創(chuàng)新與堅(jiān)守 “高寒高鐵”刷新高鐵技術(shù)新高度

作為我國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)中最北的“一橫”，今年春運(yùn)期間，哈牡高鐵(哈爾濱至牡丹江)經(jīng)歷了第一次嚴(yán)寒考驗(yàn)，將旅客快捷、平穩(wěn)地送往目的地，讓歸心似箭的旅程縮短了大半時(shí)間。

哈牡高鐵的成功運(yùn)行，向世界展示了中國高鐵技術(shù)的“新高度”。哈牡高鐵之所以被稱為高寒列車，是因?yàn)樗?jīng)過的地區(qū)最低溫度達(dá)到了零下40攝氏度。為了保證列車的正常供電，哈牡高鐵沿線建設(shè)了317座電塔來保障線路供電。除此之外，哈牡高鐵還穿越了幾十座隧道，經(jīng)過多項(xiàng)抗寒改造。

新技術(shù)筑牢“高寒高鐵”基石

如何讓高鐵全線運(yùn)行在冬季嚴(yán)寒的黑龍江省腹地，曾是中國高鐵人的新夢想。連通哈爾濱與齊齊哈爾、牡丹江的哈齊、哈牡兩條高鐵線路先后于2015年和2018年開通運(yùn)營，風(fēng)雪嚴(yán)寒不再是高鐵禁區(qū)。

在冬夏溫差五六十?dāng)z氏度的環(huán)境里，如何克服地面冬季冰封、夏季酷熱的熱脹冷縮，成了修好高鐵路基的首要難題，也是保障高鐵安全運(yùn)行的首要前提。

據(jù)介紹，哈牡高鐵在修建線路過程中創(chuàng)造性地采用了一系列新技術(shù)：比如，在路基凍結(jié)深度范圍內(nèi)填筑非凍脹性填料，在路基坡腳兩側(cè)設(shè)置“保溫層”，對(duì)路基起到保溫作用的同進(jìn)，又有效防止了凍脹變形;而在隧道修建過程中，施工單位也采用了全新的防水材料，既保溫又防水，攻克了在高寒地區(qū)的隧道施工難題。

中國鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司工務(wù)部副部長嚴(yán)曉東介紹說，與哈齊高鐵大部分途經(jīng)平原地區(qū)不同，哈牡高鐵途經(jīng)丘陵、橋梁、平原、隧道等多個(gè)地質(zhì)條件，處處面臨高寒難題，施工難度極大，很多施工領(lǐng)域都是靠中國高鐵的開創(chuàng)性技術(shù)創(chuàng)新解決的。

高鐵運(yùn)行不僅需要堅(jiān)固的路基，列車是否能夠抵御嚴(yán)寒也至關(guān)重要。為防止雨雪冰凍對(duì)列車器件的影響，中國鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司哈爾濱動(dòng)車段對(duì)運(yùn)營車組進(jìn)行了幾十項(xiàng)防寒改造，經(jīng)過“變身”的動(dòng)車擁有了極強(qiáng)的抗寒能力。

“為了能在冰雪條件下，防止冰雪進(jìn)入剎車制動(dòng)片之間影響剎車，我們把閘片和制動(dòng)盤的間隙放大，把摩擦塊之間的間隙放大，通過這種方式，里面就不會(huì)夾雜小冰塊了。” 哈爾濱動(dòng)車段技術(shù)工程師李毅忱說，而像剎車制動(dòng)系統(tǒng)、車門等重要構(gòu)件也進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

創(chuàng)新與堅(jiān)守確保安全運(yùn)行

行駛在零下三四十?dāng)z氏度低溫環(huán)境中，即便擁有良好的路基條件、進(jìn)行了車體改造，仍然需要面對(duì)寒風(fēng)、冰雪等一系列考驗(yàn)。

嚴(yán)曉東介紹說，動(dòng)車在風(fēng)雪中運(yùn)行對(duì)外界環(huán)境敏感，一旦溫度、風(fēng)力等數(shù)值不利于高速行駛，列車便會(huì)自動(dòng)降速，這依靠的是自然災(zāi)害及異物監(jiān)測系統(tǒng)，沿線部署的多個(gè)監(jiān)測站，安裝有傳感器，用通風(fēng)口、紅外線掃描判斷風(fēng)速、積雪厚度等。

哈牡高鐵動(dòng)車組的制動(dòng)距離約3200米，所以傳感器的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置頗為“苛刻”，風(fēng)速只要超過每秒20米或是軌道上降雪量超過50毫米，動(dòng)車組就降速至每小時(shí)160公里。

此外，動(dòng)車組運(yùn)行故障監(jiān)測系統(tǒng)等設(shè)備，還可以通過安裝在動(dòng)車組線路上的設(shè)備，實(shí)時(shí)成像監(jiān)測冬季車組運(yùn)行途中的車體情況。“通過這個(gè)系統(tǒng)，可以直接成像，告訴車組需要干什么，是換體還是應(yīng)急除雪，這個(gè)設(shè)備除監(jiān)控雪和冰以外，還能監(jiān)控車組的部件運(yùn)行情況，改變了過去只能停車人工看、還看不到車底情況的麻煩。”李毅忱說。

連續(xù)降雪后，鋼軌、道岔等被冰雪覆蓋，積雪融化后易結(jié)冰，將道岔凍結(jié)，會(huì)造成道岔尖軌尖端與鋼軌貼合不密。為此鐵路部門改進(jìn)了道岔融雪裝置，在道岔岔尖位置加裝電熱融雪板，采用電加熱方式和自動(dòng)感溫、自動(dòng)控制技術(shù)，快速融化、烘干積雪，保證道岔轉(zhuǎn)換自如。

科技再強(qiáng)大，也不能缺少人工作業(yè)。頂著寒風(fēng)，中國鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司牡丹江工務(wù)段探傷工區(qū)工長盧強(qiáng)和他的8名工友，每天在室外近零下30攝氏度的天氣里要走7個(gè)小時(shí)，就是為了通過儀器辨別出不足毫米的鋼軌傷痕。盧強(qiáng)說，哈牡高鐵的無縫鋼軌受溫差影響較大，熱脹冷縮容易導(dǎo)致鋼軌受損，高鐵飛馳而過，鋼軌上細(xì)如發(fā)絲的裂痕、縫隙，都會(huì)影響行車安全。

展示中國高鐵“新高度”

自2018年12月25日哈牡高鐵全線正式通車以來，哈爾濱至牡丹江之間的鐵路運(yùn)行時(shí)間由過去的四個(gè)多小時(shí)縮短至目前的一個(gè)多小時(shí)。

經(jīng)常往返于哈爾濱與依蘭的醫(yī)藥經(jīng)銷商翟和唐說：“過去從依蘭到哈爾濱都是開車，由于鐵路不便，下雪天封路根本就沒法出行，現(xiàn)在高鐵風(fēng)雪無阻，惡劣天氣一般就剩下高鐵能出行。”

不僅如此，走近哈牡高鐵，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)，它是一條充滿“新奇特”的高寒高鐵。

哈牡高鐵的“奇”，體現(xiàn)在全線軌道較多地采用了石砟道床。區(qū)別于哈大、哈齊高鐵采用的無砟軌道板，依托山區(qū)資源，哈牡高鐵的路基大量采用了特級(jí)石砟，不僅軌道結(jié)構(gòu)的彈性好，也有效地降低了建造成本。

哈牡高鐵的“特”，突出體現(xiàn)在沿線河流縱橫，橋梁眾多。在哈爾濱工務(wù)段管內(nèi)共有74座橋梁，總長度達(dá)58.34公里，其中特大橋28座，大橋30座。最長的哈爾濱特大橋長達(dá)13198米，相當(dāng)于4座哈齊高鐵松花江特大橋的長度。

哈牡高鐵的“新”，則體現(xiàn)在沿線群山環(huán)繞，隧道密集。據(jù)悉，在哈爾濱工務(wù)段管內(nèi)就有18座隧道，總長度為24.71公里。在玉泉隧道群，幾乎是一分多鐘就穿越一座隧道，感覺像來到了西成高鐵。

此外，哈牡高鐵還高度重視環(huán)保，在哈爾濱工務(wù)段管內(nèi)安設(shè)了22處聲屏障，總長度達(dá)12.19公里，極大地減少了動(dòng)車組運(yùn)行對(duì)沿線居民的生活影響。

目前，我國在高寒鐵路的建設(shè)運(yùn)營方面已積累起豐富的經(jīng)驗(yàn)：2006年7月，開通了被譽(yù)為“天路”的青藏鐵路;2012年12月，設(shè)計(jì)時(shí)速為350公里/小時(shí)的首條高寒高鐵——哈大鐵路開始運(yùn)營;2018年7月16日，我國高寒地區(qū)最長快速鐵路——哈佳鐵路正式進(jìn)入試運(yùn)行階段;而哈牡高鐵成功通過嚴(yán)寒考驗(yàn)，則進(jìn)一步向世界展示了中國高鐵技術(shù)的“新高度”。

哈牡高鐵設(shè)計(jì)項(xiàng)目總工程師牛永平說，在嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路的建設(shè)方面，哈牡高鐵是比較領(lǐng)先的，對(duì)以后高寒地區(qū)的鐵路建設(shè)有很好的借鑒意義。

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