中國高速鐵路的技術(shù)特點(diǎn)

發(fā)布時間:2015-05-25 07:31:55

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一、中國高鐵技術(shù)先進(jìn)
　　
　　運(yùn)營速度高。2008年以來，我國先后建成了京津、京滬、哈大等一批設(shè)計時速350公里的高鐵，開通運(yùn)營里程已經(jīng)達(dá)到8000多公里，每小時350公里的速度，是世界上高鐵的最高運(yùn)行速度，這種運(yùn)行速度需要靠多項先進(jìn)技術(shù)和裝備給予支撐。
　　
　　首先是高速列車。21世紀(jì)初，我國自主研制了“中華之星”、“先鋒”等動車組，為高速動車組的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。2004年以來，根據(jù)國務(wù)院“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)、打造中國品牌”的指導(dǎo)方針，大力推進(jìn)院士創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，攻克了高速轉(zhuǎn)向架等九大核心技術(shù)，受電弓等十大配套技術(shù)難題，成功研制了時速350公里和250公里兩種速度等級的高速動車組，創(chuàng)造了時速486.1公里的運(yùn)營列車試驗的最高速度。到2014年年底，中國動車組總保有量是1700多組。
　　
　　其次是線路工程。線路工程主要包括軌道及空間線路，路基、橋梁、隧道等。軌道方面，研發(fā)了無渣軌道成套技術(shù)和三網(wǎng)合一的經(jīng)測網(wǎng)，研發(fā)了高速鋼軌、扣件、道岔等軌道設(shè)備，滿足了線路高平順、高穩(wěn)定的要求。空間線形，研究確定了不同速度等級高鐵線間距、最小曲線半徑、豎曲線半徑取值范圍、限制坡度、最小隧道斷面等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，滿足了不同速度和不同線路類型的建設(shè)運(yùn)營要求。這張圖是說到350公里時速的一些空間線路的主要指標(biāo)。比如曲線半徑是7000米，豎曲線半徑是25000米。
　　
　　路基：高鐵將路基工程由傳統(tǒng)的“土石方”理念轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;結(jié)構(gòu)物”進(jìn)行設(shè)計，形成了地基處理、路基填筑設(shè)計施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保高鐵路基長期穩(wěn)定和平順。
　　
　　隧道：采取特殊洞口結(jié)構(gòu)，增加隧道斷面，優(yōu)化斷面型式，有效降低列車進(jìn)入隧道和會車時的壓力波，滿足旅客舒適度的要求。
　　
　　列控系統(tǒng)：列車每秒鐘前行近100米的運(yùn)行，必須要靠設(shè)備自動控制，我們分別研發(fā)了滿足時速250和350公里的二級和三級列控系統(tǒng)，最小間隔時間是三分鐘。　　
　　　　
　　一是沉降問題。針對高鐵面臨的區(qū)域地面沉降，采取穩(wěn)定地下水，橋梁軌道設(shè)置調(diào)高部件等綜合措施，及時調(diào)整線路平順度。尤其是在京津地區(qū)和上海這一帶地面沉降比較厲害，這些措施已經(jīng)起到很好的作用。針對軟土、巖溶等地區(qū)，采取樁板樁網(wǎng)及堆載預(yù)壓等新結(jié)構(gòu)、新工藝控制沉降。針對路基、橋梁、隧道下沉規(guī)律不同，通過在連接處設(shè)置過渡措施控制下沉差異。
　　
　　二是解決凍脹問題。針對北方地區(qū)防凍研究采取專門路基材料，提高路基防凍能力。強(qiáng)化路基排水能力，降低地下水，并采取封堵措施。哈大高鐵冬季凍脹值控制在了5毫米以內(nèi)，未對高鐵運(yùn)行造成影響。
　　
　　三是解決復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工問題。隧道穿越山嶺、城市、水下，修建中常常會遇到巖溶、高地應(yīng)力等問題，通過超前地質(zhì)預(yù)報，鉆探等獲取圍巖準(zhǔn)確信息，通過“注漿封堵、加固底層”解決涌水突泥問題。通過疏排或封堵巖溶水，加固巖溶，修“隧中橋”，解決巖溶問題。通過預(yù)釋放應(yīng)力和特殊支護(hù)，解決高低應(yīng)力變形問題。
　　　　
　　運(yùn)營場景多樣。這也是中國的一個特點(diǎn)。中國高鐵規(guī)模大，動車組運(yùn)行時間長，如京廣高鐵2298公里，運(yùn)行8小時，哈爾濱到上海運(yùn)行12個多小時，而國外一般動車組最長運(yùn)行3個小時左右。
　　
　　氣候變化大，給運(yùn)營管理帶來諸多挑戰(zhàn)，為此我們通過下列措施予以解決。
　　
　　一是建立高鐵試驗考核體系。我國高速動車組正式上道前，要經(jīng)過嚴(yán)格的試驗和試用考核，全新型動車組要經(jīng)過60萬公里和1年的考核，比國外高速動車組更加嚴(yán)格。高鐵開通前還要驗證固定設(shè)計、移動裝備的安全性、匹配性，達(dá)不到技術(shù)要求的不開通。
　　
　　二是構(gòu)建動車組維修保障體系。針對動車組應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜和長距離運(yùn)輸需求，制定了動車組1-5級維修，構(gòu)建了完備的維修保障體系，確保動車組保持良好的運(yùn)營狀態(tài)。以CRH380AL型動車組為例：一級修需要48小時。五級修需要240萬公里或者6年，到時候必須現(xiàn)場維修。
　　
　　三是創(chuàng)新高鐵養(yǎng)護(hù)維修模式。推行工務(wù)、電務(wù)、供電設(shè)備“三合一”養(yǎng)修管理檢修體系，在夜間專門安排4小時維修天窗，按照預(yù)防修、故障修和大修組織作業(yè)，保證高鐵設(shè)備始終處于良好狀態(tài)。
　　　　　
　　二、中國高鐵安全可靠
　　
　　建立高鐵技術(shù)體系，從技術(shù)體系上保安全。高鐵的技術(shù)體系是由6個部分組成：工務(wù)工程、高速動車、列控系統(tǒng)、牽引供電、運(yùn)營管理和風(fēng)險防控。
　　
　　強(qiáng)化工程質(zhì)量管理，從源頭上保安全。勘察設(shè)計中，充分運(yùn)用遙感地質(zhì)、大地電磁深層物探等先進(jìn)技術(shù)，判識滑坡、崩塌及活動性斷裂等地質(zhì)區(qū)。建立高鐵建設(shè)技術(shù)、管理、作業(yè)三大標(biāo)準(zhǔn)，施工過程中做到“事事有標(biāo)準(zhǔn)，事事有流程，事事有責(zé)任人”。建立涵蓋目標(biāo)體系、責(zé)任體系、制度體系、方法體系和控制體系的高鐵質(zhì)量管理體系，創(chuàng)新以聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運(yùn)行試驗為核心的高鐵動態(tài)驗收方法，確保高鐵工程質(zhì)量。
　　
　　強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量管理，以設(shè)備保安全。實行動車組整車及部件生產(chǎn)資質(zhì)管理和設(shè)計型號合格證管理，對動車組制造實行驗收制度。設(shè)置高鐵設(shè)備產(chǎn)品認(rèn)證、上道質(zhì)量檢驗等準(zhǔn)入制度，質(zhì)量不合格產(chǎn)品不能進(jìn)入高鐵領(lǐng)域。
　　
　　嚴(yán)格高鐵運(yùn)營管理，在高鐵運(yùn)行過程中保安全。建立高鐵運(yùn)營調(diào)度指揮體系。構(gòu)建了以鐵路總公司為全路指揮中心，以鐵路局為地區(qū)調(diào)度中心，以車站為執(zhí)行中心的調(diào)度指揮系統(tǒng)，高峰期每天開行動車組3000列以上，實現(xiàn)有序正點(diǎn)的運(yùn)行。
　　　　
　　全面開展自然災(zāi)害風(fēng)險防控，全方位保安全。建立高鐵防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)，對風(fēng)、雨、雪異物侵限等災(zāi)害實時預(yù)警和監(jiān)控;建立高鐵地震監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)、牽引供電和通信信號的雷電防護(hù)體系，保證在自然災(zāi)害情況下高鐵的安全。同時加強(qiáng)治安防范，防止人為破壞。
　　
　　三、中國高鐵性價比高
　　
　　建設(shè)工期合理。創(chuàng)新施工組織動態(tài)管理模式，以工廠化、機(jī)械化、專業(yè)化、信息化為支撐，實現(xiàn)施工方案、資源配置與控制目標(biāo)的最佳匹配，大大提高了施工效率，確保了合理工期和工程質(zhì)量。我們的工期相對外國是短的，但是，我們不是搶工期，是通過科學(xué)測算、合理確定的這些工期。比如京滬高鐵我們用了3年半時間，而京廣高鐵我們大體上用了5年，是根據(jù)不同情況、不同類別，科學(xué)論證來確定的。但是，工期過長會影響投資效益。單位成本比較低。根據(jù)世界銀行2014年7月的研究報告，中國高鐵每公里建設(shè)成本約為發(fā)達(dá)國家的三分之二。
　　
　　節(jié)能環(huán)保。首先是節(jié)能節(jié)地。中國高速動車組人均百公里耗電不到8度，高鐵車站采用太陽能光伏發(fā)電、地緣熱泵等新能源技術(shù)，大量采用以橋帶路方式，以路基比，橋梁每公里節(jié)約土地五分之三。其次是保護(hù)環(huán)境。施工時采取路基邊坡植物防護(hù)、覆土復(fù)耕復(fù)植等水土保持措施，通過設(shè)置聲屏障和減振措施，有效降低高鐵噪聲對環(huán)境的影響。
　　　　
　　到2014年底，我國高鐵營業(yè)里程超過1.6萬公里。在建高鐵總歷程10000公里，規(guī)劃高鐵總里程10000公里左右。圍繞國家一帶一路和走出去戰(zhàn)略實施，加大境外鐵路項目工作力度，推動與周邊國家鐵路互聯(lián)互通建設(shè)，加快發(fā)展國際聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)，構(gòu)建中國鐵路跨國物流平臺，努力打造國際物流業(yè)知名的品牌。今年上半年，我們預(yù)計中歐班列開行的列數(shù)要比去年超過1倍。
　　
　　我國高鐵進(jìn)一步發(fā)展，下一步我們主要要研制運(yùn)行水平更高、安全性和舒適型更好的高速動車組，研制基于LTE通信的列控系統(tǒng)，研究基于Vi-Fi及移動互聯(lián)的旅客服務(wù)技術(shù)，研制不設(shè)分相、遠(yuǎn)程監(jiān)控的牽引供電系統(tǒng)，研發(fā)與全國地震監(jiān)測臺網(wǎng)監(jiān)測的地震監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，研究基于大數(shù)據(jù)的固定、移動設(shè)備智能監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)等，實現(xiàn)中國高鐵技術(shù)更先進(jìn)、更可靠、更經(jīng)濟(jì)，確立在世界高鐵的領(lǐng)先地位。