彭顯辰

【摘要】 高速鐵路以運行速度快、運輸能力大、正點率高等諸多優(yōu)勢，成為交通運輸現(xiàn)代化的重要標志。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國高速鐵路以穩(wěn)健的步伐繼續(xù)前進。在實際運輸生產(chǎn)過程中事故、自然災害、設備故障等各種不確定因素的存在，使得運輸安全成為高速鐵路運營工作的重點。本文以蘭新客專張家莊隧道搶修工程作為實例分析，對高速鐵路臨時開通限速方案、動態(tài)調(diào)試，以及科研監(jiān)測系統(tǒng)進行了探討，對類似高速鐵路搶險工程的開通運營提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】 高速鐵路 臨時限速 運營方案 動態(tài)調(diào)試

一、工程概況

2016年1月18日，青藏鐵路公司在對蘭新客專線路巡檢中發(fā)現(xiàn)，青海民和至樂都區(qū)間張家莊隧道發(fā)生地質(zhì)災害。為確保客車安全，鐵路部門啟動應急預案，進行緊急搶修，并對途經(jīng)該段的旅客列車采取迂回運輸。經(jīng)過無渣軌道道床板恢復、仰拱加固、長軌鋪設、四電恢復、電纜重新敷設等一系列搶險施工后，張家莊、大陽山隧道整治段隧道結(jié)構(gòu)、無砟軌道結(jié)構(gòu)均穩(wěn)定，該工程進入靜態(tài)驗收階段。

常規(guī)高速鐵路項目在滿足靜態(tài)驗收、動態(tài)驗收、初步驗收等相關(guān)要求后，可按照設計速度開通運營。但張家莊、大陽山隧道災害機理復雜、成因尚不完全明確、監(jiān)測系統(tǒng)尚未取得大量數(shù)據(jù)、監(jiān)測報警（預警）系統(tǒng)尚未啟用，從運營安全的角度考慮，本段按臨時限速開通運營。

二、臨時開通運營方案

該區(qū)段臨時限速的設置原則及技術(shù)要求按照鐵運【2012】213號文的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，近期按限速60km/h開通運營，待監(jiān)測系統(tǒng)采集大量數(shù)據(jù)并經(jīng)分析穩(wěn)定后，擇機按線路允許速度210km/h恢復正常運營。動車組控車模式為車載ATP，普速旅客列車為LKJ模式。經(jīng)分析，提出如下兩種臨時限速開通方案。

2.1整體限速

限速區(qū)段應以閉塞分區(qū)為單元進行設置，限速范圍為張家莊隧道、大陽山隧道、東炮溝大橋，限速段落起止里程為對應閉塞分區(qū)的區(qū)間通過信號機。

按運營里程表示，東炮溝大橋為K1742+600～K1742+821（橋長221m），大陽山隧道為K1742+844～K1752+249（隧道長度9.41km）；張家莊隧道為K1757+341～K1761+110（隧道長度3.77km）。東炮溝大橋和大陽山隧道間距僅23m，限速區(qū)段考慮為一段。大陽山隧道限速區(qū)段與張家莊隧道限速區(qū)段間隔上行線2960m、下行線4185m，兩個限速區(qū)段間距較短，限速對行車時分的影響較小，亦可將兩個限速區(qū)段合并為一段。即上行K1762+173～K1741+453（長度20.720km），下行K1742+012～ K1762+862（長度20.850km），臨時限速速度目標值為60km/h。

2.2分段限速

分段限速范圍為張家莊隧道及大陽山隧道，限速區(qū)段不以閉塞分區(qū)為單元，僅對地質(zhì)災害具體區(qū)段進行限速。上、下行限速范圍統(tǒng)一里程，大陽山隧道為K1742+500～K1743+500（長度1000m），張家莊隧道為K1757+270～K1761+370（長度4100m），兩段限速區(qū)段間隔13.77km。

2.3方案比選

蘭新客專設計的列車追蹤間隔為3min，近期按5min追蹤間隔行車。從行車角度分析，限速將影響區(qū)間通過能力，限速后列車速度降低，需按四顯示自動閉塞計算通過能力，列車運行速度按60km/h計算的追蹤間隔為7min。兩種臨時限速方案均可滿足動車組以設計速度運行的安全性、平穩(wěn)性要求。通過行車檢算可得，分段限速與整體限速相比，可以節(jié)省運輸時間25mins。因此，對該區(qū)段采用分段限速的方案。

三、檢測報警（預警）系統(tǒng)

為保證蘭新客專能夠按照線路允許速度210km/h恢復正常運營，需要在該區(qū)段安裝科研監(jiān)測設備，長期監(jiān)測采集大量數(shù)據(jù)并經(jīng)分析穩(wěn)定后，擇機提高線路允許速度組織運營。各監(jiān)測系統(tǒng)應滿足長期、穩(wěn)定、準確監(jiān)測的要求。

3.1隧道襯砌、軌道位移監(jiān)測及報警系統(tǒng)

隧道口基站負責將采集到的原始數(shù)據(jù)通過鐵路內(nèi)網(wǎng)傳輸給防災中心，防災中心設置中心服務器，用于數(shù)據(jù)實時分析并將結(jié)果及時向上位機發(fā)送，設置工控機一臺用于傳感器參數(shù)設置和數(shù)據(jù)顯示。其中，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer數(shù)據(jù)庫，通訊協(xié)議采用Modbus-TCP＼IP協(xié)議。選取張家莊隧道二襯結(jié)構(gòu)以及無砟軌道板作為監(jiān)測對象，分別監(jiān)測二襯結(jié)構(gòu)的橫向位移以及無砟軌道板的橫向、豎向位移。數(shù)據(jù)24小時不間斷采集、記錄，實時傳輸、實時報警；數(shù)據(jù)在閾值內(nèi)，每隔2.5min向監(jiān)測系統(tǒng)終端發(fā)送一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)超過閾值，實時向終端發(fā)送。

3.2深層位移監(jiān)測及預警系統(tǒng)

通過讀取監(jiān)測孔每個傳感器測點偏轉(zhuǎn)量，計算測點區(qū)段位移量，繼而可累加計算指定位置相對位移值?？捎杀O(jiān)測曲線圖形分析出變形位置（埋深），并可計算出變形位移矢量方向。主要監(jiān)測參數(shù)有：位移量值、位移速率值、位移加速度值等。

鑒于巖土工程復雜性、多樣性，根據(jù)本項目初期監(jiān)測曲線特點，并結(jié)合隧道宏觀變形情況，擬定監(jiān)測預警值。當監(jiān)測過程中，任意一個傳感器讀數(shù)>1.5倍精度值，或傳感器加速度值a連續(xù)1小時大于0，即表示所測段發(fā)生了變形，發(fā)出初步預警。實測最大值或回歸預測最大值應不大于允許值或設計最大值。根據(jù)工程實際情況，參考相關(guān)規(guī)范，確定管理位移最大允許值Un（Uo為實測值）。

四、 動態(tài)調(diào)試結(jié)果

根據(jù)蘭新客專蘭州西高速場至西寧高速場動態(tài)調(diào)試運輸組織方案，科研單位采用CRH2C-2061綜合檢測列車在蘭州西～西寧區(qū)間上、下行正線開展單列動車組逐級提速試驗，檢測里程約2590公里。主要進行軌道幾何狀態(tài)、車輛動力學響應、列車空氣動力學響應、接觸網(wǎng)、通信系統(tǒng)、軌旁信號設備狀態(tài)測試，同時地面搭載開展軌道結(jié)構(gòu)動力性能、路基及過渡段動力性能、隧道內(nèi)氣動效應等測試。

1列車動力學響應測試結(jié)果，該區(qū)段輪軸橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率和橫向穩(wěn)定性均符合要求；車體橫向平穩(wěn)性等級均為優(yōu)。

2接觸網(wǎng)測試結(jié)果，該區(qū)段寧弓網(wǎng)受流性能正常，弓網(wǎng)動態(tài)接觸力測試結(jié)果正常，標準偏差分布正常，符合標準；接觸網(wǎng)狀態(tài)沒有影響安全行車的接觸線高度、拉出值、硬點和一跨內(nèi)動態(tài)高差超限。

3通信信號測試結(jié)果，軌旁信號設備狀態(tài)正常，無軌道電路及應答器問題；GSM-R 場強覆蓋、切換中斷時間和切換成功率、MS-FT呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率、列車無線車次號校核信息發(fā)送成功率、調(diào)度命令信息發(fā)送成功率等均滿足相關(guān)標準要求。

4空氣動力學測試結(jié)果，動車組通過正線隧道時，車內(nèi)壓力變化3s最大值為515Pa，小于1250Pa，滿足動車組乘客乘坐舒適度要求；車內(nèi)外壓差最大747Pa，小于4000Pa，滿足動車組安全運行的氣密強度要求。

五、總結(jié)

在各方的通力配合下，張家莊、大陽山隧道搶險整治工程順利完工，通過了靜態(tài)驗收及動態(tài)調(diào)試，滿足動車組以250km/h及以下速度運行的安全性、平穩(wěn)性要求，確保了蘭新客專順利恢復通車。

參 考 文 獻

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