中國(guó)高鐵成功挑戰(zhàn)高寒
2019-02-14 來(lái)源：經(jīng)濟(jì)參考報(bào)
春運(yùn)期間，在我國(guó)北方的黑龍江省，高鐵列車冒著近零下30攝氏度的風(fēng)雪嚴(yán)寒，將旅客快捷、平穩(wěn)地送往目的地。
隨著哈爾濱至齊齊哈爾高鐵列車平穩(wěn)運(yùn)行3年多、哈爾濱至牡丹江高鐵列車經(jīng)歷第一個(gè)寒冬考驗(yàn)，高鐵列車正在用科技和創(chuàng)新，向世界展示著中國(guó)高鐵的“高寒名片”。
嚴(yán)寒中筑牢高鐵基石
從2012年連接哈爾濱、大連兩地的哈大高鐵運(yùn)行以來(lái)，高寒高鐵這個(gè)概念便走進(jìn)了中國(guó)人的視野。但如何讓高鐵全線運(yùn)行在冬季嚴(yán)寒的黑龍江省腹地，成為中國(guó)高鐵人的新夢(mèng)想。2015年、2018年，連接哈爾濱與齊齊哈爾、哈爾濱與牡丹江的哈齊、哈牡兩條高鐵線路先后開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，風(fēng)雪嚴(yán)寒不再是高鐵禁區(qū)。
在冬夏溫差五六十?dāng)z氏度的環(huán)境里，如何克服地面冬季冰封、夏季酷熱的熱脹冷縮，成了修好高鐵路基的首要難題，也是保障高鐵安全運(yùn)行的首要前提。
據(jù)中鐵五局哈牡高鐵項(xiàng)目部總工程師王志強(qiáng)介紹，建設(shè)單位創(chuàng)造性地采用一系列新技術(shù)，在路基凍結(jié)深度范圍內(nèi)填筑非凍脹性填料，在路基坡腳兩側(cè)設(shè)置“保溫層”，對(duì)路基起到保溫作用，有效防止了凍脹變形。
哈牡高鐵沿線重巒疊嶂，共穿過(guò)39座隧道，隧道施工中，排水、防水是重點(diǎn)。中鐵五局哈牡高鐵項(xiàng)目部總工程師胡種新介紹，施工方采用新型防排水材料，在洞壁安裝保溫型雙層防水板，增加了保溫、防水雙重功能，有效攻克了高寒地區(qū)隧道施工難題。
中國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司工務(wù)部副部長(zhǎng)嚴(yán)曉東介紹，與哈齊高鐵大部分途經(jīng)平原地區(qū)不同，哈牡高鐵途經(jīng)丘陵、橋梁、平原、隧道等多個(gè)地質(zhì)條件，處處面臨高寒難題，施工難度極大，很多施工領(lǐng)域都是靠中國(guó)高鐵的開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)創(chuàng)新解決的。
白色動(dòng)車也會(huì)“72變”
高鐵運(yùn)行不僅需要堅(jiān)固的路基，列車是否能夠抵御嚴(yán)寒也至關(guān)重要。為防止雨雪冰凍對(duì)列車的影響，中國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司哈爾濱動(dòng)車段對(duì)運(yùn)營(yíng)車組進(jìn)行了幾十項(xiàng)防寒改造，經(jīng)過(guò)“變身”的動(dòng)車擁有了極強(qiáng)的抗寒能力。
哈爾濱動(dòng)車段技術(shù)工程師李毅忱介紹，哈齊、哈牡高鐵使用的動(dòng)車組，行駛時(shí)會(huì)有大量冰雪卷入車輪，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)，他們把兩側(cè)裙板從流線型變到直角型，減少了積冰雪量。
讓車跑起來(lái)也需讓車安全停下。“為了能在冰雪條件下，防止冰雪進(jìn)入剎車制動(dòng)片之間影響剎車，我們把閘片和制動(dòng)盤的間隙放大，把摩擦塊之間的間隙放大，通過(guò)這種方式，里面就不夾雜小冰塊了。”李毅忱說(shuō)。
為防止低溫造成車門無(wú)法開(kāi)啟，設(shè)計(jì)人員在旅客上下車門的門板內(nèi)側(cè)也設(shè)置了集水槽，防止冷凝水流入下導(dǎo)軌造成凍結(jié)影響側(cè)門開(kāi)啟。
中國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司科研所工程師許松華介紹，該局于2016年研制了針對(duì)動(dòng)車轉(zhuǎn)向部位的自動(dòng)融冰除雪設(shè)備，改變了過(guò)去數(shù)百人用木桿等傳統(tǒng)工具清雪的“笨方法”，新設(shè)備采用低壓溫水噴掃，如同給動(dòng)車洗“桑拿”，兩個(gè)人可以在一小時(shí)內(nèi)完成8節(jié)一組車體的清冰雪作業(yè)。
創(chuàng)新與堅(jiān)守確保高鐵安全運(yùn)行
行駛在零下三四十?dāng)z氏度低溫環(huán)境中，即便擁有良好的路基條件、進(jìn)行了車體改造，仍然需要面對(duì)寒風(fēng)、冰雪等一系列考驗(yàn)。
嚴(yán)曉東介紹，動(dòng)車在風(fēng)雪中運(yùn)行對(duì)外界環(huán)境敏感，一旦溫度、風(fēng)力等數(shù)值不利于高速行駛，列車便會(huì)自動(dòng)降速，這依靠的是自然災(zāi)害及異物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，沿線部署的多個(gè)監(jiān)測(cè)站，安裝有傳感器，用通風(fēng)口、紅外線掃描判斷風(fēng)速、積雪厚度等。
哈牡高鐵動(dòng)車組的制動(dòng)距離約3200米，所以傳感器的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置頗為“苛刻”，風(fēng)速只要超過(guò)每秒20米或是軌道上降雪量超過(guò)50毫米，動(dòng)車組就降速至每小時(shí)160公里。此外，動(dòng)車組運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以通過(guò)安裝在動(dòng)車組線路上的設(shè)備，實(shí)時(shí)成像監(jiān)測(cè)冬季車組運(yùn)行途中的車體情況。
連續(xù)降雪后，鋼軌、道岔等被冰雪覆蓋，積雪融化后易結(jié)冰，將道岔凍結(jié)，會(huì)造成道岔尖軌尖端與鋼軌貼合不密。為此鐵路部門改進(jìn)了道岔融雪裝置，在道岔岔尖位置加裝電熱融雪板，采用電加熱方式和自動(dòng)感溫、自動(dòng)控制技術(shù)，快速融化、烘干積雪，保證道岔轉(zhuǎn)換自如。
科技再?gòu)?qiáng)大，也不能缺少人工作業(yè)。頂著寒風(fēng)，中國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司牡丹江工務(wù)段探傷工區(qū)工長(zhǎng)盧強(qiáng)和他的8名同事，每天要在室外近零下30攝氏度的天氣里走7個(gè)小時(shí)，就是為了通過(guò)儀器辨別出不足毫米的鋼軌傷痕。盧強(qiáng)說(shuō)，哈牡高鐵的無(wú)縫鋼軌受溫差影響較大，熱脹冷縮讓鋼軌容易受損，高鐵飛馳而過(guò)，鋼軌上細(xì)如發(fā)絲的裂痕、縫隙，都會(huì)影響行車安全。
哈牡高鐵設(shè)計(jì)項(xiàng)目總工程師牛永平說(shuō)，哈牡高鐵在嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路建設(shè)層面是比較領(lǐng)先的，通過(guò)一系列科技創(chuàng)新和應(yīng)用，中國(guó)高鐵在嚴(yán)寒地區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)隧道、路橋的防凍設(shè)計(jì)方面總結(jié)了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于以后高寒地區(qū)鐵路建設(shè)有很好的借鑒意義。
