北京新機場(chǎng)線(xiàn)時(shí)速160公里架空剛性接觸網(wǎng)成功試運行。經(jīng)濟日報 記者 王軼辰 攝
我國架空剛性接觸技術(shù)日前取得新突破，填補了此領(lǐng)域國內外的技術(shù)空白，為地鐵建設打開(kāi)了新空間。該技術(shù)可以最大程度減小隧道的開(kāi)挖斷面，降低土建投資成本，具有廣闊市場(chǎng)前景。
傳統快速軌道交通建設通常使用柔性懸掛接觸網(wǎng)給列車(chē)供電，但其所需隧道空間大，建筑成本高，無(wú)法適應城市地鐵隧道小型化的發(fā)展方向。有沒(méi)有一種技術(shù)，既可以適應小型隧道，還能保障地鐵列車(chē)受電平穩運行？近日，隨著(zhù)北京新機場(chǎng)線(xiàn)時(shí)速160公里高速地鐵架空剛性接觸網(wǎng)成功試運行，這一技術(shù)取得重大突破，填補了此領(lǐng)域國內外的技術(shù)空白，為地鐵建設打開(kāi)了新空間。
“架空剛性接觸網(wǎng)由于結構簡(jiǎn)單，安裝空間小，可以更好地適應低凈空的隧道條件，解決城市地鐵地下隧道牽引網(wǎng)建造問(wèn)題?！敝需F十二局集團有限公司北京新機場(chǎng)線(xiàn)供電專(zhuān)業(yè)項目負責人韓悌斌說(shuō)，此前我國僅在低速地鐵上采用過(guò)架空剛性接觸網(wǎng)技術(shù)，由于目前國內沒(méi)有建成時(shí)速160公里的剛性接觸網(wǎng)系統，國外的相關(guān)建造技術(shù)也處于技術(shù)驗證階段，沒(méi)有大面積推廣的經(jīng)驗，國內外相關(guān)設計、驗收及施工標準均為空白。
目前，我國的快速市域鐵路規劃的體量達到約3000公里，內徑小于8米的盾構隧道被廣泛采用，面臨同樣的建造難題，急需加以攻關(guān)和解決。國內首條設計時(shí)速160公里的地鐵線(xiàn)路——北京軌道交通新機場(chǎng)線(xiàn)成了突破該技術(shù)的“試驗場(chǎng)”。
據介紹，北京軌道交通新機場(chǎng)線(xiàn)一期工程線(xiàn)路全長(cháng)41.36千米，地下區段21.3千米，全部為地下站。車(chē)輛采用市域車(chē)，列車(chē)最高運行速度每小時(shí)160公里。根據設計要求，地下區段采用架空剛性接觸懸掛，地上段、車(chē)輛段采用架空柔性接觸懸掛。
“隨著(zhù)速度的提高，對弓網(wǎng)受流質(zhì)量有了更高的要求，因此對施工誤差的控制精度也有了更嚴格的要求?！敝需F十二局集團有限公司北京新機場(chǎng)線(xiàn)供電專(zhuān)業(yè)項目技術(shù)負責人繆嘉杰表示，北京軌道交通新機場(chǎng)線(xiàn)架空剛性接觸網(wǎng)作為施工的重點(diǎn)及難點(diǎn)，最大的挑戰是解決接觸線(xiàn)平順度控制技術(shù)，國內無(wú)相關(guān)施工經(jīng)驗可借鑒，其要求精度高，需將一般懸掛點(diǎn)導高誤差控制在2毫米以?xún)?，關(guān)鍵懸掛點(diǎn)導高誤差控制在1毫米以?xún)取?/p>
“架空柔性接觸網(wǎng)由于具備一定彈性空間，允許出現一定量的偏差。對于架空剛性接觸網(wǎng)來(lái)說(shuō)，列車(chē)速度越快，對精度要求越高，如果誤差過(guò)大，就會(huì )導致列車(chē)的受電弓在和接觸網(wǎng)摩擦時(shí)產(chǎn)生燃?。盎鸹ǎ?，嚴重時(shí)會(huì )導致列車(chē)瞬間斷電，甚至對列車(chē)受電弓造成損傷?！笨娂谓苓M(jìn)一步解釋說(shuō)。
北京新機場(chǎng)線(xiàn)地下區段線(xiàn)路長(cháng)且為單洞單線(xiàn)盾構隧道，空間小、專(zhuān)業(yè)多、施工任務(wù)重，更多僅能依靠人力施工，這給技術(shù)攻關(guān)帶來(lái)了更高的難度。
項目組經(jīng)過(guò)細化施工，有針對性地編寫(xiě)施工工法，并研發(fā)多項專(zhuān)利，有效提高了施工效率及質(zhì)量，共形成專(zhuān)利11項，形成施工工法4項。通過(guò)對架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系建模、配套零部件研制、小張力放線(xiàn)條件下的平順度控制、接觸網(wǎng)設備服役狀態(tài)在線(xiàn)監測和檢測平臺搭建等一系列技術(shù)問(wèn)題攻關(guān)，成功保證列車(chē)時(shí)速160公里的連續可靠受流。
該技術(shù)的成功突破可帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益。韓悌斌說(shuō)，在隧道區段采用架空剛性接觸網(wǎng)可以減小隧道的開(kāi)挖面積。以一條建設標準時(shí)速160公里的項目來(lái)說(shuō)，采用架空剛性接觸網(wǎng)時(shí)，隧道凈空為7200毫米即可滿(mǎn)足安裝要求，而采用傳統的架空柔性接觸網(wǎng)系統，隧道凈空應不低于7600毫米，還需要土建預留下錨洞及絕緣關(guān)節等位置處的隧道局部開(kāi)挖。這些土建方面的投資每公里可以節省2000萬(wàn)元以上。
目前，我國已有31座城市的軌道交通近期建設規劃得到政府批準，中國人口過(guò)百萬(wàn)的34個(gè)城市中，有20個(gè)正在建設或籌建軌道交通，共規劃線(xiàn)路90多條，規劃線(xiàn)路總里程約3000公里，其中采用剛性接觸懸掛是我國隧道內的主流牽引網(wǎng)模式，按照國內目前城市軌道建設的進(jìn)度，剛性接觸懸掛有近30億元的市場(chǎng)容量。
“京津冀、長(cháng)三角、珠三角以及一些經(jīng)濟發(fā)達地區都在規劃和建設市域快速軌道交通線(xiàn)路。這些地區經(jīng)濟發(fā)達，土地資源緊缺，因此相當長(cháng)的線(xiàn)路將會(huì )以地下隧道為主。而隧道建設成本直接關(guān)系到項目投資的高低?！笨娂谓鼙硎?，快速架空剛性接觸系統可以最大程度減小隧道的開(kāi)挖斷面，降低土建投資成本。此外，該技術(shù)還可以輻射到新線(xiàn)建設、舊線(xiàn)提速改造、城際等類(lèi)似工程的建設中，具有廣泛的市場(chǎng)前景。
