關于城市軌道交通線路軌道系統安全風險評價

【摘 要】基于城市軌道交通線路軌道系統接口復雜以及系統龐大的特征，需要以該系統可能會出現的安全風險評價結果為基礎，為軌道交通正常運行和風險規避提供科學依據。本文從風險因素、評價方法與風險分析三個角度闡述了城市軌道交通線路軌道系統安全風險評價工作，以供參考。

【關鍵詞】城市軌道交通；線路軌道；系統安全；風險評價

對城市軌道交通線路軌道系統予以綜合評價，是確保軌道系統運營線路安全的重要保障。

一、安全風險因素

城市軌道交通系統是多項工程、多項專業的集合，如土建工程、線路工程、供電工程、軌道工程以及車輛工程等，所以可以產生風險的角度也就比較多，有規劃、施工、維修等，涵蓋了投資風險、服務風險、安全風險以及質量風險等。具體來講，該系統有以下安全風險因素：第一，供電系統。供電系統中可能會出現的風險有因變壓器超負荷運行、用電設備故障等引起的火災事故，也有因恐怖襲擊、雷電作用等引發的斷電事故，還有因違章作業、缺少PE極保護引發的觸電事故等；第二，車輛系統。如火災爆炸、列車傾覆、超速撞車、燈管爆裂、玻璃脫落、踩踏擁擠、觸電危險、恐怖襲擊、緊急制動、道岔損壞、偽裝門墜落、制動失靈等[1]；第三，線路軌道。如鋼軌傷損、轍叉傷損、擋肩破損、木軌枕腐朽、道床裂紋、螺栓松動、道床沉陷、軌距擋板磨損、異物侵限等；第四，通風排煙。如中毒窒息、線路短路引發火災、機械傷害、防護不到位等；第五，消防系統。如洪水涌入、消防廢水、淹溺、缺氧窒息等；第六，信號系統。如自動停車、碰撞追尾、觸電事故等；第七，車輛段。如火災爆炸、觸電、機械傷害、水災、疲勞腐蝕、車輛傷害、中毒窒息等；第八，車站。如設備短路、可燃材料、吸煙、踩踏、占用疏散通道、物體掉入軌道、攜帶禁帶品、擠傷、扶梯倒轉；第九，自然災害。如水災、高溫、地震、地面沉降、雷擊等。

二、安全評價方法

（一）安全檢查表法

系統安全工程中最為基礎與簡便的危險評價方法便是安全檢查表，運用此表，可以快速的查找出系統中潛在的各類事故隱患，所以也受到了各類企業的青睞，應用范圍比較廣泛。安全檢查表在進行危險評價時，依據的是行業事故案例資料、初步設計、竣工圖以及施工圖等，通過這些資料能對評價對象展開相關討論與分析，最終會編制出有關安全驗收工作的檢查表，用以輔助軌道交通安全檢查工作。

（二）預先危險分析

預先危險分析，通常是指在正式施工之前，分析系統可能會出現的危險因素、因素出現條件以及后果等內容的安全分析方法。這一分析方法的目的在于提早發現潛在不安全因素，明確危險等級，以便提早做出相應的防范措施，將危險扼殺在搖籃中，避免危險因素逐漸擴大，發展成為安全事故。

三、安全風險分析

如前文所述，城市軌道交通在運營的過程中會出現多種安全風險因素，這些風險因素的存在，嚴重影響到運營的安全性與可靠性，所以需要在研究該系統的安全風險評價之前，先行分析出現這些安全因素的原因，以為后續的研究工作做準備。

（一）鋼軌傷損分析

軌道交通系統若是出現了鋼軌傷損問題，輕則影響交通設備的舒適性，重則影響運營的安全性，造成列車脫軌、傾覆等行車事故，所以需要分析鋼軌傷損原因。根據當前城市軌道交通系統運營現狀來看，之所以會出現鋼軌傷損問題，是基于以下幾點原因：

1.荷載反復

荷載反復一般表現在兩個方面，一是車輛荷載，也即車輛通過軌道時對軌道產生的壓力；二是溫度荷載，也即溫度不同溫度交替變換，這兩方面因素的永久、反復積累，會讓軌道產生塑性變形，并且還會伴隨著無數次的碾壓，導致疲勞裂紋，造成鋼軌疲勞傷損。

2.質量不佳

鋼軌質量高低與否，受多種因素的影響，如鋼軌中含有P、C、Mn等多種元素[2]，這些元素的構成比例就會影響鋼軌的耐磨性以及強韌性；又例如在鋼軌制造中，若是冶煉軋制工藝沒有控制在合理的程度，鋼軌內部就會產生氣泡、偏析、白點等缺陷，投產使用后，這些缺陷有極大的可能性會產生裂紋；再例如若是在焊接時沒有掌握好氣溫以及操作工藝等技術要點，也容易出現焊接缺陷，使鋼軌受損。

3.線路條件

根據軌道交通設備的運行來看，越是小半徑曲線，鋼軌磨損越厲害，從理論上講，之所以有這種現象，是因為每當曲線半徑減少一個度，鋼軌承受的接觸應力就會增大，兩者呈現的是反比關系，受此種運行機制的影響，因為地鐵車站間的距離較短，列車有較為頻繁的啟動與制動行為，輪軌間的橫向力增大，就進一步加劇了鋼軌傷損。

4.運營組織

運營組織對鋼軌的影響主要體現在發車間隔，在單位時間內發車間隔約段，列車荷載循環越多，對鋼軌的損傷也就越大，所以從發車間隔入手，對發車間隔予以合理化、科學化調配，也將會是延長鋼軌使用壽命的最主要途徑。

（二）道岔傷損分析

對于軌道線路而言，道岔是其中較為薄弱的一個環節，常常會出現多種病害，若是養護不當，這些傷損會成倍疊加，增加維修難度。通過對道岔的分析，我們發現，導致道岔傷損的原因主要有以下幾點：

1.制造缺陷

道岔結構本身便存在著一些固有缺陷，若是在制造過程中再產生裝配誤差等問題，會加劇輪軌的惡化，進一步影響軌道結構的內在穩定性，所以在制造環節便要確保道岔結構無誤，為鐵軌的安全運營提供保障；另外，基于制造誤差，在運輸過程中會讓道岔的初始形位扭曲，幾何形位發生較大的變化。

2.結構缺陷

道岔之所以是線路的重要薄弱環節之一，是因為道岔本身在結構方面存在缺陷，若將列車投入運營，會讓列車在荷載作用下，成為產生破壞的誘因，具體來講，這種固有缺陷主要表現在以下幾個方面：第一，未設超高。基于道岔結構復雜的特性，為了能夠更好的施工，所以在道岔區一般都沒有設置超高。但是從運營現狀來看，若是不設超高，內外鋼軌會出現受力不均勻的問題；第二，存在接縫。道岔接頭的連接使用的是接頭夾板的方式而非焊接，列車手接頭振動作用的影響，扭矩會有所下降。

四、結束語

基于城市軌道交通線路軌道系統的重要性，需要從該系統可能具備的安全風險因素著手，運用安全評價方法對安全風險因素的原因進行分析，才能以這些原因為切入點，有針對性的采取優化措施，對城市軌道交通線路軌道系統的潛在風險予以科學化、規范化防治。

參考文獻：

[1]張建平，張凌翔，張寧，徐文.目標導向的多層次城市軌道交通運營安全風險評價指標體系[J].都市快軌交通，2018，31（02）：135-140.

[2]元莎莎.城市軌道交通運營線路安全風險評價研究[J].建材與裝飾，2017（26）：271-272.

作者簡介：

1、喬建國 男 1963年07月出生，2006年畢業于北京石油大學土木工程專業，中鐵三局集團公司線橋工程公司 技術開發部 部長 高級工程師

（作者單位：中鐵三局集團線橋工程公司）