北京新機場線時速160公里架空剛性接觸網成功試運行

我國架空剛性接觸技術日前取得新突破，填補了此領域國內外的技術空白，為地鐵建設打開了新空間。該技術可以最大程度減小隧道的開挖斷面，降低土建投資成本，具有廣闊市場前景。

傳統快速軌道交通建設通常使用柔性懸掛接觸網給列車供電，但其所需隧道空間大，建筑成本高，無法適應城市地鐵隧道小型化的發展方向。有沒有一種技術，既可以適應小型隧道，還能保障地鐵列車受電平穩運行？近日，隨著北京新機場線時速160公里高速地鐵架空剛性接觸網成功試運行，這一技術取得重大突破，填補了此領域國內外的技術空白，為地鐵建設打開了新空間。

“架空剛性接觸網由于結構簡單，安裝空間小，可以更好地適應低凈空的隧道條件，解決城市地鐵地下隧道牽引網建造問題。”中鐵十二局集團有限公司北京新機場線供電專業項目負責人韓悌斌說，此前我國僅在低速地鐵上采用過架空剛性接觸網技術，由于目前國內沒有建成時速160公里的剛性接觸網系統，國外的相關建造技術也處于技術驗證階段，沒有大面積推廣的經驗，國內外相關設計、驗收及施工標準均為空白。

目前，我國的快速市域鐵路規劃的體量達到約3000公里，內徑小于8米的盾構隧道被廣泛采用，面臨同樣的建造難題，急需加以攻關和解決。國內首條設計時速160公里的地鐵線路——北京軌道交通新機場線成了突破該技術的“試驗場”。

據介紹，北京軌道交通新機場線一期工程線路全長41.36千米，地下區段21.3千米，全部為地下站。車輛采用市域車，列車最高運行速度每小時160公里。根據設計要求，地下區段采用架空剛性接觸懸掛，地上段、車輛段采用架空柔性接觸懸掛。

“隨著速度的提高，對弓網受流質量有了更高的要求，因此對施工誤差的控制精度也有了更嚴格的要求。”中鐵十二局集團有限公司北京新機場線供電專業項目技術負責人繆嘉杰表示，北京軌道交通新機場線架空剛性接觸網作為施工的重點及難點，最大的挑戰是解決接觸線平順度控制技術，國內無相關施工經驗可借鑒，其要求精度高，需將一般懸掛點導高誤差控制在2毫米以內，關鍵懸掛點導高誤差控制在1毫米以內。

“架空柔性接觸網由于具備一定彈性空間，允許出現一定量的偏差。對于架空剛性接觸網來說，列車速度越快，對精度要求越高，如果誤差過大，就會導致列車的受電弓在和接觸網摩擦時產生燃弧（冒火花），嚴重時會導致列車瞬間斷電，甚至對列車受電弓造成損傷。”繆嘉杰進一步解釋說。

北京新機場線地下區段線路長且為單洞單線盾構隧道，空間小、專業多、施工任務重，更多僅能依靠人力施工，這給技術攻關帶來了更高的難度。

項目組經過細化施工，有針對性地編寫施工工法，并研發多項專利，有效提高了施工效率及質量，共形成專利11項，形成施工工法4項。通過對架空剛性接觸網弓網動態耦合關系建模、配套零部件研制、小張力放線條件下的平順度控制、接觸網設備服役狀態在線監測和檢測平臺搭建等一系列技術問題攻關，成功保證列車時速160公里的連續可靠受流。

該技術的成功突破可帶來巨大的經濟效益。韓悌斌說，在隧道區段采用架空剛性接觸網可以減小隧道的開挖面積。以一條建設標準時速160公里的項目來說，采用架空剛性接觸網時，隧道凈空為7200毫米即可滿足安裝要求，而采用傳統的架空柔性接觸網系統，隧道凈空應不低于7600毫米，還需要土建預留下錨洞及絕緣關節等位置處的隧道局部開挖。這些土建方面的投資每公里可以節省2000萬元以上。

目前，我國已有31座城市的軌道交通近期建設規劃得到政府批準，人口過百萬的34個城市中，有20個正在建設或籌建軌道交通，共規劃線路90多條，規劃線路總里程約3000公里，其中采用剛性接觸懸掛是我國隧道內的主流牽引網模式，按照國內目前城市軌道建設的進度，剛性接觸懸掛有近30億元的市場容量。

“京津冀、長三角、珠三角以及一些經濟發達地區都在規劃和建設市域快速軌道交通線路。這些地區經濟發達，土地資源緊缺，因此相當長的線路將會以地下隧道為主。而隧道建設成本直接關系到項目投資的高低。”繆嘉杰表示，快速架空剛性接觸系統可以最大程度減小隧道的開挖斷面，降低土建投資成本。此外，該技術還可以輻射到新線建設、舊線提速改造、城際等類似工程的建設中，具有廣泛的市場前景。