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摘要：不同建设时期，不同的工程系统，总是存在或多或少的工程质量通病。特别是我国城市轨道交通供电系统设备安装工程建设，目前还处于未实施标准化的时期，总是面对各家设计单位不同人员的施工图设计，总是面对多家的施工单位人员的参差不齐施工作业，难免不发生一定的质量通病。本文就轨道交通杂散电流监控原理进行介绍，同时描述国内参比电极目前施工设计现状及安装现状，并提出可行优化建议。
关键词：杂散电流;监控原理;参比电极、设计现状;安装现状;建议
1、监控原理
杂散电流收集的主要设施：主收集网（轨道下Ф10的钢筋网，网孔距为-铁路线路的横向方向250mm×铁路线路的纵向方向200mm）;辅助收集网（隧道墙壁内钢筋网）;连接电缆;排流电缆;参比电极;智能传感器;测量电缆;通信转接器（含电光转换功能）;微机综合管理系统;钢轨电位限制装置;单向导通装置。
监控技术机理：传感器得到参比电极回路中的微量电流（设计预控的微量电流值*）信息后，作为实时监控信息电量，再通过通信转接器-测量电缆线路-传递到终端计算机系统中;再通过计算机比较、分析、分级判断、指令;最后经过控制负极柜回路，达到分级控制直流泄露电流，以实现减少因直流牵引供电引起的杂散电流数量并防止其对外扩散的效果，实现减少和尽量避免杂散电流对地铁沿线附近地下结构钢筋、金属管线的电化学腐蚀的目的。
参比电极回路中的微量电流值的设计预控技术原理：电压V来源，“排流网钢筋的毫安极电位”与“参比电极中的电解液固有的毫安极电位”两者间的电位差值;电阻r来源，设计规定的一个基本稳定的从“参比电极外壳”到“邻近隐蔽钢筋”之间的“一个大于0且小于15mm的混凝土路径”上所固有的混凝土电阻;产生的微量电流信息i=V/r。由此可见，其参比电极的安装位置技术要求是，必须科学精准的定位保证“参比电极陶瓷外壳”与其“邻近隐蔽钢筋”的距离值，能控制在大于0且小于15mm之间;否则，其监控数据将失真，并至其杂散电流腐蚀防护系统工程功能失效，甚至因故而留下严重的杂散电流腐蚀危害隐患。
2、国内参比电极安装施工设计现状
目前，各设计院出的《参比电极施工设计图》与厂家出的《参比电极使用说明书》都提出技术要求：参比电极本体陶瓷外壳与其混凝土中周边邻近排流网钢筋的距离应小于15mm;参比电极陶瓷外壳（圆柱型，直径约Ф48mm）浸水8小时后糊混凝土沙浆直接安装在芯孔孔洞（直径Ф60mm）内，仅做简要的说明，无详细安装示意;没有设计保护性的外端子预埋套管;参比电极配6m长以上的绝缘橡胶引出线直接外露在参比电极陶瓷外壳至地面至隧道侧墙面上的传感器上;且因没有设计要求穿保护管（实际工艺中有穿绝缘软皮线套，能起到一定防踏踩作用;但因无外端子预埋套管，无引线外保护管接口，不能安装外保护管以起到预防被强力撞击、轧压等作用）。
3、国内参比电极安装现状
在实际施工工艺技术中，为确保“参比电极本体陶瓷外壳与其混凝土中周边邻近排流网钢筋的距离应小于15mm”的电气质量要求，依据道床下的主排流网中的隐蔽钢筋网平面布置图（Ф10mm的钢筋，其网孔呈纵向250mm×横向200mm状;以钢轨线路中心线对称，两侧各均匀布置5根纵向直径为Ф10mm的钢筋，最边缘一根钢筋中心对临轨钢轨中心水平距离约311.5mm距离，且在其伸缩缝两端由土建预留伸出地面约200mm高的钢质连接端子），施工钻孔。钻孔前，现场以就近的连接端子为参考，精准定位（即纵向在连接端子就近1m范围内定位，横向在以离邻轨钢轨中心约300mm水平距离处精准定位）后，钻头才开始钻孔取芯;这样，能保证一次性取芯钻孔时，钻头就能遇到其主排流网下的隐蔽辅助钢筋并打断（该辅助钢筋不主要承担整体道床内的应力控制作用，该辅助钢筋主要功能为供焊接连接端子并与主收集网即主钢筋网电气连接，该辅助钢筋可以在安装参比电极需要时局部打断）。依据明挖隧道壁中的辅助排流网钢筋布置图，采用机械钻孔取出Φ60×160mm的钢筋混凝土芯。当在第一次钻孔取出的混凝土芯柱中，未發现被打断发亮的隐蔽钢筋残头时，就必须要在第一个孔邻近，继续第二次、甚至第三次钻孔，确保取出的芯中含钢筋残头;施工管理与监理管理上，还要求施工人员对其钻孔取出的混凝土柱芯留样，并报监验收签认。最后，才能按照产品说明书要求，将在清水中浸泡八小时以上的参比电极本体陶瓷外壳糊上一层混凝土砂浆后，安装在Φ60×160mm的孔中固定。
但是，因没有设计要求穿保护管（实际工艺中有穿绝缘软皮线套，能起到一定防踏踩作用），且因无外端子预埋套管，也无引线外保护管接口，不能安装外保护管以起到预防被意外强力撞击、轧压等作用。
上述两问题均已引起业内有关人士（含政府部门质量监督人员）关注与质疑。
4、国内参比电极安装的建议
4.1改进参比电极的安装设计思路
如为确保在不打断钢筋的情况下，能够适应科学的施工工艺技术方法要求，实施“参比电极本体陶瓷外壳与其混凝土中周边邻近排流网钢筋的距离应小于15mm”的电气质量要求，增加一项“预埋内径Φ60--65×160mm深的金属套管（金属套管与邻近钢筋焊接连接）式外端子预埋套管”工程量，供其在Φ60--65×160mm深的金属套管内按照产品说明书要求安装参比电极，以及在端子箱接口部位安装引线外保护管等。
4.2实施科学的“参比电极、金属套管式外端子预埋套管“分项工程建设程序
4.2.1实施科学的“预埋金属套外端子预埋套管“分项工程建设程序
先由牵引供电系统工程完成“预埋金属套外端子预埋套管”施工设计，再向道床、隧道土建施工单位提出预埋施工（金属套与邻近钢筋焊接连接）需求任务。这样，在能够科学保证安装质量的前提下，预埋金属套实体工程费用能实现最低化;但建设交底、协调、敦促、检查等工作量大;不排除预埋失误仍然需要采取下一步程序;计算管理成本在内的话，建设总成本不一定最低。
4.2.2实施科学的“先剥离混凝土再安装金属套管与参比电极、然后安装外端子预埋套管与引线外保护管”的程序
在未实现“预埋金属套外端子预埋套管”建设程序的情况下，实施“剥离安装金属套”程序：即根据参比电极安装施工设计图（含金属套外端子预埋套管安装），先剥离出参比电极安装位置上的混凝土，露出其钢筋;再将金属套管焊接在邻近的钢筋上，然后在金属套管内安装参比电极;最后安装外端子预埋套管与引线外保护管。这样，参比电极安装工程实体成本最高，但其功能质量能够完全在科学技术方法的控制之中。
结语：
参比电极的安装质量影响后期运营风险，在建设期要引起高度重视，业主要明确该分项工程纳入土建实施预留还是供电安装单位钻孔，及早确定，组织设计单位完善图纸，以便后续实施单位依图施工。
参考文献
[1]《地铁变电系统的构成和保护装置的选用》城市建设理论研究2014年19期
[2]《城市轨道交通供电系统杂散电流防护简介》城市建设理论研究 2014年10期
[3]《地铁杂散电流的腐蚀及防护影响分析》城市轨道交通研究 2006年10期
[4]《地铁杂散电流的危害与防治》建筑工程技术与设计2016年15期
[5]《地铁系统杂散电流的产生、危害与防护》城市建设理论研究 2015年2期
（作者单位：无锡地铁集团有限公司建设分公司）
关键词：杂散电流;监控原理;参比电极、设计现状;安装现状;建议
1、监控原理
杂散电流收集的主要设施：主收集网（轨道下Ф10的钢筋网，网孔距为-铁路线路的横向方向250mm×铁路线路的纵向方向200mm）;辅助收集网（隧道墙壁内钢筋网）;连接电缆;排流电缆;参比电极;智能传感器;测量电缆;通信转接器（含电光转换功能）;微机综合管理系统;钢轨电位限制装置;单向导通装置。
监控技术机理：传感器得到参比电极回路中的微量电流（设计预控的微量电流值*）信息后，作为实时监控信息电量，再通过通信转接器-测量电缆线路-传递到终端计算机系统中;再通过计算机比较、分析、分级判断、指令;最后经过控制负极柜回路，达到分级控制直流泄露电流，以实现减少因直流牵引供电引起的杂散电流数量并防止其对外扩散的效果，实现减少和尽量避免杂散电流对地铁沿线附近地下结构钢筋、金属管线的电化学腐蚀的目的。
参比电极回路中的微量电流值的设计预控技术原理：电压V来源，“排流网钢筋的毫安极电位”与“参比电极中的电解液固有的毫安极电位”两者间的电位差值;电阻r来源，设计规定的一个基本稳定的从“参比电极外壳”到“邻近隐蔽钢筋”之间的“一个大于0且小于15mm的混凝土路径”上所固有的混凝土电阻;产生的微量电流信息i=V/r。由此可见，其参比电极的安装位置技术要求是，必须科学精准的定位保证“参比电极陶瓷外壳”与其“邻近隐蔽钢筋”的距离值，能控制在大于0且小于15mm之间;否则，其监控数据将失真，并至其杂散电流腐蚀防护系统工程功能失效，甚至因故而留下严重的杂散电流腐蚀危害隐患。
2、国内参比电极安装施工设计现状
目前，各设计院出的《参比电极施工设计图》与厂家出的《参比电极使用说明书》都提出技术要求：参比电极本体陶瓷外壳与其混凝土中周边邻近排流网钢筋的距离应小于15mm;参比电极陶瓷外壳（圆柱型，直径约Ф48mm）浸水8小时后糊混凝土沙浆直接安装在芯孔孔洞（直径Ф60mm）内，仅做简要的说明，无详细安装示意;没有设计保护性的外端子预埋套管;参比电极配6m长以上的绝缘橡胶引出线直接外露在参比电极陶瓷外壳至地面至隧道侧墙面上的传感器上;且因没有设计要求穿保护管（实际工艺中有穿绝缘软皮线套，能起到一定防踏踩作用;但因无外端子预埋套管，无引线外保护管接口，不能安装外保护管以起到预防被强力撞击、轧压等作用）。
3、国内参比电极安装现状
在实际施工工艺技术中，为确保“参比电极本体陶瓷外壳与其混凝土中周边邻近排流网钢筋的距离应小于15mm”的电气质量要求，依据道床下的主排流网中的隐蔽钢筋网平面布置图（Ф10mm的钢筋，其网孔呈纵向250mm×横向200mm状;以钢轨线路中心线对称，两侧各均匀布置5根纵向直径为Ф10mm的钢筋，最边缘一根钢筋中心对临轨钢轨中心水平距离约311.5mm距离，且在其伸缩缝两端由土建预留伸出地面约200mm高的钢质连接端子），施工钻孔。钻孔前，现场以就近的连接端子为参考，精准定位（即纵向在连接端子就近1m范围内定位，横向在以离邻轨钢轨中心约300mm水平距离处精准定位）后，钻头才开始钻孔取芯;这样，能保证一次性取芯钻孔时，钻头就能遇到其主排流网下的隐蔽辅助钢筋并打断（该辅助钢筋不主要承担整体道床内的应力控制作用，该辅助钢筋主要功能为供焊接连接端子并与主收集网即主钢筋网电气连接，该辅助钢筋可以在安装参比电极需要时局部打断）。依据明挖隧道壁中的辅助排流网钢筋布置图，采用机械钻孔取出Φ60×160mm的钢筋混凝土芯。当在第一次钻孔取出的混凝土芯柱中，未發现被打断发亮的隐蔽钢筋残头时，就必须要在第一个孔邻近，继续第二次、甚至第三次钻孔，确保取出的芯中含钢筋残头;施工管理与监理管理上，还要求施工人员对其钻孔取出的混凝土柱芯留样，并报监验收签认。最后，才能按照产品说明书要求，将在清水中浸泡八小时以上的参比电极本体陶瓷外壳糊上一层混凝土砂浆后，安装在Φ60×160mm的孔中固定。
但是，因没有设计要求穿保护管（实际工艺中有穿绝缘软皮线套，能起到一定防踏踩作用），且因无外端子预埋套管，也无引线外保护管接口，不能安装外保护管以起到预防被意外强力撞击、轧压等作用。
上述两问题均已引起业内有关人士（含政府部门质量监督人员）关注与质疑。
4、国内参比电极安装的建议
4.1改进参比电极的安装设计思路
如为确保在不打断钢筋的情况下，能够适应科学的施工工艺技术方法要求，实施“参比电极本体陶瓷外壳与其混凝土中周边邻近排流网钢筋的距离应小于15mm”的电气质量要求，增加一项“预埋内径Φ60--65×160mm深的金属套管（金属套管与邻近钢筋焊接连接）式外端子预埋套管”工程量，供其在Φ60--65×160mm深的金属套管内按照产品说明书要求安装参比电极，以及在端子箱接口部位安装引线外保护管等。
4.2实施科学的“参比电极、金属套管式外端子预埋套管“分项工程建设程序
4.2.1实施科学的“预埋金属套外端子预埋套管“分项工程建设程序
先由牵引供电系统工程完成“预埋金属套外端子预埋套管”施工设计，再向道床、隧道土建施工单位提出预埋施工（金属套与邻近钢筋焊接连接）需求任务。这样，在能够科学保证安装质量的前提下，预埋金属套实体工程费用能实现最低化;但建设交底、协调、敦促、检查等工作量大;不排除预埋失误仍然需要采取下一步程序;计算管理成本在内的话，建设总成本不一定最低。
4.2.2实施科学的“先剥离混凝土再安装金属套管与参比电极、然后安装外端子预埋套管与引线外保护管”的程序
在未实现“预埋金属套外端子预埋套管”建设程序的情况下，实施“剥离安装金属套”程序：即根据参比电极安装施工设计图（含金属套外端子预埋套管安装），先剥离出参比电极安装位置上的混凝土，露出其钢筋;再将金属套管焊接在邻近的钢筋上，然后在金属套管内安装参比电极;最后安装外端子预埋套管与引线外保护管。这样，参比电极安装工程实体成本最高，但其功能质量能够完全在科学技术方法的控制之中。
结语：
参比电极的安装质量影响后期运营风险，在建设期要引起高度重视，业主要明确该分项工程纳入土建实施预留还是供电安装单位钻孔，及早确定，组织设计单位完善图纸，以便后续实施单位依图施工。
参考文献
[1]《地铁变电系统的构成和保护装置的选用》城市建设理论研究2014年19期
[2]《城市轨道交通供电系统杂散电流防护简介》城市建设理论研究 2014年10期
[3]《地铁杂散电流的腐蚀及防护影响分析》城市轨道交通研究 2006年10期
[4]《地铁杂散电流的危害与防治》建筑工程技术与设计2016年15期
[5]《地铁系统杂散电流的产生、危害与防护》城市建设理论研究 2015年2期
（作者单位：无锡地铁集团有限公司建设分公司）