高速铁路临时开通方案探讨

彭显辰

【摘要】 高速铁路以运行速度快、运输能力大、正点率高等诸多优势，成为交通运输现代化的重要标志。随着国民经济的持续发展，我国高速铁路以稳健的步伐继续前进。在实际运输生产过程中事故、自然灾害、设备故障等各种不确定因素的存在，使得运输安全成为高速铁路运营工作的重点。本文以兰新客专张家庄隧道抢修工程作为实例分析，对高速铁路临时开通限速方案、动态调试，以及科研监测系统进行了探讨，对类似高速铁路抢险工程的开通运营提供借鉴。

【关键词】 高速铁路 临时限速 运营方案 动态调试

一、工程概况

2016年1月18日，青藏铁路公司在对兰新客专线路巡检中发现，青海民和至乐都区间张家庄隧道发生地质灾害。为确保客车安全，铁路部门启动应急预案，进行紧急抢修，并对途经该段的旅客列车采取迂回运输。经过无渣轨道道床板恢复、仰拱加固、长轨铺设、四电恢复、电缆重新敷设等一系列抢险施工后，张家庄、大阳山隧道整治段隧道结构、无砟轨道结构均稳定，该工程进入静态验收阶段。

常规高速铁路项目在满足静态验收、动态验收、初步验收等相关要求后，可按照设计速度开通运营。但张家庄、大阳山隧道灾害机理复杂、成因尚不完全明确、监测系统尚未取得大量数据、监测报警（预警）系统尚未启用，从运营安全的角度考虑，本段按临时限速开通运营。

二、临时开通运营方案

该区段临时限速的设置原则及技术要求按照铁运【2012】213号文的相关规定执行，近期按限速60km/h开通运营，待监测系统采集大量数据并经分析稳定后，择机按线路允许速度210km/h恢复正常运营。动车组控车模式为车载ATP，普速旅客列车为LKJ模式。经分析，提出如下两种临时限速开通方案。

2.1整体限速

限速区段应以闭塞分区为单元进行设置，限速范围为张家庄隧道、大阳山隧道、东炮沟大桥，限速段落起止里程为对应闭塞分区的区间通过信号机。

按运营里程表示，东炮沟大桥为K1742+600～K1742+821（桥长221m），大阳山隧道为K1742+844～K1752+249（隧道长度9.41km）；张家庄隧道为K1757+341～K1761+110（隧道长度3.77km）。东炮沟大桥和大阳山隧道间距仅23m，限速区段考虑为一段。大阳山隧道限速区段与张家庄隧道限速区段间隔上行线2960m、下行线4185m，两个限速区段间距较短，限速对行车时分的影响较小，亦可将两个限速区段合并为一段。即上行K1762+173～K1741+453（长度20.720km），下行K1742+012～ K1762+862（长度20.850km），临时限速速度目标值为60km/h。

2.2分段限速

分段限速范围为张家庄隧道及大阳山隧道，限速区段不以闭塞分区为单元，仅对地质灾害具体区段进行限速。上、下行限速范围统一里程，大阳山隧道为K1742+500～K1743+500（长度1000m），张家庄隧道为K1757+270～K1761+370（长度4100m），两段限速区段间隔13.77km。

2.3方案比选

兰新客专设计的列车追踪间隔为3min，近期按5min追踪间隔行车。从行车角度分析，限速将影响区间通过能力，限速后列车速度降低，需按四显示自动闭塞计算通过能力，列车运行速度按60km/h计算的追踪间隔为7min。两种临时限速方案均可满足动车组以设计速度运行的安全性、平稳性要求。通过行车检算可得，分段限速与整体限速相比，可以节省运输时间25mins。因此，对该区段采用分段限速的方案。

三、检测报警（预警）系统

为保证兰新客专能够按照线路允许速度210km/h恢复正常运营，需要在该区段安装科研监测设备，长期监测采集大量数据并经分析稳定后，择机提高线路允许速度组织运营。各监测系统应满足长期、稳定、准确监测的要求。

3.1隧道衬砌、轨道位移监测及报警系统

隧道口基站负责将采集到的原始数据通过铁路内网传输给防灾中心，防灾中心设置中心服务器，用于数据实时分析并将结果及时向上位机发送，设置工控机一台用于传感器参数设置和数据显示。其中，数据库采用SQLServer数据库，通讯协议采用Modbus-TCP＼IP协议。选取张家庄隧道二衬结构以及无砟轨道板作为监测对象，分别监测二衬结构的横向位移以及无砟轨道板的横向、竖向位移。数据24小时不间断采集、记录，实时传输、实时报警；数据在阈值内，每隔2.5min向监测系统终端发送一次数据，数据超过阈值，实时向终端发送。

3.2深层位移监测及预警系统

通过读取监测孔每个传感器测点偏转量，计算测点区段位移量，继而可累加计算指定位置相对位移值。可由监测曲线图形分析出变形位置（埋深），并可计算出变形位移矢量方向。主要监测参数有：位移量值、位移速率值、位移加速度值等。

鉴于岩土工程复杂性、多样性，根据本项目初期监测曲线特点，并结合隧道宏观变形情况，拟定监测预警值。当监测过程中，任意一个传感器读数>1.5倍精度值，或传感器加速度值a连续1小时大于0，即表示所测段发生了变形，发出初步预警。实测最大值或回归预测最大值应不大于允许值或设计最大值。根据工程实际情况，参考相关规范，确定管理位移最大允许值Un（Uo为实测值）。

四、 动态调试结果

根据兰新客专兰州西高速场至西宁高速场动态调试运输组织方案，科研单位采用CRH2C-2061综合检测列车在兰州西～西宁区间上、下行正线开展单列动车组逐级提速试验，检测里程约2590公里。主要进行轨道几何状态、车辆动力学响应、列车空气动力学响应、接触网、通信系统、轨旁信号设备状态测试，同时地面搭载开展轨道结构动力性能、路基及过渡段动力性能、隧道内气动效应等测试。

1列车动力学响应测试结果，该区段轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率和横向稳定性均符合要求；车体横向平稳性等级均为优。

2接触网测试结果，该区段宁弓网受流性能正常，弓网动态接触力测试结果正常，标准偏差分布正常，符合标准；接触网状态没有影响安全行车的接触线高度、拉出值、硬点和一跨内动态高差超限。

3通信信号测试结果，轨旁信号设备状态正常，无轨道电路及应答器问题；GSM-R 场强覆盖、切换中断时间和切换成功率、MS-FT呼叫建立时间和呼叫建立失败概率、列车无线车次号校核信息发送成功率、调度命令信息发送成功率等均满足相关标准要求。

4空气动力学测试结果，动车组通过正线隧道时，车内压力变化3s最大值为515Pa，小于1250Pa，满足动车组乘客乘坐舒适度要求；车内外压差最大747Pa，小于4000Pa，满足动车组安全运行的气密强度要求。

五、总结

在各方的通力配合下，张家庄、大阳山隧道抢险整治工程顺利完工，通过了静态验收及动态调试，满足动车组以250km/h及以下速度运行的安全性、平稳性要求，确保了兰新客专顺利恢复通车。

参 考 文 献

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[2] 林增，王俊峰，王禹霖. 基于CPN高铁临时限速数据融合方案验证[J]. 北京交通大学学报. 2012（06） .

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