最「抗凍」的白色高鐵

「抗凍」技術最前線

鐵路公路發展, 創新科技

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中國最東面的高鐵牡佳高鐵,位於黑龍江省東部,連接牡丹江至佳木斯的高鐵正式通車,線路全長372公里,設計時速250公里。牡佳高鐵全線包括173座橋樑、34座隧道,被形容是中國目前最「抗凍」的高鐵,在高緯度嚴寒地區行走的高鐵,如何「防寒」才確保列車行走100%安全。這條高鐵線地處高寒地區,全年無霜雪日子僅得140天左右,冬天平均氣溫零下攝氏19,最低氣溫低至零下攝氏42度,

在高寒地區修建高鐵,日常挖掘隧道極為艱難,東北冬季漫長,白天時間短,一年幾乎有半年無法作業,加上地表普遍分佈季節性凍土帶,路基經受著周期性凍融循環作用,極易引起凍脹,這些都是在高寒地區施工面對極大的難題。

牡佳高鐵沿線冬天夏天的溫差達數十度,如何克服路基變形?施工團隊決定在路基凍結深度範圍內,填入非凍脹填料,在路基坡腳兩側設置「保溫層」,對路基同時做到保溫,又可有效防止凍脹變形。高鐵運行不僅需要堅固的路基,列車是否能夠抵禦嚴寒至關重要。高鐵嚴寒地區行駛時會有大量冰雪捲入車輪,鐵路部門把兩側裙板從流線型變為直角型,減少積冰雪量,為防止冰雪進入剎車制動片之間影響剎車,技術人員把摩擦塊之間的間隙放大,通過這種方式,讓小冰塊不會夾雜在間隙中,另外設計人員在車門的門板內側加裝了集水槽,防止冷凝水流入下導軌造成車門影響車門開啟。

高速列車在風雪中行駛時,一旦溫度、風力數值不利於高速行駛,列車便會自動降速,主要是依靠自然災害及異物監測系統。整條線沿線部署多個監測站安裝有傳感器,用通風口、紅外線掃描判斷風速、積雪厚度等。風速或者軌道積雪量超過一定數值,動車便會降速。

路面積雪又如何處理? 鐵路公司研製了針對動車轉向部位的自動融冰除雪設備,採用低壓溫水噴掃,大大提高清除冰雪的效率,取代了以前要派出數以百計的工人用傳統工具人手清雪方法。

必須一提是呢條高鐵線上的七星峰隧道,是難度極大但又必須攻克的項目,七星峰隧道是黑龍江省內最長的隧道,穿越黑龍江省七星峰國家級森林公園和省級地質公園以及東北虎自然保護區;全長10291米,最大埋深423.5米。

打通隧道面對最大難題包括地質構造複雜,岩層高風化程度,涌水量極大,最高日涌水量達8萬立方米,四年大概湧出近四個西湖的水,屬於一級風險隧道。面對「頭頂有河流,四周是碎岩,隧道每日涌水」施工方制定了「以短打快」強支護」方案,從以前挖兩米現在一次挖60厘米,隨時挖掘隨時封閉,並且超前灌漿,保證施工安全。

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