關于地鐵車輛金屬管路密封方式的研究

郝先濤　顧鵬

摘 要：制動系統功能的實現一般是由金屬管路傳遞氣壓進行試驗，而金屬管路的密封方式決定了制動系統功能的實現。本文以地鐵車輛使用情況為例，同時結合全國其他地鐵使用情況，對車下金屬管路密封方式進行研究，并對車輛架修及檢修提出相關建議。

關鍵詞：制動系統;金屬管路;密封

引言

隨著城市建設和通信事業的迅速發展，為便于通信管路維護和管理，節約地下管線資源，有時也在原管路上敷設新管路。敷設的新管路現多為波紋管加混凝土包封形成，根據鐵路通信管路施工的實際情況，提出在既有管路上敷設新管路時，應注意的幾個問題。

1轉向架管路系統中管座的方式

轉向架上的管路主要安裝固定在構架上，通常分為制動管路和電線管路，制動管路連接到制動夾鉗上，為制動夾鉗提供動力介質，電線管路主要為電路系統的電纜提供保護。無論何種管路，安裝后都必須確保牢固可靠，絕不能因高速、高沖擊、高振動等因素而導致松脫。根據不同轉向架的類別，管路的材質、排布方式布置也不盡相同。在固定時通常采用下面2種方式：一是在構架上焊接管座，用管卡將管路固定在管座上;二是在構架上焊接滑道，然后將管卡放入滑道內，再固定管路，2種方式優缺點比較如下：（1）固定式管座優點：直接焊接在構架上，相當于管路與構架直接接觸，采用管夾壓緊，穩定性好。（2）固定式管座缺點：管座位置不能活動，如果與管路匹配不良，可調整量很小（≤5mm）。（3）滑道式管座優點：管卡可在滑道內移動，管路不與構架直接接觸，可調整余量大（20mm左右）。（4）滑道式管座缺點：通過非金屬管卡壓緊管路，管路相對于構架易發生相對移動，不穩定。就四方股份公司生產的主要轉向架產品而言，包括了地鐵轉向架和CRH2型高速動車組轉向架，下面分別對這2種形式的轉向架管路如何實現互換性進行可行性分析。

2地鐵車輛金屬管路密封方式

2.1頂管頂進（泥水平衡法）

施工工藝主要包括：頂管區間段長度的確定，是否使用中繼間以及中繼間的數量和布置;初始頂進的方案及措施;測量及糾偏的方法;長距離頂進減阻的方案及措施;泥水的運輸方案。工程施工流程圖如圖5及現場施工見圖6。在此施工過程中，最主要的技術指標就是頂進測量及沉降、位移觀測。頂管過程中，每頂進一節管必須測量一到二次，要勤測量，多微調，糾偏角度應保持在10′～20′，不得大于1°。在頂管頂進過程中每頂進一節進行一次沉降測量，當測量累計數據超出警戒值時，及時采取措施，控制頂進速度。頂進過程中及時掌握對路基水平橫向位移監測和垂向高差變化監測，以便采取合理的措施減少地表沉降量，原則上觀測頻次不少于趟車次數，路基有持續緩慢變形時，應加密觀測頻次。

2.2進行BIM綜合排布是解決問題的最可靠辦法

傳統上，通風系統管路位置及標高設計失誤問題屢見不鮮，而且受制于傳統的二維深化方式本身的局限性（無法真正檢測碰撞，主要依靠設計及施工技術人員的經驗及責任心），即便是經過綜合管線深化設計及施工單位的綜合管線再次深化設計后，仍不能把所有問題都解決掉，因此單純依靠傳統方法不是最好的選擇。隨著BIM技術的普及，BIM在解決機電安裝中管線碰撞的巨大優勢更是進一步得到認可。目前，機電施工單位均設立了BIM中心。BIM技術在施工中發揮著越來越大的作用，依靠BIM技術手段可以從根本上解決通風系統管路方面的設計失誤。運用BIM技術手段解決設計失誤時，需要處理好以下2個問題。（1）BIM應用要從源頭即設計開始，才能從根本上解決風系統管路設計的失誤問題。如果施工階段才開始使用BIM技術，則圖紙的設計失誤仍會存在，會造成較多變更，而且施工單位存在著建模原始數據取得難度大的問題。從源頭即設計階段使用BIM工具進行站內所有管線的排布，施工階段施工單位直接取得BIM設計成果并繼續予以深化，將大大減輕深化工作量并可以避免因管線沖突返工引起的浪費。（2）在使用BIM過程中所用的建模數據必須全面，與車站實際一致，如必須考慮結構梁、裝修的局部造型和站臺層限界。

2.3大、架修修程

同樣針對此項問題，對大、架修修程提出以下建議：（1）更新密封方式。為保證整車氣密性，在架修期間需對拆卸過的管路接頭更換密封墊及纏繞密封繩。到了大修修程時，則應該對車下所有的管路接頭更換密封墊及纏繞密封繩。當使用的是金屬卡套，則應該重新進行緊固，如果卡套密封失效，則應該更新卡套及其附屬的管路。（2）檢查車下劃線。在正常架修過程中，對管路劃線檢查時，若發現防松線清晰無錯位，則不進行任何緊固措施，若發現防松線出現錯位，則對管路重新進行緊固并劃線。（3）整車氣密性良好。在車輛調試階段，進行車下氣密性檢查時，若發現無螺紋管路連接處出現漏氣情況，則對故障點進處理，并將管路重新緊固劃線。

2.4管座的選擇

對于高速動車組轉向架，最高運行速度超過了300km/h，在運行過程中受到的沖擊載荷與表面的相對風速都非常大。如此惡劣的工況下，需確保轉向架上任何零部件不得脫離，因此，應采用牢靠的管路固定方式。四方股份公司生產的動車組轉向架全部采用固定式管卡，如CRH2型動車組到目前為止已經累計了近8年的運行經驗，實踐結果表明采用固定式的管座連接是安全可靠的，但在沒有充分驗證的前提下，不可冒然更改管路固定座的方式。

3既有通信管路上敷設新管路應注意的問題

1.首先將原管路距地面的高度情況調查清楚，使新建管路埋深滿足一般地段為0.8m，最大不宜超過1.2m。2.將各種與原通信管路交叉、平行的管線調查清楚，以便施工中確定最佳的敷設新管路路徑。3.當原管路上有自來水、下水、熱力和電信等管線與其交叉，使正常敷設管路無法進行時，應在原管路側面側貼管路，并且在波紋管外側和上、下面都要用150號混凝土包封8cm，并使新管路和原管路均在一個平面上。4.新管路側貼原管路時，原電纜井必須加寬，這在敷設新管路前都應周密考慮，作到心中有數。5.由于波紋管是分大、小頭的，管道中波紋管的朝向應該一致，為電纜順向穿管路創造條件。6.在原管路穿越主要馬路和鐵道的地段，新管路敷設時最好開挖，過鐵軌時要扣軌。此時，如果用頂管方法敷設管路，有可能會把原管路頂壞，因此一般不采用頂管。7.在2個電纜井之間，若原管路上有其他管線，并且原管路兩側面又有障礙物，這時必須在2個電纜井間做1個新電纜井。新電纜井一個方向是在原管路上面敷設波紋管，另一個方向是原管路側面側貼波紋管。

結語

地鐵風管制作安裝既是工作量較大、耗時較長的施工作業，又是不得不在設計圖紙隱藏問題未全面解決的情況下需要盡早開始的施工項目，而傳統的地鐵風管設計及深化方式又很難避免設計失誤。只有對產生設計失誤的原因及影響進行全面分析，更加精細地進行設計，并從設計階段采用BIM技術，在建模時全面考慮相關因素，才能從根本上減少設計失誤，進而降低施工階段地鐵通風風管系統的返工損失。

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（中車青島四方機車車輛股份有限公司? ?山東 青島? ?266000）