁路不属于同一管理部门,势必会有摩擦,二者如果不能在施工时间上达成一致,势必造成窝工损失。
2.3 施工工艺
2.3.1 搭设跨越架
(1)搭设跨越10kV石陆贯通线跨越架及封网。10kV石陆贯通线为铁路专用电力线路,长时间停电对铁路运行影响较大。因此,在短暂的停电时间的情形下,为保证本工程顺利施工及10kV石陆贯通线安全运行,本次跨越施工采用以下顺序搭设:a.停电前搭设下部跨越架;b.停电期间搭设上部跨越架和封网;c.以带电方式进行本工程跨越施工。同时必须计算风偏,确定最安全的搭设跨越架的宽度。
(2)搭设跨越南昆铁路跨越架及封网。南昆铁路为电气化铁路干线,长时间停电对铁路运行影响较大。因此,在短暂的停电时间的情形下,为保证本工程顺利施工及南昆铁路安全运行,本次跨越施工决定采用:a.停电前搭设下部跨越架;b.停电期间搭设上部跨越架和封网;c.以带电方式进行本工程跨越施工。同时必须计算风偏,确定最安全的搭设跨越架的宽度。
2.3.2 导地线展放
(1)遥控飞行器展放?准3.5引绳,按照“?准3.5引绳――?准8引
绳――?准16导引绳――六方15导引绳――六方26牵引绳――导线”的施工顺序进行导线的展放,并进行紧线、附件安装及验收消缺直至完成本次跨越施工结束。架设地线与此同理,在此过程中需有高空作业人员在跨越架上控制和引导牵引绳。按本次跨越情况,依斜抛物线法,计算水平放线张力H、张力机出口张力TT.max、牵引机牵引力PH得出展放各类绳索、导地线过程中,相应牵张力应不小于表1中的要求。
(2)当导地线由空中跨越带电跨越架时,跨越架值守人员应随时通过对讲机通报跨越情况、导地线距跨越架高度,其高度应满足表1要求,张力机操作员根据跨越架值守人员汇报的现场情况,做出相应调整,使导地线对跨越架高度始终保持在一定的安全距离内,平稳跨越。
(3)在本工程架线跨越施工过程中,每天工作结束后,应在两个放线场地把各种牵(导)引绳、导地线用相应卡线器连接5T卸扣、5T手扳葫芦及临拉地锚,一前(紧)一后(松)两次锚固,以实现双重锚固。临拉地锚采用“0.5*2.0m”规格,埋深不得小于2.2m,锚固时对地夹角不许大于45°。
(4)跨越南昆铁路、10kV石陆贯通线所处耐张段(C2088~C2092耐张段)紧线、附件安装时,运用卡线器接5T卸扣并通过?准17.5钢丝绳套固定在紧靠挂线点的主材上,内衬垫道木,一前(紧)一后(松)两次锚固,以实现双重锚固。
(5)在本工程架线跨越施工前、施工中,由施工项目部组织邀请昆明铁路局有关人员查看放线机具状态,并接受监督检查。
2.3.3 拆除跨越架。拆卸跨越架的程序与搭设跨越架的程序依次相反,由上向下逐根拆卸,先拆横杆,再拆支杆,最后拆立杆,分层进行。严禁立杆、横杆整体推倒,严禁上下层同时拆卸。
3 施工分析及总结
3.1 准备工作非常重要
在任何工作中准备工作都非常重要,但是在同时跨越铁路和高压电力线路的时候,这一点就显得更为重要。在铁路局进行方案会审、备案、签订安全协议等工作,这些工作涉及铁路多个部门,包括:总工室、供电段、车务段、工务段等部门,在此活动中施工单位都是出于被动地位,因此必须预留充足时间,否则将影响施工。
3.2 方案编制
同时跨越铁路和高压电力线路时候方案的编制必须严格贴合实际,做到对铁路运行的了解(如属地铁路局营业线施工安全管理规范),铁路轨道和铁路线路的基本了解,否则不能做出切合实际的方案。同时由于铁路和高压电力线路的停电时间非常短暂,必须根据和铁路局批准的天窗个数、天窗工作时间,灵活地调整方案和作业顺序,最大限度的利用停电时间完成工作。
关键词:铁路工程;项目管理;信息化;发展趋势
1工程项目信息化管理的基本概念
1.1工程项目管理的特点
工程项目管理是一个庞大的信息体系,它集成工程建设中所有的信息,包括业主、承包商以及监理部门;包括项目组织、计划、财务、资源、控制等体系;包括建设工程设计、施工、竣工验收等各阶段;包括工程施工进展各分项等。所有这些信息的发生,往往并不是独立的而是彼此联系的,一个信息经常要涉及数个部门,横跨多个进展阶段。也正因为如此,工程管理信息系统就需要对每个信息的发生和经过有较为明确的定义和梳理,就需要整合信息流量从而集零为整地处理信息。
1.2项目信息化管理的概念
所谓施工项目信息化管理,是指在施工项目管理中,充分地利用包括计算机、网络通信等信息技术,实现降低项目成本、缩短工期、提高科学管理水平的目标,以便更好地满足客户的要求,从而增加企业的市场竞争能力的过程。施工项目信息化管理的主体是与项目管理相关的企业层管理人员和项目层管理人员,载体是信息化管理系统。项目信息化管理的系统构思是,充分利用现代化信息技术,创建以数据库为核心、信息数据的有序管理为主线、WEB技术为基础的项目协同工作平台,实现网络、远程通信、数据库的集成化设计。建设以实现建设项目总体总包的全方位、全过程综合管理系统,对内容繁多、接口关系复杂的系统施行高效的管理,实现项目部与业主及各分包单位的“零距离”接触、异地办公;建立一套完整的项目和文件管理树状结构,将严格的权限管理和每个业务管理模块中的数据充分共享有机地结合。在系统授权下,各种数据可以方便地录入、上传、下载、维护等,实现合同管理、计划管理、进度管理、质量管理、技术管理、文档管理、信息管理、分包单位管理等功能,提高工作效率和管理水平。
1.3 项目信息化管理的特点
由于管理软件实现了广义的网络技术,所以工程管理软件通用的思路是:项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间段,资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划;对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
2 项目信息化管理系统的发展趋势
可用于施工项目信息化管理的系统的发展趋势可以归纳为以下4个方面。
2.1 多类系统并存
尽管一些系统已经经历了较长的时间,而新型系统层出不穷,但新型系统并没有完全取代旧系统。例如,用于项目进度计划管理的单机版MicrosoftProject系统至今仍然广泛地应用在施工项目管理中。新出现的一些管理系统,如ERP系统中虽然包含进度计划管理的功能,但仍然无法与一直处于发展中的该系统相比,因此往往为其留下数据导入的接口,以方便用户并行地使用该系统进行进度计划的管理。事实上,在一些情况下,新型系统覆盖旧系统的全部功能,一是必要性不大,二是并不容易。
2.2 网络化
网络技术的普及为人们相互间的交流提供了极其方便的平台,从而改变了人们的时间和空间观念。一般的,后来出现的系统,包括项目内部的综合应用系统、企业内部项目管理专用系统、企业信息化管理系统以及项目管理协同工作平台都是建立在网络之上的。而先前的一些单机系统也逐步提供了网络功能,使得用户可以通过网络来使用它们。例如,MicrosoftProject系统提供了ProjectCentral模块,使得项目管理团队可以共同操作同一份进度计划,并提供针对进度计划管理的协同工作功能。这就使得系统能够更好地满足实际项目管理流程的需求。
2.3 集成化
一些后来出现的系统纷纷包含过去的单项系统提供的功能,或者包含旧系统数据的导入功能,从而实现系统的集成。如前所述的ERP系统中包含进度计划的管理功能就是一例。集成化带来的最大好处是避免数据的重复录入,从而不仅可以支持更加高效的工作,也可以带来更多的可能性,例如可以支持对已积累的信息进行全面的深度分析,从而更好地辅助决策。
3 铁路工程信息化发展状况
3.1 铁路工程项目管理的特点
铁路工程是一个复杂的系统工程,投资大、系统多、建设周期长。涉及路基、桥涵、隧道、轨道、通信、电力、设备安装等20多个子系统、近40个专业,而且随着建设模式及技术的不断创新,所涉及的领域也会不断增多。项目建设周期少则2-3年,多则5-6年,在长时间的项目建设过程中会产生大量的信息,对这些信息的管理是项目管理的一个重要的组成部分,甚至体现了项目管理的水平。目前我国铁路建设领域的相关规定已经比较完善,但是一些规定落不到实处,产生质量、腐败和浪费等问题。而规定之所以难以落实,是因为项目管理者没有足够的资源掌握工程实时的、真实的、全面的信息;因为铁路工程是长距离的带状工程,施工战线长、横跨几公里甚至几十公里,施工环境艰苦,尤其是新建线的施工,施工地段大部分在偏远地区。空间与时间的跨越给信息交流带来不便,信息的不对等或者有意隐蔽,必然会造成部分管理目标的不可控,于是各类问题乘虚而入。所以推行项目管理信息化迫在眉睫。工程项目管理需要信息化,特别是大的铁路施工,由于管理复杂,信息化的重要性尤为突出。目前国内的工程项目管理软件推广使用已有一段时间,但效果一直不理想。
3.2铁路建设项目信息化管理发展现状
我国铁路建设单位的信息化水平,与国内外运用现念和信息技术、实施现代化管理的建设单位相比,仍有较大差距。这种状况远远不能满足铁路跨越式发展的要求。目前,铁道部组织开发的铁路建设项目管理信息系统,是一个以建设单位为主要服务对象、以铁路建设项目管理为主题的行业性建设管理信息系统,具有五大特点:一是属于庞大的行业性多项目管理系统,管理范围遍及全国大中型铁路建设项目,设计容量为250项。二是具有覆盖铁路工程建设的专业技术内涵,涉及的学科和专业多、技术含量高、集成能力强,专业跨度和复杂程度大大超过一般工程。三是具备兼容现状管理与现代管理的适应能力。四是能够支持远程监控、无纸化办公、网上验工计价和财务结算等功能,大幅度提高了工作效率。
3.3铁路工程项目信息化管理的选型
(1)积极推动单项应用系统的使用。这是因为,单项应用系统是施工项目信息化管理的基础,通过使用单项应用系统,不仅可以培养管理人员信息化的意识,训练信息化的技能,还可以让他们尝到信息化的甜头,从而调动他们投身信息化管理的积极性。导入单项应用系统所需投资一般不太大,而且即使又采用其他信息化管理系统,单项应用系统仍然可用,不会造成投资浪费。
(2)在企业对项目的管理主要采用“项目责任制”模式时,应该使用企业信息化管理系统或企业内部项目管理专用系统。当企业对施工项目进行统一管理时,就有可能利用管理的规模效益,例如在全部项目中进行资源优化配置,这就需要良好的信息化管理系统作为有力的工具。企业信息化管理系统一般有较完备的功能,但价格比较昂贵,企业内部项目管理专用系统功能较弱,而价格也较便宜。当企业资金实力不够雄厚且尚未将信息化当作一项战略举措来对待时,可以优先选择企业内部项目管理专用系统;否则,优先使用企业信息化管理系统。在这种情形下,采用项目内部综合应用系统,能将企业层和项目层有效地联系起来,即使能为项目层提供完备的功能,也难以满足企业对项目管理的要求。
(3)在企业对项目的管理主要采用“项目承包制”模式时,应该使用项目内部综合应用系统。采取承包模式,企业对项目的管理就没有必要那么细,因此项目管理的重心就落到项目层上。在这种情况下,使用项目内部综合系统就足够了。反之,若使用企业内部项目管理专用系统或企业信息化管理系统,由于企业对项目的制约比较弱,则有可能得不到必要的信息,或这类系统的管理功能得不到充分发挥。
4铁路信息化管理面临的挑战和困难
在铁路建设工程施工过程中,工程管理人员的良知和社会责任感固然重要,它会形成对一些重大决策的约束,但单靠良知是靠不住的,必须形成一种完善的约束机制,必须冲破旧观念的阻力进行管理理念的大胆创新。建立完善的项目管理信息化系统,用全面、真实、及时的工程管理信息说话,从制度上、程序上规范工程管理,彻底改变粗放式管理现状。只有把工程的信息放在统一的平台上、放在阳光下,才能更好地实现工程的管理目标,才能使项目按期、优质、顺利地建成。项目管理信息化系统是对传统的管理理念、管理手段和方式方法的大胆创新,把管理者与被管理者的权限和职责都放在一个平台上。它的推广难度不是技术问题、计算机应用水平问题或硬件环境问题,也不是管理制度与信息化系统互不相容的问题,而是管理理念和执行制度的决心问题。企业项目管理需要一个相应的信息集成平台,这个平台应该能从工程开始对工程进行管理控制的软件当中,囊括有关工程预算、工程物资管理、进度计划管理、档案管理、人力资源管理、质量管理、财务管理等一系列的工程管理软件和功能,而且应该通过权限设置的不同让项目管理的各个参与方和管理层都能从这个信息平台里看到自己想要的东西;都能从这个平台里对自己所负责的区域进行控制和协调,也可以实现信息在这些个项目管理者之间高速流转。目前很多企业已经开发和使用这种信息交互平台。在不久的将来,这种平台就可以真正地为项目管理的信息化服务,也可能大大推动中国建设工程项目管理信息化的发展。