關于動車組冬季融冰除雪的分析與對策

錢耀東，劉護憲

（1 大秦鐵路股份有限公司 太原車輛段，山西太原030045；2 太原鐵路局 車輛處，山西太原030013）

關于動車組冬季融冰除雪的分析與對策

錢耀東1，劉護憲2

（1 大秦鐵路股份有限公司 太原車輛段，山西太原030045；2 太原鐵路局 車輛處，山西太原030013）

冬季動車組大面積結冰積雪給動車組檢修運用帶來了極大的生產組織混亂和運輸安全隱患，針對融冰除雪中存在的問題，進行了分析和總結，有針對性的提出了改進建議和措施。

動車組；冬季；融冰除雪；分析；對策

太原動車組運用所是太原鐵路局的首個動車所，主要承擔大西（大同—西安）高鐵、石太客專動車組一、二級檢修任務，在投產運營半年后，因山西境內普降大雪，造成在大西高鐵運營的動車組嚴重凍結冰雪，動車組列車大面積晚點，這是大西高鐵開通后初次遇嚴重冰雪天氣，其程度超出預測。由于動車組下部積雪、結冰降低了轉向架高速運行性能，穩定性降低，高速運行時冰雪脫落會擊打地面應答器、地面信號等設備，而且轉向架也會被雪塊擊打，嚴重影響動車組運行和行車安全，尤其是給動車組的檢修帶來極大困難。

動車組每運行4 000 km或者運行48 h，需要進入動車所進行1次一級修，動車組積雪結冰時，首先需要快速去除車體底部和轉向架上附著的冰雪，要達到融冰除雪出庫標準，以保證后續檢修作業的正常進行。但由于太原動車所檢查庫溫度較低，融冰除雪設施設備不足，造成動車組融冰除雪作業困難，嚴重影響動車組檢修作業，這暴露出了動車所檢查庫在設計建造上的不足和預想不周，沒有考慮冰雪天氣對動車組檢修的較大影響。為長期打算，徹底解決動車組的融冰除雪問題，我們專程到沈陽、哈爾濱動車段調研動車組融冰除雪情況，針對太原動車所的現狀，提出了解決的思路和措施，已運用到冰雪天氣動車組的融冰除雪作業中，實踐證明措施得當、成效明顯。

1 冰雪天氣動車組融冰除雪現狀

1.1 國內高寒地區現狀

沈陽北動車所、哈爾濱西動車所融冰除雪情況，并比較得知：

（1）融冰除雪方式不同。沈陽北動車所融冰除雪主要靠融冰除雪庫完成，而哈爾濱西動車所1線融冰除雪庫單獨建設，但不符合現場實際，基本不進行使用，主要依靠人工和高壓清洗機對動車組進行融冰除雪。

（2）融冰除雪投入不同。沈陽北動車所融冰除雪庫基礎設施投入巨大，費用較高，但實現不了動車組的完全融冰除雪，還需要投入人工結合高壓清洗機進行融冰除雪。哈爾濱西動車所投入的人力較多，配置的高壓清洗機較沈陽所多，但投入費用低，也基本能保證動車組車融冰除雪作業。

（3）融冰除雪過程及融冰除雪后的措施不同。沈陽北動車所對動車組雪天的預警機制、融冰除雪生產組織及作業流程、除雪后動車組的防凍以及防動車組制動盤劃傷等措施比較齊全，可有效防止融冰除雪過程中和融冰除雪后次生問題的發生。哈爾濱西動車所只是制定了冰雪天氣的應急預案，對動車組融冰除雪過程以及融冰除雪后動車組發生其他問題的防范措施不全。

1.2 國外現狀

目前國外列車的融冰除冰方法主要有熱水融冰、熱風融冰和線路機械除冰，冬季高寒地區如北歐、俄羅斯等也有高速列車運行，為確保列車冬季的正常運行，在列車回庫后上述國家采取如化學除冰或高溫除冰等融冰除雪措施，也有個別方法如在線路上配備除雪裝置，因設備安裝和維護成本較高，在高寒地區所有線路上安裝可行性不高。日本的方法主要是車輛車體耐雪結構的改進和使用各種除雪車，鐵路清除積雪和堅冰大部分依靠的是機械，清雪設備包括鏟雪車、撒鹽車、融雪車、揚雪機、運雪車和除冰車。

1.3 太原動車所融冰除雪現狀

太原動車所融冰除雪主要以人工為主，通過組織大量作業人員集中打冰除雪，僅依靠部分工具和設備，采用人工敲打的方式直接敲碎并清除附著在動車組表面、車底的大量積雪積冰，這給生產組織帶來了極大的困難，不僅打破了正常的生產組織，耗費大量的人力物力，而且影響動車組正常的檢修作業，除冰效果和除冰速度都不盡人意，靠人力和簡單工具除雪已無法完成正常的檢修作業，嚴重影響到動車組的正常上線運行，造成高速鐵路運輸組織的混亂。

2 制約動車組融冰除雪的主要因素

動車組在冬季雪天行駛，由于車速較快，會卷吸起大量的冰雪并附著在車體底部和轉向架上，形成較密實的冰雪層，厚度通常在8 cm以上，致使轉向架關鍵部位結冰存雪嚴重，而積冰脫落對動車組走形部部件擊打極易造成關鍵部件的損壞，存在嚴重安全隱患。所以動車組入庫后，為防止故障被冰雪覆蓋，必須先清除轉向架等部件的積雪積冰，方可進行一級修作業。分析太原動車所融冰除雪中存在的問題，主要有以下幾點原因。

2.1 融冰除雪設施設備嚴重不足

（1）冬季太原動車所四線檢查庫溫度低，庫內溫度低是影響動車組融冰除雪的主要因素，太原地區冰雪寒冷天氣時，外溫一般在－10℃以下，而檢查庫的溫度僅7～9℃左右，遠遠低于設計時的16℃。

分析原因為：一是檢查庫內暖氣為榆次市政集中供熱，檢查庫及邊跨建筑面積24 157 m2，檢查庫內需加熱面積達到12 000 m2，市政供熱暖氣出水溫度為60℃以上，暖氣回水溫度為40℃以上，由于暖氣數量不足，且17道地溝因設有LU探傷裝置軌道未設暖氣管路，根本滿足不了庫內采暖需求。結合某點溫度記錄發現，16道地溝1列位暖氣不熱，2列位暖氣管路維持在26.2℃～33.2℃，15道地溝暖氣維持在23℃～33.1℃，14道地溝暖氣維持在25℃～32.4℃，所以要實現庫內溫度基本保持在16℃很難。二是太原地區在外溫較低時為－15℃左右，由于檢查庫大門多次打開進行接送車作業，導致實際庫內溫度為8℃或更低，根本滿足不了融冰除雪需求。三是動車所四線庫大門處的熱風幕采用吹暖氣的熱量形成風幕，由于集中供熱暖氣溫度低，熱風幕的效果基本沒有，并且為保證移動接觸網和電動提升門正常，在冬季也未啟用，不能對檢查庫保暖。

（2）專用設施設備準備不足，無融冰除雪熱風機、高壓水槍等設備，主要靠人力進行除雪，融冰除雪效率不高。

（3）工具準備不充分。融冰除雪工具準備不足，現場約60%的作業人員工具不實用、不順手，清除冰雪慢且耗費人力，制約除冰效率。

2.2 動車組轉向架嚴重積冰積雪

主要有兩方面原因：

（1）特殊天氣原因。將大西高鐵沿線冬季各主要氣象站觀測的氣象要素列表1。

表1 大西高鐵沿線冬季各主要氣象站觀測的氣象要素列表

從以上氣象數據來看，大西高鐵沿線冬季溫度在下雪期間溫度主要在－15℃～0℃范圍內，在此溫度范圍的積雪具有很強的濕黏性，且容易結冰，造成動車組轉向架各部位大量積冰積雪。

（2）車型結構原因。太原局配屬的動車組主要為CRH2A、CRH380A／AL動車組，而CRH2A、CRH380A／AL動車組車底距離軌面的高度比CRH5A動車組車底距離柜面的高度低50～100 mm，且CRH2A、CRH380A／AL動車組轉向架下部空間較為狹窄，比CRH5A動車組更容易積冰雪。

（3）防雪擋雪設計不足。CRH2A、CRH380A／AL型動車組主要在我國中東部和南部擔當運行，屬非高寒動車組，對排雪裝置、擋雪板在車體上的設計考慮較少，防冰雪能力不足。

2.3 預想不足，應急預案不完善

（1）預警機制建立不到位。調度對冰雪天氣、隨車機械師對動車組轉向架積冰積雪情況反饋不及時，信息掌握不全面。動車所注重停車場道岔的除雪，反而忽視了動車組的積冰積雪。

（2）除雪應急組織不合理。現場除冰過程中，一方面除冰應急組織不合理，沒有預留時間讓庫內較高溫度自行融雪，入庫即開始除雪。另一方面動車組入庫后作業人員一窩蜂齊上手，人員分工不明確且不間斷作業，隨著除雪時間的延長，職工的體力在慢慢耗盡，疲勞導致除雪除冰不徹底。

（3）除冰雪方法不得當。主要用工具鏟、撬或敲擊的方法來清除車體底部、轉向架處的冰雪，這樣容易導致動車組轉向架部分部件產生故障，影響動車組安全運行。

3 太原動車所動車組冬季融冰除雪分析及對策

結合太原動車所融冰除雪現狀，以實用性為主，前提是提高檢查庫溫度，利用融冰除雪設施設備，根據動車組積雪結冰情況實施快速除雪融冰。

3.1 動車所檢查庫冬季庫溫的保證

為確保太原動車所融冰除雪效率，可利用檢查庫采暖加水熱循環，另外配備電加熱設備，保證在冬季融冰除雪時庫內溫度維持在25℃～28℃范圍內。主要有以下措施：（1）在檢查庫及地溝內加設暖氣數量，保證庫內溫度在冬季維持在16℃，達到設計庫溫。（2）實行“保溫除雪”原理，檢查庫建設改造時增設水強熱循環（水循環熱源），利用動車所內給洗車庫供熱的4 t蒸汽鍋爐，將既有檢查庫4個門的水暖熱風幕與后期新建兩線庫的水暖熱風幕改造為鍋爐蒸汽供熱，提高檢查庫溫度，使庫內溫度具備保持16℃以上的熱源供熱能量。（3）在既有4線檢查庫股道邊加設移動式電加熱器，按每輛車安裝4臺，16輛編組共計64臺移動式電加熱器。冬季大雪天氣提前1小時開啟電加熱器，使檢查庫內溫度維持在25℃～28℃，為動車組融冰除雪做準備，用熱輻射融冰除雪，對融冰除雪后的動車組轉向架進行風干處理，但所有移動式電加熱器不得超過庫內用電總功率。

3.2 動車組融冰除雪設施設備的配備

動車組融冰除雪設施、設備配置建議：

（1）完善檢查庫基礎設施

結合動車所擴建和動車組運用檢修設施及設備配置標準，為提高融冰除雪效率，高效、快速的清除動車組積雪積冰，將2016年檢查庫新增12、13道兩線建成融冰除雪線，遠期擴建為10線庫時，將新增4線全部建成融冰除雪線，提高融冰除雪效率，交替開展檢修作業，確保動車組檢修質量。

（2）固定設施設備配備融冰除雪用熱風機，規格為長720 mm、高400 mm、寬105 mm，每臺功率為20 k W，供給電壓為380 V的交流電，每列位32臺同時使用，可同時對16輛動車組轉向架進行干燥，保證動車組不帶積水出庫；另配備高壓熱水清洗機10臺，保證一組動車組8輛車可以同時進行融冰除雪作業，另外兩臺備用，要求動力干線滿足熱風機及高壓熱水清洗機同時使用的用電負荷。

（3）應急工具設備

配備除冰除雪專用橡膠鏟，具體要求為：手柄長1.5 m，前端分別為橡膠扁鏟頭、圓鏟頭、尖鏟頭、扁折頭；配備除冰除雪專用橡膠錘，主要用于敲擊冰雪，靈活順手，用專用工具除冰雪同時可防止損傷轉向架部件。

3.3 動車組冰雪天氣運行應急預警機制的建立

（1）收集冰雪天氣信息，啟動應急處置預案。動車調度負責每日及時收集降雪區段和積雪情況，提供實時降雪信息，發布信息提示隨車機械師加強動車組狀態確認，安排動車技術人員進行添乘，并到北京西站、太原南站、運城北站駐站監控，協助隨車機械師做好動車組狀態確認及故障處置。

（2）建立實時除雪理念，運行中如遇大雪，立即申請降速，減少走形部“吸入”的大量冰雪，同時安排進入動車所洗車庫利用熱水蒸汽進行洗車融雪。

（3）使用TEDS進行實時監控。動車所TEDS監控中心實時監控動車組積冰積雪情況，加強對動車組轉向架、積雪等情況的監測分析，發現轉向架結冰需限速時，立即將車次及限速要求等匯報動車調度員。

（4）根據運行情況及時降速。隨車機械師根據線路積雪嚴重情況、動車組有異常晃動情況、動車組車體有擊打異聲、受電弓受流不暢等情況時通知司機降速、限速運行。

（5）防止動車組輪對擦傷及制動夾鉗凍結。冰雪天氣時，隨車機械師及時提醒擔當值乘任務動車組司機在降速時提前施加制動進行調速，提高動車組黏著利用，防止在低黏著工況下施加大級別制動造成動車組輪對擦傷，并在調速前施加兩次空氣制動，以清除制動盤與閘片間的冰雪，防止制動夾鉗凍結。

（6）及時調整冰雪堆積嚴重車體。動車組積冰雪嚴重時，動車所及時組織備用動車組替換積冰積雪嚴重的動車組擔當后續交路。

（7）優化生產組織和流程。融冰除雪按入庫動車組“先加熱，再設備除雪，最后人工除雪”的流程進行，合理統籌人員組織，及時優化調整作業計劃，減少除雪作業時間。

3.4 動車組融冰除雪后調車及停放的安全措施

3.4.1 融冰除雪后防止出現凍輪及制動力弱的措施

（1）防止出庫動車組停留線“凍輪”措施

①動車組完成融冰除雪出庫前，必須對制動盤、閘片進行烘干或擦拭干凈，防止動車組出庫后停放時出現再次結冰現象。

②融冰除雪動車組出庫停留后，一級檢修班組指派專人檢查輪對與鋼軌是否有凍結情況，并及時組織地勤司機動車試驗。

③備用4根撬棍，由一級修組在除冰除雪作業后發生凍輪的動車組進行點動車輪，保證動車組正常啟動。

④動車組停放期間，司機配合定時進行動車組動輪移動，防止輪軌接觸面、閘片與閘盤結冰凍實。

（2）防止出庫動車組制動力弱

①入庫動車組在庫內融冰除雪作業不低于1 h，以充分回溫防止制動盤、閘片間結冰。

②融冰除雪后出庫停放的動車組在停放線停車前，司機在5，10，15 km／h速度時分別施加1次空氣制動，以清除可能存在制動盤、閘片間的結冰。

3.4.2 融冰除雪時檢查庫內控制措施

（1）檢查庫內作業防止高壓放電

冬季動車組檢修全部采用先斷電、后供電的生產模式，所有入庫動車組車頂主斷路器、絕緣子和高壓跨接線全部擦拭，防止緩霜造成絕緣降低引起放電，發生動車組閃絡現象。

（2）杜絕動車組帶冰雪出庫

①對入庫進行一級修的動車組，在庫內必須進行徹底的融冰除雪，確保動車組積冰積雪清除后才能出庫上線運行。

②對于進入動車所停放的動車組，提前安排計劃將積冰積雪動車組調入庫內進行融冰除雪作業后方可安排上線運行。

③對于在動車所停放的非本屬存在積雪結冰的動車組，按照本屬車對待，由調度安排調入檢查庫進行融冰除雪作業。對于在外局動車所停放的積雪結冰動車組，由車輛段發函請求對停放動車組進行融冰除雪作業。

（3）杜絕動車組帶冰雪進行一級檢修車下作業

一級修作業嚴禁動車組帶冰雪進行，必須在動車組進行融冰除雪后進行。并且在一級修完成后，由值班干部對融冰除雪后的動車組走行部進行檢查，確保動車組走行部狀態良好后方可上線運行。

（4）準備備用動車組

動車所在降雪當天和雪后兩天，將所有在所停留動車組提前進行一級修，確保處于運用狀態，可隨時替換積冰雪嚴重動車組上線運行。

3.5 大雪天氣防止動車組制動盤劃傷的措施

3.5.1 技術改進措施

雪天高速運行時，車體下部冰雪混合物越附越多，閘片與制動盤間的磨削物無法排出，在制動過程中，金屬磨削物的溫度比制動盤溫度高，局部會達到熔融狀態，緩解后熔融狀態的金屬又很快冷卻，形成淬火效應，轉移到閘片表面或摩擦塊縫隙，形成了金屬鑲嵌物。當再次制動時這些金屬鑲嵌物會進一步切削制動盤，使制動盤表面產生環形異狀刻痕。所以，一是適當增大動車組制動閘片與制動盤間隙，CRH5A動車組由原來的2～ 4 mm調整至3～6 mm，可減少制動盤劃傷；二是采用研磨子大間隙國產化閘片，代替進口研磨子小間隙閘片。因為大間隙閘片不容易聚集閘片與制動盤之間的磨削物，對制動盤的劃傷會大大減少。

3.5.2 運用控制措施

（1）下雪當天及雪后兩天，動檢車完成檢測任務后，不再擔當后續交路，及時進入動車所進行融冰除雪作業。

（2）加強TEDS監控及途中站臺走行部積雪情況巡視，發現動車組走行部積雪嚴重時及時更換車體擔當后續交路。

（3）雪天運行時，司機定期施加除雪制動，進站前提前下閘制動調整速度，避免短時使用大級別制動。

4 結 論

太原動車所通過改善檢查庫溫熱循環和增加動車組融冰除雪裝置，較去年的融冰除雪已有了極大的提高，但仍需努力改進動車組除雪技術方法。為避免再次發生大面積結冰積雪給動車組運用檢修帶來的運輸混亂和安全隱患，結合冰雪災害天氣，努力總結積累動車組運用檢修經驗，下一步長遠考慮，北方地區不僅要保證檢查庫溫度，在檢查庫增加融冰除雪線設計，增設融冰除雪固定設施設備，或建設專用融冰除雪庫、熱水融冰房進行快速融冰除雪，而且要探索研究動車組融冰除雪車，以及動車組車體防雪設計和轉向架基礎制動防冰雪吹風設計，極大地減少動車組運行中冰雪的吸附，從而進一步提高動車組融冰除雪效率。

［1］ TG／CL 127－2013鐵路動車組運用維修規程［S］.中國鐵道出版社.

［2］ 鐵總運〔2015〕185號中國鐵路總公司關于明確動車組運用檢修設施及設備配置標準的通知［S］.

［3］ 張 驥.日本鐵路防冰雪災害舉措［J］.世界鐵路，2009，（1）：64-66.

［4］ 辛志強.高速動車組轉向架基礎制動防冰雪吹風系統［J］.鐵道機車車輛.2015，（3）：86-88，101.

Analysis and Countermeasures on Ice-snow Removing in Winter for EMU

QIAN Yaodong1，LIU Huxian2
（1 Taiyuan Locomotive Depot，Daqin Railway Co.，Ltd.，Taiyuan 030045 Shanxi，China；2 Rolling Stock Section，Taiyuan Railway Bureau，Taiyuan 030013 Shanxi，China）

The large-area ice and snow in winter leads to great production organization chaos and hidden danger of transportation security.This paper analyzes and summarizes the existing problems of ice-snow removing，and proposes the improvement suggestions and measures.

EMU；winter；ice-snow removing；analysis；countermeasure

U266.2

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.20

1008－7842（2016）06－0079－04

6—）男，工程師（

2016－06－11）