摘要：近年来，高寒地区保证铁路畅通运行成为铁路运输的重要环节，实现高寒地区高速铁路关键技术，要对高寒地区铁路勘察设计成果进行深化和创新，填补高寒地区高速铁路技术空白，完善中国高速铁路修建的理论体系。技术成果的成功应用，从根本上解决了寒区高 速铁路安全运营相关技术难题，为高寒地区高速铁路建设积累了丰富的经验，也为我国高铁建设树立了典范，更为我国高铁走出国门奠定了坚实的基础。
关键词：高寒地区；高速铁路；畅通运行
引言：2012年初，铁道部组织对在建高寒地区的盘营、沈丹、哈齐等无砟轨道客运专线路基冻胀方案进行了进一步检查论证。鉴定中心、工管中心多次组织专项研讨和现场调查，并开展了冬季路基冻胀变形监测和相关试验工作。冻胀变形监测表明，哈齐客专变形大于4 mm 的路基地段占监测段落20%，其中变形大于8mm的路基地段占监测段落的3.2%。为了进一步减小路基冻胀变形，部分路基采用埋设渗水盲沟的防冻措施进行补强。
1.哈尔滨高铁工程概况
哈大高铁是世界上在高寒地区第一条设计时速350km的高速铁路，线路全长903.945 km，全线路基长度为236.987 km，占线路总长度的26.2%，桥梁163座共657.182 km，险道8座共9.776 km，桥、隧长度占线路总长的73.8%。正线区间采用CRTSI型板式无砟轨道，无砟轨道铺设长度837.3 km,占线路长度的92.6%。中铁一院勘察设计沈阳至哈尔滨段高铁，线路全长465.446 km,其中桥梁长362.528km,路基长102.918 km, 路基占比22.11%。沈阳至哈尔滨段处于东北中部山前平原深季节冻土区,极端最低温度-39.9摄氏度。最大积雪厚度30 cm，沿线季节性冻土层厚度由南向北在1.37 -2.05 m之间，每年从10月底开始冻结，次年5-6月全融化，严冬季节历时长达5 至6个月。线路所经地区为松辽平原东部，除铁岭至四平间地形起伏较大外，沿线地形大多平坦开阔。地表为黏性土、粉土、砂类土所覆盖，覆盖层厚一般10-80 m。沿线河流众多,地下水位埋深多为1至5m，受大气降水和地表水补给，水量丰富。因此，地处高寒地区、冷季寒冷漫长、季节性冻土冻深大范围广、土的冻胀敏感性高是哈大高铁有别于其他高速铁路最显著的特点。
2.如何确保高寒地区高速铁路畅通行驶
2.1防冻技术
作为路基的冻融层，在冻融过程中会引起土体性质的变化，发生路基变形、裂缝、翻浆冒泥等现象，严重影响铁路行车安全和运输效率。根据高寒地区特殊的气候条件，专家为这列动车设计了具有防冻层、隔断层、防冻胀护道、抗冻胀填料的防冻胀路基。
哈大高铁动车组车体下的吸污系统里增加了新型的保温材料，以防止被严寒冻坏。同时还增加了伴热装置，这个装置在环境温度低于5°C时就自动投入使用。通过铝合金车体和内饰板之间增加新型的隔热防寒材料， 在不增加功率的前提下，能够保证提供恒温的环境。
CRH380B型高寒动车组还具备一大特色，即雪天模式。冬季下雪时，司机在运行过程中，通过制动手柄实施雪天模式，只需一个较小的制动力，就可以清除闸片与制动盘之间残留的冰雪或异物，保证动车组的制动性能。高寒列车还提高了车厢间连接处乳白色风挡的耐寒能力，使用了耐低温棚布。为保证车厢外门在低温情况下开闭灵活，列车更换了适用于零下40°C的开关、渡板电磁阀以及密封条润滑脂，并在门板内表面增加集水槽，通过定期清理防止冷凝水下流结冰。
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2.2一加强高寒、高铁知识培训
要通过日常培训、考试、班前提问等一系列手段，促进高铁调度员对基础知识的掌握，达到“一口清、一手精”的作业标准。一是，对固定数据的设备类知识，如：中心里程、到发线长度、分相区位置、救援通道分布、各种动车组数据等知识点，通过考试等形式，务求调度员全面掌握，张口即来，为应急处置做好基本功课。二是，对每日发生的临时数据，如：交路变化、车底套用、临时加开停运、三乘一体信息等相关内容，由日勤人员进行抽考，保证调度人员能够熟知了解，提高班前了解质量。三是，对基本规章，要常学常考，尤其是“高铁技规”、“高铁行规”、“高铁调规”等主要规章，必须做到熟知会用，得心应手，不能在出现非正常情况时，现翻规章，现找规定的现象。
2.3提升抗雪融措施
冬季列车在运行过程中，最怕的就是轨道被积雪掩埋，若道岔尖轨与基本轨间的积雪不及时清扫，道岔动作时会将积雪挤压成冰状，可能造成尖轨不密贴，使列车进路的选排受到 影响。哈大高铁的轨道道岔安装有除冰融雪的电加热装置，这种装置在降雪达到一定厚度时自动启动电加热，能及时将道岔上的积雪融化掉，保证列车通过道岔时的安全。冬季降雪时，轨道两侧容易产生积雪，雪花很容易被卷进正在行进的列车底部设备舱内。为此，哈大高铁 高寒列车特地设计了自然通风的全密封防雪设备舱，防止风雪入侵。哈大动车每天运行工作结束后都要回到动车所。首先。要去的地方是动车的检查库，每个检查库内设有融冰除雪库，每列动车都将开到这里进行融冰除雪，然后才能进行检查。
2.4配备齐全的保温设备
在极寒可以达到零下40°C的地区运行，保温是高寒动车组必须考虑并解决的问题。
在这列动车里，防寒材质被广泛应用。CRH380B车体采用的是对温度不敏感的铝合金材质。中国科学院金属所专门对CRH380B型高寒动车组的车体做了低温性能验证，验证发现，所采 用的铝合金车体低温特性很好，强度指标也很合格。CRH380B型高寒动车组的隔热材料相对于京沪高铁的CRH380BL高速动车组车辆有所升级。CRH380BL采用的是玻璃丝棉，而CRH380B采用的是聚酯纤维棉，在低温环境隔热性能更高、保温性能更好。此外，CRH380B车窗也加了一层 L0W-E膜，提高了隔热系数。从地板夹层、侧墙到车顶，进行全体系的防护，这就解决了采暖热负荷的问题。这样，在不増加采暖功率的情况下，车内环境也能达到人体舒适指标。
2.5优化接触网防(融)冰设计
探明高速电气化铁路、普通电气化铁路接触网相关设备温升（降)变化规律，界定了接触网防（融）冰的安全运行范围，提出最大限度保证列车运行的在线防(融）冰工程实施方案，这些研发内容填补了国内外空白。根据接触网覆(融）冰时不能扭转的特殊性，建立带冰棱覆冰导线的覆(融）冰模型、接触网融冰的仿真模型，提出接触网融冰工程计算公式。通过建立防(融)冰工况下牵引供电系统通用的仿真计算模型，提出“接触网-地回路交流融冰方案”。开发采用隔离开关(或无励磁分接开关）对融冰功率进行分级调节的接触网防(融)冰装置，并研制具备可在线直接测量接触网导线温度且通过光纤或无线传送测试数据功能的接触网覆冰预警（监测）装置。结合固定式交流接触网融冰装置的研制成果，通过技术攻关，开发车载移动式接触网交流防(融）冰装置。
结语：总之，高寒地区高铁能够正常运行是十分重要的问题，如何有效的针对高寒易冻天气采取有效措施解决高铁运输中的各种问题是工作的重点。采取最近30年的气象记录，中国 东北三省是中国最为寒冷、也是温差最大的地区，沿线土壤最大冻结深度达205厘米。冰雪覆盖下，如何保证运行安全“不打滑”，是考验这条高铁的重要指标。防冻胀路基、接触网融冰、道岔融雪是国际公认的三大技术难题，有效解决这些问题才能够保证高铁健康安全畅通行驶。
参考文献
[1]辛志若.探究高速铁路在高寒地区畅通运行的保障措施[J].中国建筑.2015.
[2]张晓敏.论我国高铁高寒地区行驶的保障措施.[J]中国高铁.2016（04）
论文作者:张超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/11
标签：高铁论文; 路基论文; 地区论文; 车组论文; 道岔论文; 高速铁路论文; 积雪论文; 《基层建设》2019年第3期论文;