限界檢測車在城市軌道工程中的應用

謝文軍

(深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518028)

1 引言

軌道交通限界是指列車沿固定的軌道安全運行時，所需要的空間尺寸，分為建筑限界、設備限界、車輛限界。車輛限界是根據車輛輪廓尺寸，考慮其各項間隙、磨耗、誤差等技術參數的影響，對車輛在運行中可能出現的最大橫向和豎向的偏移進行分析計算確定的;設備限界是用以限制設備安裝的控制線;建筑限界是在設備限界基礎上，考慮了設備和管線安裝尺寸后的最小有效斷面。為了確保列車在行駛時有足夠的空間和行駛安全，在限界內，除了機車車輛和與機車車輛相互作用的建筑物和設備外，其他建筑物和設備不得侵入［1］［2］。全線土建主體和鋪軌工作完成后，即進行疏散平臺、風、水、電等設備安裝，機車冷滑、熱滑上線調試前，需在軌道交通全線進行限界檢測，以保證建筑限界和設備限界未侵入車輛限界內，保障機車冷滑、熱滑調試和后期運營安全。

2 常用的限界檢測方法

目前，國內外限界檢測的方法較多，檢測技術和手段也越來越先進(比如采用紅外線、超聲波、雷達等)，歸納起來可分為接觸式測量、非接觸式測量、便攜式測量和限界檢測車法測量等［3］，但是往往是所需花費的代價比較高，目前國內城市軌道交通建設期間常用的限界檢測方法是制作限界檢測車(牽引機車+限界檢測模板法)來進行限界檢測，該方法費用相對較低，原理簡單，易于操作，能達到限界檢測的目的。

3 限界檢測車的制造與驗收

由限界檢測單位根據各自線路的具體情況及線路參數加工檢測模板，而模板加工尺寸及檢測可靠性往往不能一次就能完全達到要求，若檢測車模板尺寸過小可能造成已侵限未能檢測、過大造成未侵限而誤判的情況。施工單位加工限界檢測模板前，應征詢設計單位限界專業的意見，加工完成后必須由業主、監理、第三方單位進行復核，如不滿足要求，應進行整改，直至滿足要求后方可上線進行全線限界檢測。

3.1 限界檢測車的制造

根據設備限界尺寸和不同的斷面半徑，制作一個可以伸縮的框架，固定在平板車上，用電屏車或內燃機車牽引，即構成一個簡易的限界檢測車［4，5］，如圖1所示，該檢測車的主要部件包括:

在平板車上安裝限界檢測模板。模板由固定支架、可變支架、觸板、報警裝置三部分構成。固定支架和可變支架常采用鋁合金或鋼結構型材。

圖1 限界檢測車實拍圖

固定支架:對稱的兩個支架分別獨立安裝，包括可調節高度的基座。

可變支架:可抽屜式滑動，主要用于不同轉彎半徑時限界車尺寸的調節。

觸板:安裝在滑動架上，當觸板碰撞任何侵限物體都可轉向，離開障礙物后，即可恢復原位。

滑動架通過手輪、絲杠可作橫向調節。橫向位移量為零與曲線地段限界加寬量(不包括超高加寬量)等量。直線地段限界的橫向位移為零。

報警裝置:當任何一塊觸板碰觸到障礙物時，報警器鳴笛，信號燈閃亮。

3.2 限界檢測車的驗收

限界檢測車加工完畢，應進行驗收，合格后方可上線使用，驗收項目如表1所示。

限界檢測車驗收項目與方法 表1

下以昆明軌道交通6號線工程中的檢測實例說明對限界檢測車模板外輪廓尺寸合格性驗收的實測實量方法:

選擇高架橋線路平直段進行限界平板車中心及相對高程的測量。測量完成后，將軌道中心線刻畫在軌道平板車上，并測量出該中心相對于軌頂面的相對高程。

(1)將限界檢測車停在大板橋車站往大里程方向直線段處，用Leica1201+R1000型全站儀自由設站，測定檢測車停放處的軌面高、軌面坐標、檢測車各特征點相對軌面的相對標高和相對坐標，內業反算出各限界特征點相對軌面的相對凈高及相對軌道中心的相對凈寬，表2僅列舉出對限界檢測車的部分限界特征點的初檢數據。

限界檢測車特征點的初檢數據 表2

由初次檢測數據對比分析可知，該模板不合格，整改后進行復檢，合格，數據如表3所示。

表3 整改后限界檢測車特征點數據

(2)再利用手輪將可變支架向外(或向內)縮放至一定寬度，再次采用上述相同的方法測定各特征點相對軌面的相對標高和相對坐標并反算，本次反算距離和支架縮放前反算的距離差可直觀反映安置在檢測車支架中心的鋼尺顯示的移動刻度和支架伸縮量是否吻合。

(3)將實際檢測尺寸外和設計尺寸外范圍線CAD成圖，可直觀看出實際數據和設計范圍線的對比情況。圖2為對限界檢測模板外輪廓尺寸的初檢圖和加工單位整改后的復檢圖。

4 全線限界檢測

限界檢測車經檢測合格后，即可利用限界檢測車對全線進行限界檢測，限界檢測的項目包括電纜支架、消防設備、信號設備、接觸網支架、廣告箱、站臺板、疏散平臺等。

由于在限界檢測車上安裝的檢測模板具有可調節功能，可以根據檢測需求來調整不同的限界尺寸輪廓線，從而可以反映出車輛限界、建筑限界、設備限界三者之間的關系。

圖2 限界檢測模板外輪廓尺寸對比圖

4.1 限界檢測的必備條件

限界檢測車是通過機車牽引在軌道上行車來實施限界檢測的，限界檢測前以滿足行車條件及行車安全為前提，下為限界檢測必須具備的條件:

(1)限界檢測前，有關單位必須暫停施工，所有軌行區內垃圾及行車障礙必須完全清理完畢、排水系統必須健全，保證行車通暢;

(2)限界檢測前，各標段應排查各自標段的洞內照明設備，確保洞內車站、區間有足夠的照明，以保證限界檢測的準確性;

(3)限界檢測期間，無關人員禁止進入軌行區，防止被限界支架刮傷、碰傷等安全事故發生。

4.2 制定詳細的限界檢測方案

限界檢測前，應制定限界檢測方案，方案應明確限界檢測范圍、檢測內容、車輛出發地點、各單位參加的具體人員、檢測時間安排等，并在限界檢測前，由業主牽頭組織專題會議，宣貫檢測安全保證措施，并強調相關注意事項。

4.3 全線限界檢測的實施

準備工作完成后，即進行全線限界檢測，初次檢測時，行車速度不宜過快，一般限速在 5 km/h～25 km/h［6］。同一線路在不同區間段，例如進出緩和曲線和圓曲線地段或者車站全高、半高安全門段等，其設備限界值并不相等，現場限界檢測時應人工根據各段的設備限界值對模板進行橫向加寬或收縮。限界檢測期間安排專人負責測量和記錄工作，若遇到限界存在問題地段要做好標記，限界檢測完畢后形成限界檢測報告。

4.4 限界檢測中遇到侵限的處理方法

(1)現場實測實量并記錄拍照:實際檢測時，觸板遇侵限處或障礙物時發生碰撞會自動觸發報警裝置和閃光燈，此時，應立即停車，并倒車使觸板與侵物再次接觸，觀察侵限量大小，用鋼尺丈量得出準確數據，在侵限設備上作出整改標記，記錄侵限的里程及侵限值，必要時拍攝照片。全線整改后再次進行限界檢查，直到全線通過限界檢查為止。如圖3所示遇到侵限物時現場實測實量工作照片。

圖3 限界檢測時遇到觸碰情況－疏散平臺

(2)通報限界檢測成果，并進行整改和復檢:每次限界檢查完成后，應及時編寫限界檢測報告，限界檢測報告內須詳細注明每個侵限處的里程、侵限設備的名稱、侵限的幾何尺寸、所涉及的標段名稱，檢測時間等。及時將檢測情況匯報至業主和監理單位，由業主和監理單位對相關施工單位通報限界檢測情況并督促其進行整改，整改完成后需由檢測單位再次復檢，直至全線限界滿足設計要求為止。

5 結論

本文結合實例探討了限界檢測車法在地鐵限界檢測中的實際應用并說明進行限界檢測時應注意事項。事實證明，該檢測方法原理簡單，宜于操作，相對其他限界檢測方法而言，投入成本較低，宜為廣大地鐵限界檢測單位所采用。

［1］李儒英.地鐵限界檢測系統研究［D］.成都:西南交通大學，2008.

［2］李儒英，吳積欽，曾明.基于激光測量的地鐵限界檢測系統［J］.都市快軌交通，2007.

［3］王暖堂.隧道斷面自動測繪系統的研制［J］.鐵道建筑，1999(3).

［4］劉永忠.地鐵設備限界的檢測方法［L］.隧道建設，2006(4):70～71.

［5］鐵道部第二勘察設計院，廣州市地下鐵道總公司.回顧與思考－廣州市地下鐵道一號線工程設計總結［M］.北京:中國鐵道出版社，2002.

［6］GB50157－2003.地鐵設計規范［S］.