城市軌道交通工程軌行區(qū)限界檢測

金 磊

(上海天佑工程咨詢有限公司，200092，上?！喂こ處?

城市軌道交通軌行區(qū)“限界”是指列車與沿線固定建筑物、設備之間的相互空間關系。其具體的凈空尺寸大小是在規(guī)定的工況下參照不同車輛類型，經(jīng)設計計算后確定的。根據(jù)軌行區(qū)限界的不同功能要求，可分為車輛限界、設備限界和建筑限界。從三種限界尺寸大小來看，車輛限界最小、建筑限界最大，設備限界介于兩者之間。為滿足使用功能，車輛限界與設備限界、設備限界與建筑限界之間均應留有一定的安全間隙。從理論上來看，要實現(xiàn)設計限界并不困難，但是實際施工中往往受到施工(安裝)誤差、結(jié)構沉降等綜合因素影響，容易導致限界超標情況的發(fā)生。因此，在列車上線調(diào)試前對全線軌行區(qū)進行全面的限界檢測是十分必要的。通常情況下，經(jīng)限界檢測合格后列車才能上線進行冷滑、熱滑等調(diào)試作業(yè)，否則容易引發(fā)行車安全事故(如發(fā)生列車與軌旁設備碰撞等)或在使用功能上造成某種缺陷(如站臺板與車輛安全間隙過大、站臺板偏高或偏低等)。隨著科學技術的不斷發(fā)展，可采取的限界檢測方式很多，檢測技術和手段也越來越先進(如紅外線、超聲波、雷達等)。目前，在城市軌道交通建設中，常用的限界檢測方法是利用限界檢測車來實施檢測。由于該檢測方法的費用低、操作較簡便，故在實踐中被廣泛采用。本文主要圍繞限界檢測車驗收和檢測的相關工作進行探討，以供同行參考。

1 限界檢測的主要內(nèi)容

由于在限界檢測車上安裝了具有可調(diào)節(jié)功能的檢測模板，可以根據(jù)檢測需求(參照限界設計圖)來調(diào)整不同的限界尺寸輪廓線，從而檢測出車輛限界與建筑限界、設備限界與建筑限界之間的關系。限界檢測主要內(nèi)容可參照限界設計圖紙的要求;若設計無具體要求，可參考目前現(xiàn)行的國家或行業(yè)標準。

1.1 車輛限界與建筑限界之間的關系檢測

車輛限界是車輛在直線地段正常運行狀態(tài)下形成的最大動態(tài)包絡線。一般情況下，車輛限界計算只考慮正常運營工況下車輛在直線上運行的狀況，在曲線地段增加的附加因素及非正常運營工況下產(chǎn)生的附加偏移量均在設備限界中考慮。

在利用限界車檢測時，對車站主要是針對車站有效站臺范圍內(nèi)的各種限界關系進行檢測。即在限界檢測車進入車站有效站臺區(qū)域前，先將檢測模板調(diào)整到車輛限界的輪廓尺寸，在檢測車通過車站時，可對車輛與站臺板邊緣、車輛與屏蔽門等之間的關系進行檢測，以避免出現(xiàn)車輛輪廓與站臺、屏蔽門等部位的安全間隙或高差過大，影響今后乘客的正常上、下車安全。一般情況下，車站范圍內(nèi)限界檢測宜在車站內(nèi)建筑裝修、車站范圍軌旁設備安裝完成后再實施。車站有效站臺范圍內(nèi)限界檢測的主要內(nèi)容與標準見表1所示。

1.2 設備限界與車輛限界之間的關系檢測

設備限界是用以限制設備安裝的控制線。它是在車輛限界之外考慮了其他因素和安全間距而形成的界線。按照線路特征可分為直線段設備限界、曲線段設備限界。直線段設備限界是在直線段車輛限界外擴大一定安全間隙后形成的;曲線段設備限界是在直線段設備限界基礎上，根據(jù)線路平面曲線半徑、過超高或欠超高引起的偏移量等因素經(jīng)計算后確定。

利用限界車對車站有效站臺范圍以外區(qū)域(包括區(qū)間)的限界關系進行檢測。在限界檢測車行進到非車站有效站臺區(qū)域前，將檢測模板調(diào)整到設備限界的輪廓尺寸，在檢測車通過時就可檢驗設備限界與車輛限界之間的關系，以避免發(fā)生列車與軌旁建(構)筑物、設備(設施)之間發(fā)生接觸。一般情況下，宜在沿線建(構)筑物和設備全部安裝完成后再實施檢測。車站有效站臺范圍外的限界檢測主要內(nèi)容與標準見表2所示。

2 限界檢測車的制造與驗收

2.1 限界檢測車的制造

通常情況下，限界檢測車由業(yè)主方委托鋪軌或接觸網(wǎng)等有施工車輛的專業(yè)單位來進行制作，經(jīng)驗收合格后即可投入使用。雖然目前針對限界檢測車制作和驗收還沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標準，但是其基本構造、檢測原理都基本類似。

2.1.1 限界檢測車的基本構造

限界檢測車主要由平板車、限界檢測模板兩大部分組成(見圖1)，并通過機車牽引在軌道上運行。其中，限界檢測模板是主要檢測部件，應具有可調(diào)節(jié)、可伸縮的功能，可以模擬出不同設計工況下的各類限界輪廓尺寸。施工單位在加工制作限界檢測模板前，應先征詢限界設計單位的意見和要求，再開始加工制作。

表2 車站有效站臺范圍外的限界檢測主要內(nèi)容與標準

圖1 限界檢測車實景圖

2.1.2 限界檢測車的制造

1)限界檢測模板的制作:限界檢測模板應按照限界設計圖紙來進行加工和制作，選材應具有一定的剛度。限界檢測模板的外圍輪廓線應連續(xù)、封閉，其中最小輪廓線應滿足車輛限界要求，最大輪廓線應滿足最小曲線半徑區(qū)段的設備限界(最不利條件下的設備限界)要求。限界檢測模板的可伸縮部分還需滿足伸縮方便、靈活的要求，檢測模板經(jīng)人工伸縮、調(diào)節(jié)后不能隨意松動。

2)限界檢測模板的安裝:限界檢測模板應與平板車形成可靠的固定連接，其中心安裝位置應與平板車轉(zhuǎn)向架中心、軌道中心線(直線段)基本吻合，安裝偏差應控制在允許范圍內(nèi)。安裝完畢后應進行測量、校正。

2.2 限界檢測車的驗收

限界檢測車制造完畢，應經(jīng)過專項驗收合格后才能投入使用。一般情況下，限界檢測車驗收小組成員由業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理等單位共同參與，其主要驗收的內(nèi)容見表3所示。

表3 限界檢測車主要驗收內(nèi)容

3 限界檢測前應具備的主要條件

在城市軌道交通工程中，限界檢測的“理想”條件是軌行區(qū)范圍內(nèi)所有建筑裝修、設備安裝全部完成后進行。但實踐中往往由于工期緊等的原因，很難完全達到“理想”條件，若倉促地提前進行限界檢測工作，勢必會存在一定風險性，并增加檢測次數(shù)，費工費時。考慮到限界檢測時間與后續(xù)列車上線冷滑、熱滑作業(yè)的間隔時間比較短，為不影響后續(xù)工作，在工期緊張且全線存在軌行區(qū)剩余工作量較多的特殊情況下，作為業(yè)主方宜根據(jù)全線工程實際進展，統(tǒng)籌安排好限界檢測的適當時機，在具備一定的基本條件后再安排進行限界檢測工作。在軌行區(qū)范圍內(nèi)還有剩余工作量的特殊情況下，限界檢測前首先應滿足行車安全條件，其次應盡可能創(chuàng)造良好的檢測環(huán)境條件。否則不僅會干擾限界檢測的正常進行，也會為后續(xù)列車上線調(diào)試作業(yè)埋下隱患。限界檢測應具有的主要基本條件如下:

1)軌行區(qū)內(nèi)垃圾基本清理完畢:由于軌行區(qū)內(nèi)專業(yè)施工單位多、點多線長，有施工就不可避免會產(chǎn)生建筑垃圾。如果各專業(yè)施工單位不做好“落手清”工作，及時處置建筑垃圾，不僅容易引起行車安全事故，也會影響檢測工作的實施?？紤]到軌行區(qū)內(nèi)建筑垃圾清理問題歷來都是建設管理的難點之一，因此，無論如何在限界檢測前至少應對全線建筑垃圾進行一次全面清理，以消除行車安全隱患。

2)地下段軌行區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)基本健全:地下段軌行區(qū)內(nèi)積水嚴重或排水不暢的情況，勢必會給行車和檢測工作帶來不便。特別是地下線在線路最低位置通常要設置廢水泵房，如果在正式排水系統(tǒng)未啟用之前，地下段臨時排水系統(tǒng)無法保持通暢(如排水系統(tǒng)未貫通、排水泵房與地面管路不通等)，則容易導致積水，且抽排水困難。因此，在限界檢測前宜安排對全線(特別是地下線路)排水系統(tǒng)進行一次全面調(diào)查，將影響降低到最小程度。在正式排水系統(tǒng)啟用前，應安排專人負責抽排水。

3)地下段軌行區(qū)內(nèi)隧道宜清洗完畢:地下隧道內(nèi)清洗工作受諸多工作制約，不同工作內(nèi)容之間又環(huán)環(huán)相扣。比如，軌行區(qū)內(nèi)垃圾清理不及時，隧道清洗就很困難;地下消防管網(wǎng)沒有與地面市政管網(wǎng)形成接駁，隧道清洗水源就很難落實;地下排水系統(tǒng)不通暢，隧道清洗后的廢水就不能及時排出;接觸網(wǎng)帶電時就無法安排隧道清洗工作等?？梢?，地下隧道地段在具備條件時宜提前安排隧道清洗，再安排限界檢測工作，也可為了后續(xù)列車上線調(diào)試創(chuàng)造良好的條件。

4)地下段軌行區(qū)內(nèi)隧道照明設施完善:地下段軌行區(qū)內(nèi)隧道正式照明系統(tǒng)無法正式啟用前若安排限界檢測工作，則應提前對臨時照明設施進行排查和檢修，以確保臨時照明系統(tǒng)能正常使用。如果正式照明系統(tǒng)能在限界檢測前啟用，可使行車和檢測條件更佳。

5)軌行區(qū)內(nèi)剩余工作量應暫時停工:由于受軌行區(qū)內(nèi)存在剩余工作量的影響，提前安排限界檢測會帶來一定的風險性。為了更好地體現(xiàn)限界檢測效果，在軌行區(qū)還存在剩余工作量情況下，在限界檢測期間軌行區(qū)內(nèi)剩余工作量應先暫停施工。

4 限界檢測的主要工作安排

4.1 限界檢測人員組織

限界檢測涉及的專業(yè)多、檢測工作量比較大，為確保限界檢測工作順利實施，在檢測實施前宜由業(yè)主方牽頭成立限界檢測工作小組，并明確限界檢測工作小組成員的組成和分工。在限界檢測過程中，應由限界檢測工作小組成員全程參加?？紤]到限界檢測車的空間有限，隨車參加檢測人員不宜過多(控制在10人左右)，其他相關專業(yè)單位若有需要，可考慮在車站等候。

4.2 限界檢測方案制定

限界檢測前宜事先制定檢測的具體實施方案。

根據(jù)全線軌行區(qū)范圍內(nèi)工程進度和設計限界圖紙的要求，事先明確限界檢測范圍、檢測內(nèi)容、檢測標準、檢測計劃、特殊地段限界檢測等相關內(nèi)容。在檢測期間，根據(jù)檢測方案來有計劃、有組織地實施檢測工作。

4.3 限界檢測行車安排

為提高限界檢測效率，宜事先策劃好限界檢測車的行車路線，盡量確保需檢測地段的全部覆蓋。若全線采取列車分區(qū)段上線調(diào)試，則應分段安排限界檢測工作。限界檢測車的運行速度不宜過快，直線地段和道岔地段宜控制在10～25 km/h，曲線地段宜控制在5～10 km/h。限界檢測時間一經(jīng)確定后，宜事先進行全線通告，告之沿線作業(yè)單位限界檢測的具體時間安排、行車路線等信息。在限界檢測期間軌行區(qū)范圍內(nèi)應暫停所有的施工作業(yè)。

4.4 限界檢測模板的調(diào)整

限界檢測模板可根據(jù)檢測需求來調(diào)節(jié)輪廓尺寸。在限界檢測前宜先做好各項技術準備工作，根據(jù)限界設計圖要求，事先計算、統(tǒng)計好限界檢測車途經(jīng)不同地段時的限界檢測模板的調(diào)整量(特別是不同曲線半徑地段的設備限界輪廓尺寸)，以便于檢測時事先調(diào)整好檢測模板的尺寸。對于曲線地段，若每進入一個曲線地段前都根據(jù)其半徑調(diào)整限界模板的尺寸，則工作量比較大，且耗費時間長。為方便檢測，也可考慮將全線所有曲線地段按照其曲線半徑分檔(如半徑250～500 m、500～800 m，800～1000 m 等)，按照每檔最不利限界尺寸進行檢驗(如半徑250～500 m之間按照半徑250 m的限界尺寸檢驗)，若實際檢測期間發(fā)生侵限情況出現(xiàn)，再重新按實際曲線半徑所對應的設計限界尺寸進行檢驗。

4.5 限界檢測成果記錄

限界檢測期間應安排專人負責測量和記錄工作，若遇到侵限問題應在侵限部位或設備旁做好標記，并記錄實測侵限的具體位置和測量數(shù)據(jù)，必要時拍攝照片。全部檢測完成后應形成限界檢測書面報告。

5 結(jié)語

城市軌道交通工程建設周期長、涉及專業(yè)多、參與單位多，在工程實踐中可能經(jīng)常會遇到一些侵限的問題發(fā)生。為避免侵限，施工期間應在各土建、軌道、機電等專業(yè)工程之間做好相互的協(xié)調(diào)配合工作，才能最終滿足設計對限界的總體要求。各專業(yè)單位除了要嚴格控制好各自專業(yè)的限界尺寸外，還需要做好不同專業(yè)工序的交接檢驗。特別是在土建結(jié)構完成后，由于需要進行線路的調(diào)線調(diào)坡，原先的設計限界尺寸可能會發(fā)生一定變化，如果對此不引起注意，就會容易造成車站站臺板返工、設備安裝侵限等問題的發(fā)生?？梢?，在列車上線調(diào)試前進行限界檢測只是檢驗是否達到設計限界要求的手段之一，如何加強對侵限問題的預防和控制才是參與城市軌道交通各方應共同重點關注的課題。

［1］劉永中.地鐵設備限界的檢測方法［J］.隧道建設，2006(4):70.

［2］GB 50490—2009城市軌道交通技術規(guī)范［S］.

［3］CJJ 96—2003地鐵限界標準［S］.

［4］GB 50157—2003地鐵設計規(guī)范［S］.

［5］陳中杰，劉建平.對地鐵車輛限界若干問題的探討［J］.城市軌道交通研究，2010(5):57.