固定式真空卸污系统在东北高寒地区的应用

周健全，王利，王强，黄明娟

(1.渝黔渝万铁路有限责任公司，重庆 410004;2.中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081 3.中化国际招标有限责任公司铁道交通事业部，北京 100045)

固定式真空卸污系统经过最近几年的应用和进一步优化，技术已日趋成熟，整体性能和可靠性得到了很大的提升，在广大的车站、动车所等得到了广泛应用。但是，该系统尚未在高寒地区室外环境下有过运用先例。随着哈大高铁的开通，真空卸污系统首次在沈阳北站和长春站两个高寒地区室外投入使用，使用效果良好。下面以长春站为例，结合高寒地区施工特点，就真空卸污系统在高寒地区的施工及应用进行论述。

长春地处东北地区中部，冬季时间长，从每年的11 月份到第二年的3 月份，气温均低于0℃，极端最低温度超过零下30℃，是典型的季节性冻土分布区［1］，在地表以下几米范围内冬季冻结，夏季消融。冻土层约1.8 m，基于以上的气候环境，在整个设备生产、施工阶段要注意以下几个方面:

1 设备生产

因为长春站的真空卸污系统设在站场股道间，进入冬季，股道间冰雪覆盖，气候条件非常恶劣，鉴于此，相对于其他地区的设备，在卸污单元内增加了碳纤维加热板，确保单元内温度始终保持在5℃以上。同时，对卸污软管采用了耐寒材料，在零下40℃的严寒下不变形不开裂，这样，即便加热板出现故障，也不至于冻坏软管。除此之外，在单元盖板的反面覆盖一层保温材料，减少了单元内外的热交换。

2 施工阶段

真空卸污系统的管道采用的是高密度聚乙烯管(简称HDPE 管)，其焊接工艺有热熔和电熔两种。日常的管道施工，工程质量受人、机、料三个因素的影响。但在长春地区，冬季寒冷，除考虑上述三方面之外，还需采取以下特殊防护措施，以保证管道施工和焊接质量。

2.1 制造适合施工的环境

HDPE 是一种结晶度高，非极性的热塑性高分子树脂［2］，对环境温度非常敏感，且直接影响其性能，其适宜的焊接温度为零下5℃～45℃之间。当环境温度低于零下5℃，特别是风力大于5级的条件下，应采取保温、防风措施，减缓冷却速度，以防止冷却速度过快造成晶粒粗大，从而加大材料的脆性。

保温措施有很多，常用的有以下两种:

(1)棉被保温法:用棉被覆盖热熔机的加热板、电熔管件。准备好棉垫，在管线焊接后焊接部位缠裹，用绳子扎紧。缠绕时间待焊接部位温度降至与环境温度一致时，即可拆下棉垫。

(2)保温棚保温法:搭建施工暖棚，在棚内人工加热升温。这样既可以对操作人员保暖，也可以对焊接部位保温。此方法比较适用于风大的天气。

2.2 调整焊机的工艺参数

将热熔机的加热板加热温度提高5℃，延长吸热时间，加长时间的多少应根据管径和焊接区域的温度来确定，在正式焊接之前做一次焊接测试，以确定吸热加长时间。电熔焊接时手动延长加热时间30 s。如果采用的是全自动型热熔焊机，则可以不用调节参数。

2.3 管道埋深

HDPE 管道埋深为管上端必须在当地冰冻线以下，管皮上端覆盖500 mm 厚的细沙或细实土。回填土方应选用不含冻土块的土壤，每层回填的虚铺厚度要比常温施工时减少20%～25%，回填工作应连续进行，防止已填土冻结，间断时要覆盖。

3 调试阶段

因为长春站的管道都是埋在冻土层以下，埋深较深，所以，管道焊接之后，回填之前一定要进行严格的打压试验［3］，确保管道保压效果良好后方可进行回填。同时，选择夜间气温最低的时段，对单元内温度进行多次测温，确保温度满足要求;还应将软管拉出，暴露在外面，在最低温度下考察是否有变形开裂现象。

4 结论

固定式真空卸污系统在长春站已经投入使用，使用效果良好。对此笔者认为，在施工和运营时，只要采取必要的防护措施，该系统完全可以在高寒地区正常使用。

［1］李扬，王清，赵安平，等.长春地区季冻土基本性质对水分迁移的影响［J］.吉林大学学报(地球科学版)，2008，38(2):279 -284.

［2］周宏桥.浅谈HDPE 排水施工的注意要点［J］.企业技术开发，2011，30(20):152 -153.

［3］TB/T 3163 -2007，铁路站段真空卸污系统技术条件［S］.