城市轨道交通工程轨行区限界检测

金 磊

(上海天佑工程咨询有限公司，200092，上海∥工程师)

城市轨道交通轨行区“限界”是指列车与沿线固定建筑物、设备之间的相互空间关系。其具体的净空尺寸大小是在规定的工况下参照不同车辆类型，经设计计算后确定的。根据轨行区限界的不同功能要求，可分为车辆限界、设备限界和建筑限界。从三种限界尺寸大小来看，车辆限界最小、建筑限界最大，设备限界介于两者之间。为满足使用功能，车辆限界与设备限界、设备限界与建筑限界之间均应留有一定的安全间隙。从理论上来看，要实现设计限界并不困难，但是实际施工中往往受到施工(安装)误差、结构沉降等综合因素影响，容易导致限界超标情况的发生。因此，在列车上线调试前对全线轨行区进行全面的限界检测是十分必要的。通常情况下，经限界检测合格后列车才能上线进行冷滑、热滑等调试作业，否则容易引发行车安全事故(如发生列车与轨旁设备碰撞等)或在使用功能上造成某种缺陷(如站台板与车辆安全间隙过大、站台板偏高或偏低等)。随着科学技术的不断发展，可采取的限界检测方式很多，检测技术和手段也越来越先进(如红外线、超声波、雷达等)。目前，在城市轨道交通建设中，常用的限界检测方法是利用限界检测车来实施检测。由于该检测方法的费用低、操作较简便，故在实践中被广泛采用。本文主要围绕限界检测车验收和检测的相关工作进行探讨，以供同行参考。

1 限界检测的主要内容

由于在限界检测车上安装了具有可调节功能的检测模板，可以根据检测需求(参照限界设计图)来调整不同的限界尺寸轮廓线，从而检测出车辆限界与建筑限界、设备限界与建筑限界之间的关系。限界检测主要内容可参照限界设计图纸的要求;若设计无具体要求，可参考目前现行的国家或行业标准。

1.1 车辆限界与建筑限界之间的关系检测

车辆限界是车辆在直线地段正常运行状态下形成的最大动态包络线。一般情况下，车辆限界计算只考虑正常运营工况下车辆在直线上运行的状况，在曲线地段增加的附加因素及非正常运营工况下产生的附加偏移量均在设备限界中考虑。

在利用限界车检测时，对车站主要是针对车站有效站台范围内的各种限界关系进行检测。即在限界检测车进入车站有效站台区域前，先将检测模板调整到车辆限界的轮廓尺寸，在检测车通过车站时，可对车辆与站台板边缘、车辆与屏蔽门等之间的关系进行检测，以避免出现车辆轮廓与站台、屏蔽门等部位的安全间隙或高差过大，影响今后乘客的正常上、下车安全。一般情况下，车站范围内限界检测宜在车站内建筑装修、车站范围轨旁设备安装完成后再实施。车站有效站台范围内限界检测的主要内容与标准见表1所示。

1.2 设备限界与车辆限界之间的关系检测

设备限界是用以限制设备安装的控制线。它是在车辆限界之外考虑了其他因素和安全间距而形成的界线。按照线路特征可分为直线段设备限界、曲线段设备限界。直线段设备限界是在直线段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的;曲线段设备限界是在直线段设备限界基础上，根据线路平面曲线半径、过超高或欠超高引起的偏移量等因素经计算后确定。

利用限界车对车站有效站台范围以外区域(包括区间)的限界关系进行检测。在限界检测车行进到非车站有效站台区域前，将检测模板调整到设备限界的轮廓尺寸，在检测车通过时就可检验设备限界与车辆限界之间的关系，以避免发生列车与轨旁建(构)筑物、设备(设施)之间发生接触。一般情况下，宜在沿线建(构)筑物和设备全部安装完成后再实施检测。车站有效站台范围外的限界检测主要内容与标准见表2所示。

2 限界检测车的制造与验收

2.1 限界检测车的制造

通常情况下，限界检测车由业主方委托铺轨或接触网等有施工车辆的专业单位来进行制作，经验收合格后即可投入使用。虽然目前针对限界检测车制作和验收还没有统一的规范和标准，但是其基本构造、检测原理都基本类似。

2.1.1 限界检测车的基本构造

限界检测车主要由平板车、限界检测模板两大部分组成(见图1)，并通过机车牵引在轨道上运行。其中，限界检测模板是主要检测部件，应具有可调节、可伸缩的功能，可以模拟出不同设计工况下的各类限界轮廓尺寸。施工单位在加工制作限界检测模板前，应先征询限界设计单位的意见和要求，再开始加工制作。

表2 车站有效站台范围外的限界检测主要内容与标准

图1 限界检测车实景图

2.1.2 限界检测车的制造

1)限界检测模板的制作:限界检测模板应按照限界设计图纸来进行加工和制作，选材应具有一定的刚度。限界检测模板的外围轮廓线应连续、封闭，其中最小轮廓线应满足车辆限界要求，最大轮廓线应满足最小曲线半径区段的设备限界(最不利条件下的设备限界)要求。限界检测模板的可伸缩部分还需满足伸缩方便、灵活的要求，检测模板经人工伸缩、调节后不能随意松动。

2)限界检测模板的安装:限界检测模板应与平板车形成可靠的固定连接，其中心安装位置应与平板车转向架中心、轨道中心线(直线段)基本吻合，安装偏差应控制在允许范围内。安装完毕后应进行测量、校正。

2.2 限界检测车的验收

限界检测车制造完毕，应经过专项验收合格后才能投入使用。一般情况下，限界检测车验收小组成员由业主、设计、施工、监理等单位共同参与，其主要验收的内容见表3所示。

表3 限界检测车主要验收内容

3 限界检测前应具备的主要条件

在城市轨道交通工程中，限界检测的“理想”条件是轨行区范围内所有建筑装修、设备安装全部完成后进行。但实践中往往由于工期紧等的原因，很难完全达到“理想”条件，若仓促地提前进行限界检测工作，势必会存在一定风险性，并增加检测次数，费工费时。考虑到限界检测时间与后续列车上线冷滑、热滑作业的间隔时间比较短，为不影响后续工作，在工期紧张且全线存在轨行区剩余工作量较多的特殊情况下，作为业主方宜根据全线工程实际进展，统筹安排好限界检测的适当时机，在具备一定的基本条件后再安排进行限界检测工作。在轨行区范围内还有剩余工作量的特殊情况下，限界检测前首先应满足行车安全条件，其次应尽可能创造良好的检测环境条件。否则不仅会干扰限界检测的正常进行，也会为后续列车上线调试作业埋下隐患。限界检测应具有的主要基本条件如下:

1)轨行区内垃圾基本清理完毕:由于轨行区内专业施工单位多、点多线长，有施工就不可避免会产生建筑垃圾。如果各专业施工单位不做好“落手清”工作，及时处置建筑垃圾，不仅容易引起行车安全事故，也会影响检测工作的实施。考虑到轨行区内建筑垃圾清理问题历来都是建设管理的难点之一，因此，无论如何在限界检测前至少应对全线建筑垃圾进行一次全面清理，以消除行车安全隐患。

2)地下段轨行区内排水系统基本健全:地下段轨行区内积水严重或排水不畅的情况，势必会给行车和检测工作带来不便。特别是地下线在线路最低位置通常要设置废水泵房，如果在正式排水系统未启用之前，地下段临时排水系统无法保持通畅(如排水系统未贯通、排水泵房与地面管路不通等)，则容易导致积水，且抽排水困难。因此，在限界检测前宜安排对全线(特别是地下线路)排水系统进行一次全面调查，将影响降低到最小程度。在正式排水系统启用前，应安排专人负责抽排水。

3)地下段轨行区内隧道宜清洗完毕:地下隧道内清洗工作受诸多工作制约，不同工作内容之间又环环相扣。比如，轨行区内垃圾清理不及时，隧道清洗就很困难;地下消防管网没有与地面市政管网形成接驳，隧道清洗水源就很难落实;地下排水系统不通畅，隧道清洗后的废水就不能及时排出;接触网带电时就无法安排隧道清洗工作等。可见，地下隧道地段在具备条件时宜提前安排隧道清洗，再安排限界检测工作，也可为了后续列车上线调试创造良好的条件。

4)地下段轨行区内隧道照明设施完善:地下段轨行区内隧道正式照明系统无法正式启用前若安排限界检测工作，则应提前对临时照明设施进行排查和检修，以确保临时照明系统能正常使用。如果正式照明系统能在限界检测前启用，可使行车和检测条件更佳。

5)轨行区内剩余工作量应暂时停工:由于受轨行区内存在剩余工作量的影响，提前安排限界检测会带来一定的风险性。为了更好地体现限界检测效果，在轨行区还存在剩余工作量情况下，在限界检测期间轨行区内剩余工作量应先暂停施工。

4 限界检测的主要工作安排

4.1 限界检测人员组织

限界检测涉及的专业多、检测工作量比较大，为确保限界检测工作顺利实施，在检测实施前宜由业主方牵头成立限界检测工作小组，并明确限界检测工作小组成员的组成和分工。在限界检测过程中，应由限界检测工作小组成员全程参加。考虑到限界检测车的空间有限，随车参加检测人员不宜过多(控制在10人左右)，其他相关专业单位若有需要，可考虑在车站等候。

4.2 限界检测方案制定

限界检测前宜事先制定检测的具体实施方案。

根据全线轨行区范围内工程进度和设计限界图纸的要求，事先明确限界检测范围、检测内容、检测标准、检测计划、特殊地段限界检测等相关内容。在检测期间，根据检测方案来有计划、有组织地实施检测工作。

4.3 限界检测行车安排

为提高限界检测效率，宜事先策划好限界检测车的行车路线，尽量确保需检测地段的全部覆盖。若全线采取列车分区段上线调试，则应分段安排限界检测工作。限界检测车的运行速度不宜过快，直线地段和道岔地段宜控制在10～25 km/h，曲线地段宜控制在5～10 km/h。限界检测时间一经确定后，宜事先进行全线通告，告之沿线作业单位限界检测的具体时间安排、行车路线等信息。在限界检测期间轨行区范围内应暂停所有的施工作业。

4.4 限界检测模板的调整

限界检测模板可根据检测需求来调节轮廓尺寸。在限界检测前宜先做好各项技术准备工作，根据限界设计图要求，事先计算、统计好限界检测车途经不同地段时的限界检测模板的调整量(特别是不同曲线半径地段的设备限界轮廓尺寸)，以便于检测时事先调整好检测模板的尺寸。对于曲线地段，若每进入一个曲线地段前都根据其半径调整限界模板的尺寸，则工作量比较大，且耗费时间长。为方便检测，也可考虑将全线所有曲线地段按照其曲线半径分档(如半径250～500 m、500～800 m，800～1000 m 等)，按照每档最不利限界尺寸进行检验(如半径250～500 m之间按照半径250 m的限界尺寸检验)，若实际检测期间发生侵限情况出现，再重新按实际曲线半径所对应的设计限界尺寸进行检验。

4.5 限界检测成果记录

限界检测期间应安排专人负责测量和记录工作，若遇到侵限问题应在侵限部位或设备旁做好标记，并记录实测侵限的具体位置和测量数据，必要时拍摄照片。全部检测完成后应形成限界检测书面报告。

5 结语

城市轨道交通工程建设周期长、涉及专业多、参与单位多，在工程实践中可能经常会遇到一些侵限的问题发生。为避免侵限，施工期间应在各土建、轨道、机电等专业工程之间做好相互的协调配合工作，才能最终满足设计对限界的总体要求。各专业单位除了要严格控制好各自专业的限界尺寸外，还需要做好不同专业工序的交接检验。特别是在土建结构完成后，由于需要进行线路的调线调坡，原先的设计限界尺寸可能会发生一定变化，如果对此不引起注意，就会容易造成车站站台板返工、设备安装侵限等问题的发生。可见，在列车上线调试前进行限界检测只是检验是否达到设计限界要求的手段之一，如何加强对侵限问题的预防和控制才是参与城市轨道交通各方应共同重点关注的课题。

［1］刘永中.地铁设备限界的检测方法［J］.隧道建设，2006(4):70.

［2］GB 50490—2009城市轨道交通技术规范［S］.

［3］CJJ 96—2003地铁限界标准［S］.

［4］GB 50157—2003地铁设计规范［S］.

［5］陈中杰，刘建平.对地铁车辆限界若干问题的探讨［J］.城市轨道交通研究，2010(5):57.