地铁施工车辆选型分析

刘会会，郭 勇，王 亮

(1.洛阳市轨道交通集团有限责任公司，河南 洛阳 471000；2. 郑州地铁集团有限公司，河南 郑州 450000)

地铁施工车辆在地铁建设、运营筹备、试运行和正式运营等阶段必不可少，在地铁发展初期，由于技术等因素限制，施工车辆选型及新技术使用存在诸多问题。本研究通过分析各种施工车辆具体使用情况，讨论地铁施工车辆的配置选型问题。

1 地铁施工车辆用途

在地铁建设期，大量的材料、设备、物资需通过施工车辆牵引运往各个施工地点；新购入的地铁车辆需要用施工车辆牵引到停车库内；地铁线路投入运营前，需要工程检测机车压道，检查隧道、接触网，牵引地铁车辆进行冷、热滑；在地铁正式运营后，需要用施工车辆将被检修车辆牵引到指定的检修线上，运送维修设备和进行事故救援，同时也需要定期对线路和接触网进行检查及维护等。 因此，每一条地铁线路都需要配备一定数量的施工车辆。

2 施工车辆配置现状

国内地铁一般每条线路的车辆段配置2台400 kW内燃调机、2台300 kW轨道车、4台轨道平车、1台接触网检修作业车和1台放线车，网轨检测车、钢轨打磨车、隧道清洗车等使用不太频繁的施工车辆每3至4条线配置1台。

由于不同作业需要使用不同的施工车辆，而目前不同类型施工车辆间互用性较差，致使在某类施工车辆使用频繁甚至严重饱和的情况下其余的施工车辆却长期闲置。各种施工车辆型号众多造成检修规程、检修工艺和备件通用性很低，使维修保养难度较高、备件库存总额较大。

3 施工车辆配置分析

3.1 调机及轨道车选型配置

内燃调机主要为外走廊形式，用于车辆段内调车及正线救援；轨道车主要为内走廊形式，主要作为各线路供电及机电设备施工、维修的牵引动力设备，也可运输施工器材和人员，一般与轨道平车配合使用。

内燃调机(外走廊，400 kW，约360万元/台)与轨道车(内走廊，300 kW，约335万元/台)价格差别不大，但存在内部作业空间狭小、视野盲区较大等缺点，结合地铁车辆段的作业量可整合内燃调机与轨道车，统一配置功率为400 kW的内走廊施工车辆，既可作为调机进行段内调车作业，也可作为轨道车牵引轨道平车、运载人员进行正线相关作业。

段内调车一般只需要1台动力施工车辆，夜间正线作业2台动力施工车辆牵引轨道平车上线作业，另外检修备用车1台。因此，每个车辆段配置4台动力施工车辆即可满足使用需求。

3.2 接触网检修作业车选型配置

接触网作业车带有升降平台，主要用于正线接触网设施在停电状态下的安装、调整、维修及日常检查、保养等施工作业，也可进行隧道结构及屏蔽门顶部装置的检查、维修等作业。

根据各地运用经验，如果正线采用的是刚性接触网，每条线配置1台接触网检修作业车即可满足使用需要；如果正线采用的是柔性接触网，每条线配置2台接触网检修作业车即可。若线路长度超过50 km，则应适当增加1台接触网作业车，配置在停车场，如遇正线接触网出现紧急情况时可及时进行抢修，减少转线对正线运营的影响。

3.3 轨道平车选型配置

轨道平车可装运养路机械、发电机组、钢轨、道岔等笨重货物。接触网放线车为带放线装置的轨道平车，用于接触网导线和承力索的架设作业，其放线装置可拆卸。

根据运用经验，车辆段配置2台平板车、2台平板吊车即可满足需要。接触网放线车的使用频率较小，如果正线采用的是刚性接触网，每2～3条线配置1台接触网放线车即可满足使用需要；如果正线采用的是柔性接触网，每条线配置1台接触网放线车即可满足需求。

3.4 网轨检测车选型配置

网轨检测车用于地铁轨道、接触网、限界的检查，通过周期性检测作业了解和掌握线路动态，对轨道、接触网、隧道的养护维修具有重要指导作用。

按照线路及接触网检修修程，正线轨道每月检测1次、正线接触网每3个月检测1次,部分磨耗较大或存在其他问题的线路需要加密监测频率。

目前，施工车辆的运用时间为4小时左右，网轨检测车实际作业检测速度约为40 km/h，一天可检测完成一条线路。由于夜间正线作业频繁、作业时间紧张，进行网轨检测的线路无法进行其他正线检修作业，因此对于较长的线路难以安排整条线路同时清空进行网轨检测，一般单线长度超过40 km的线路检测应分两天完成。

根据经验，按每条线每月检测1次计算，每台网轨检测车宜承担约3条线路的检测任务，其中9天进行检测、9天进行转线、5天进行扣车检修、7天备用。

3.5 钢轨打磨车选型配置

钢轨打磨车用于对轨道和道岔进行保养性和修复性打磨，可消除钢轨表面锈蚀、疲劳裂纹、波浪、磨损、变形、斑点、飞边等缺陷。

钢轨打磨与轨道检测不同，一般没有固定计划，根据钢轨检测状态确定打磨需求。钢轨病害与车型、线路条件、行车密度等有着紧密的联系，一般300 m及以下的小半径曲线轨道磨耗较大，需要频繁打磨。

钢轨打磨车一天作业时间仅3小时，打磨速度一般为5 km/h左右，打磨前需再次测量，打磨后需检查验收，因此一天仅能打磨轨道2～3 km。根据钢轨打磨车的使用频率，综合考虑转线、维修养护、扣修等因素，建议按照4条线1台的标准配置。

3.6 隧道清洗车的选型配置分析

隧道清洗车用于对线路轨道、道床、接触网绝缘子和隧道壁等进行自动化清洁作业。隧道清洗一般在运营初期、长时间运营后及钢轨打磨后进行。

隧道清洗车一天作业时间仅3小时，清洗速度一般为5 km/h左右，由于水罐容量的限制，一天仅能清洗隧道2～3km。根据使用频率，综合考虑转线、维修养护、扣修等因素，建议按照每4～5条线1台的标准配置。

4 电力蓄电池施工车辆的优势

4.1 环境影响

电力蓄电池车辆采用蓄电池、接触网双源供电，以清洁电能为动力，作业时无有害气体排出，不会对作业人员的身体健康造成危害，也不会影响到电气设备的性能和隧道内环境。电力蓄电池车辆采用交流电传动技术，尽可能少使用通风设备，大大降低了机车的噪声。

4.2 技术可靠性

电力蓄电池施工车辆实际上是增配了蓄电池动力源的电力机车，技术成熟度很高，对于满足地铁工程作业需求不存在技术问题。

由于施工车辆往往是在接触网断电时使用，因而蓄电池的稳定性和续航能力是影响电力蓄电池施工车辆性能的关键因素，也是其长时间没有得到推广的原因之一。近年来，国产蓄电池的技术水平提高很快，续航能力已经可以满足施工车辆不同工况作业需要，而且可靠性较高。

4.3 后期维护

电力蓄电池施工车辆与地铁车辆属同一技术体系，绝大部分部件与地铁动车相同或者类似，如牵引逆变器、受电弓、牵引电机、转向架、空调等。因此，电力蓄电池施工车辆维护工艺检修技术平台、维护工人、操作司机及备件储备都与地铁车辆相同，可以降低施工车辆运行、维保成本和管理难度。

从功能上讲，电力蓄电池施工车辆是专门为地铁系统开发的牵引装备，将极大方便地铁的日常维护和检修工作，对提高地铁效率和安全具有重要意义；从经济指标上讲，目前电动施工车辆的采购成本高出内燃调车机车约300万元，但若以15年为基准计算，电动施工车辆的全寿命周期成本反而比内燃调车机车低350万元左右，具有明显优势。

5 结语

调机及轨道车、接触网检修作业车、轨道平车数量主要与线路长度和车辆段、停车场数量相关，可按照段、场数量进行配置。线路长度和线路条件对网轨检测车、钢轨打磨车及隧道清洗车影响较大，应结合线网各线及联络线统一考虑。

在配置施工车辆时应充分考虑新技术，根据线路长度、车辆段及停车场数量、线路条件、各线联络线等情况，合理确定车型及数量，在满足检修运用需要前提下，提高施工车辆利用率、降低工程造价。