隧道里的信號為何也很好（身邊的創(chuàng)新）

本報記者 李心萍

列車洞里跑，信號一樣穩(wěn)。

陜北革命老區(qū)首條高鐵——西延高鐵近日迎來首個“大考”，元旦假期3天全線發(fā)送旅客9.7萬人次。

看高清視頻、打視頻通話、傳文檔文件……順暢的上網(wǎng)體驗，讓旅客王瑛很驚喜，“隧道里的信號甚至比外面還好”。

原來，西延高鐵建設時，同步新建并實現(xiàn)了公網(wǎng)5G全覆蓋。作為一條穿越黃土高坡、隧道群占比超55%的高鐵線，西延高鐵是如何做到隧道里信號也很好的呢？

秘訣就藏在西延高鐵的隧道壁上。

以西延高鐵新延安隧道為例，全長16公里的隧道，兩側(cè)藏有80多個洞室，提前布設2條電力、通信信號電纜槽。

“這是我遇到的洞室最多的隧道?！敝需F隧道局新延安隧道項目副總工程師趙榮存介紹，80多個洞室里有16個用來安裝基站，確保隧道里每公里就有1個基站。

要確保信號通暢，除了加大基站密度，還離不開漏泄同軸電纜的助力。

這種電纜的外皮設有周期性開放槽孔。電磁波在沿電纜傳輸時，會通過這些槽孔均勻地向隧道空間輻射信號，類似于在隧道內(nèi)連續(xù)不斷地布設無線路由器，打造連續(xù)、可控的“信號長廊”。

“西延高鐵所有隧道的隧道壁上都有3條漏纜，高度分別與動車組車頂和車窗的上下沿對齊。”國鐵西安局西安通信段高鐵辦主任王飛介紹，與車窗上下沿對齊的漏纜就是服務5G公網(wǎng)的，“這樣的高度設計，能更好保證信號對車廂空間的全方位覆蓋”。

漏纜的安裝并不簡單。動車組高速駛過隧道時，會形成強烈的氣動效應，產(chǎn)生巨大風壓，對漏纜固定結(jié)構的耐久性提出嚴峻考驗。

為了摸清挑戰(zhàn)有多大，設計團隊充分借鑒中南大學高速鐵路建造技術國家工程實驗室的相關風洞實驗成果，依托其成熟的仿真模型，精準計算出漏纜卡具所需承受的瞬態(tài)氣動載荷。

結(jié)果顯示，當隧道截面為52平方米時，漏纜卡具需承受的氣動合力約為17牛。“對自重不到百克級的漏纜卡具而言，17牛的合力相當于對其施加了自重幾十倍的外力。”王飛說，更重要的是，這樣的外力沖擊每天可能發(fā)生百余次。

傳統(tǒng)膨脹螺栓無法滿足漏纜安裝固定要求，設計團隊廣出“招賢榜”，在全國范圍內(nèi)征集新品。最終，一款名為后擴底機械錨栓的產(chǎn)品成功入選。

抗拉承載力達15千牛，是氣動載荷的近900倍，安全儲備充分；成功闖過200萬次超高周疲勞試驗，相當于可抵御動車組數(shù)十年運行帶來的振動沖擊……王飛一一細數(shù)新產(chǎn)品的優(yōu)點。

有了好材料，還要精準施工。國鐵西安局西安通信段聯(lián)合設計施工方建設了一處1∶1全真模擬樣板通信機房。

這座全真模擬樣板通信機房，完整復刻了西延高鐵典型區(qū)段的通信設備配置。在這里，技術人員開展了各種極端工況下的系統(tǒng)測試和工藝驗證。

最終，設計團隊探索出了一套吊裝方案：鉆孔深度、孔徑誤差控制在毫米級；清孔必須用高壓氣吹，確保無塵；注膠使用專用注射器，從孔底開始，杜絕氣泡……每一步都嚴謹如外科手術。

啃下了隧道信號這一最大的硬骨頭，其余路段的信號如何保證？

“橋梁及路基路段空間開闊，我們采用傳統(tǒng)的基站布置方式?！蓖躏w介紹，對長度小于200米的短隧道或橋隧銜接段，則執(zhí)行“漏纜貫通”策略，確保漏纜物理連續(xù)，避免設備切換或信號衰減造成通話抖動和數(shù)據(jù)中斷。

最終，西延高鐵實現(xiàn)5G信號的全覆蓋，助力旅客順暢上網(wǎng)。全真模擬樣板通信機房也結(jié)出累累碩果，形成190余項建設標準，并拓展運用到正在建設的西康高鐵、西十高鐵等。