董 杉

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司機械動力設(shè)計研究院，北京 100055)

1 概述

既有保定機務(wù)段隸屬于北京豐臺機務(wù)段，地處河北省保定市境內(nèi)，其段址位于保定火車站西側(cè)，北靠西大園街，南依一畝泉河。

保定區(qū)域現(xiàn)有職工2 132人，擔(dān)負著北京至鄭州間全部貨運列車乘務(wù)員換乘及部分調(diào)車小運轉(zhuǎn)運輸任務(wù)，共有機車乘務(wù)員近1 000名，除此之外該車間還擔(dān)負著配屬的內(nèi)燃機車的整備及小輔修任務(wù)、電機大修任務(wù)。

既有保定機務(wù)段規(guī)模［1］:設(shè)三角線1處(兼做機車出入段線)，其整備能力為內(nèi)燃整備2臺位、電力整備1臺位，設(shè)有6線小輔修庫、電機大修庫、軌道車大修庫各1座。設(shè)有運轉(zhuǎn)、整備、檢修設(shè)備及相應(yīng)的生產(chǎn)辦公房屋。占地92 238 m2，建筑面積37 196 m2。

2009年保定火車站開始站房改造工作，包括新建西站房、高架候車室和既有東站房的改造。截止2011年底保定站房改造工程已開工建設(shè)并穩(wěn)步進行，該工程需占用既有機務(wù)段用地，故根據(jù)北京鐵路局、保定市政府指示精神，既有機務(wù)段需整體搬遷，異地還建。

2 方案研究

2.1 遷建的必要性及功能定位

2.1.1 遷建的必要性

遷建后的保定機務(wù)段新址位于保定南站，距離保定站2.992 km。與保定地區(qū)相鄰的豐臺機務(wù)段、石家莊機務(wù)段分別距離保定136、131 km;如保定機務(wù)段不實施遷建，則保定區(qū)域內(nèi)24臺內(nèi)燃調(diào)機的日常整備工作需要由鄰近的2個機務(wù)段承擔(dān)，這將增加單機走行數(shù)量，并占用京廣線區(qū)間通過能力，機車運用效率低，增加能源消耗。除此之外，考慮到豐臺機務(wù)段小輔修能力飽和，以及運輸效率、運用成本等問題，故需在保定區(qū)域設(shè)立調(diào)小機車的小輔修設(shè)施，擔(dān)負24臺內(nèi)燃機車的檢修工作;以及朔黃線SS4電力機車小輔修、京廣線和諧型電力機車的臨修工作。原保定機務(wù)段電機修理廠還是北京鐵路局機車牽引電機唯一大修廠，承修著北京鐵路局及兄弟單位的機車牽引電機大中修任務(wù)。綜上所述，保定機務(wù)段為保證生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，有必要整體搬遷，異地還建。

2.1.2 功能定位

遷建后的保定機務(wù)段將根據(jù)生產(chǎn)力布局調(diào)整后所需承擔(dān)的工作，重新確定其功能定位。

保定區(qū)域目前共配屬內(nèi)燃機車22臺(含豐臺8臺擔(dān)當(dāng)邢貢線運輸)，邢貢線圖定6臺，調(diào)車慢電圖定9臺。其中擔(dān)當(dāng)邢家村至貢家臺8臺;豐臺西至保南摘掛解結(jié)車6臺;定州至保定調(diào)度機1臺;正定站調(diào)車機1臺;保定南站調(diào)車機1臺;高碑店至保定調(diào)車機1臺;4臺預(yù)備車。共運用京廣線和諧型機車100臺，朔黃線SS4電力機車24臺，東風(fēng)4調(diào)車機2臺。

保定機務(wù)段還承修北京鐵路局機車牽引電機大中修任務(wù)，具備DF4、SS1、SS4等內(nèi)燃、電力機車各種型號牽引電機300臺/年檢修大修能力。

依據(jù)上述機務(wù)段承擔(dān)工作可見，遷建后的機務(wù)段主要功能為:擔(dān)負北京至鄭州間全部貨運列車乘務(wù)員換乘及部分調(diào)車小運轉(zhuǎn)、朔黃線運輸任務(wù);以及配屬的內(nèi)燃機車的整備、檢修任務(wù);朔黃線電力機車的檢修任務(wù)及電機大修任務(wù)。

2.2 設(shè)計規(guī)模的確定

保定機務(wù)段遷建至保定南站后，遷建后的規(guī)模需滿足配屬的內(nèi)燃調(diào)小機車的整備、檢修任務(wù)，以及運用的朔黃線電力機車的檢修任務(wù);具備年檢修300臺牽引電機的能力。研究年度所需完成的生產(chǎn)任務(wù)量對應(yīng)的整備、檢修規(guī)模詳見表1。

表1 保定機務(wù)段遷建設(shè)計規(guī)模

2.3 總平面布置

2.3.1 段址概況

遷建保定機務(wù)段位于保定南站，共分為2個區(qū)域，分別為機車整備檢修辦公區(qū)和運轉(zhuǎn)調(diào)度區(qū)。機車整備檢修辦公區(qū)位于保定南站中心西側(cè)，原為建工集團公司水泥構(gòu)件廠、建工集團公司倉庫，場地內(nèi)地勢較為平坦，地面有少量房屋，用地范圍西側(cè)為大祝澤村，東側(cè)為電力修造廠，受場地東西兩側(cè)用地限制，為避免拆遷，遷建的新址外形輪廓似刀把形，占地面積約7.8 hm2，總平面布置比較困難。本次設(shè)計從保定南站的聯(lián)絡(luò)線上接軌，站對左方向設(shè)機車出入段線1條與車站相連，出入段線為平坡，反向接入保定南機務(wù)段。

保定南機務(wù)段站段關(guān)系示意詳見圖1。

圖1 保定南機務(wù)段站段關(guān)系示意

2.3.2 總平面布置原則

根據(jù)段址的現(xiàn)狀及工程特點，設(shè)計原則［2］如下。

(1)根據(jù)段址地形條件，充分考慮機車整備、檢修、電機大修的功能要求和工作性質(zhì)，按有利于生產(chǎn)、方便管理和方便生活的原則進行統(tǒng)籌安排。

(2)總平面設(shè)計，根據(jù)機車運用和檢修的作業(yè)要求，并綜合考慮生產(chǎn)生活等其他設(shè)施的布局及道路、管線、綠化、消防、環(huán)保等要求，以及考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件等，合理布置。

(3)機務(wù)段生產(chǎn)房屋布置應(yīng)以整備設(shè)施及檢修庫為核心，各輔助生產(chǎn)房屋應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)按系統(tǒng)布置。與整備設(shè)施和檢修作業(yè)關(guān)系密切的輔助生產(chǎn)房屋宜分別布置在相關(guān)車庫的側(cè)跨內(nèi)或鄰近地點;性質(zhì)相同或相近的房屋宜合并設(shè)置。

(4)變配電所、給水所等動力房屋，應(yīng)設(shè)置在相關(guān)的負荷中心附近。

(5)產(chǎn)生噪聲、沖擊振動的車間宜單獨設(shè)置;產(chǎn)生粉塵、有害氣體的房間或設(shè)施宜布置在常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，并宜遠離生活、辦公區(qū);排出的有害氣體、粉塵、廢液應(yīng)符合環(huán)境保護及衛(wèi)生標(biāo)準。

(6)總平面布置應(yīng)充分利用地形、地勢、工程地質(zhì)及水文條件，合理地布置建筑物、構(gòu)筑物和有關(guān)設(shè)施，并應(yīng)減少土(石)方工程量和基礎(chǔ)費用。

(7)總平面布置應(yīng)使辦公生活房屋有良好的朝向，避免西曬，具備良好的采光和自然通風(fēng)等條件。

(8)機務(wù)段應(yīng)有與該城市相通的道路，段內(nèi)應(yīng)有滿足人流、物流和消防所要求的通道，各生產(chǎn)車間及各類房屋之間均應(yīng)有相互聯(lián)系的通路。

2.3.3 總平面布置方案

保定機務(wù)段遷建后段址沿南北方向布置，本次設(shè)計在限定的段址范圍內(nèi)按機車整備工作區(qū)、檢修工作區(qū)、電機大修區(qū)、辦公生活區(qū)4部分進行布置。

段址南部為整備工作區(qū)，主要負責(zé)向配屬的內(nèi)燃機車提供燃油、潤滑油(脂)、冷卻水、干砂。還建進出段線、卸油線、機待線各1條，盡頭式內(nèi)燃機車整備線2條，每條線上設(shè)27.0 m×1.1 m×1.1 m檢查坑1座，檢查坑上設(shè)33 m×12 m整備棚。其中一條整備線盡頭設(shè)φ30 m轉(zhuǎn)車盤1座，避免機車輪對和傳動齒輪的偏磨而將機車轉(zhuǎn)向。整備場南側(cè)設(shè)干砂間、油脂發(fā)放間等整備房屋，方便整備工的整備作業(yè)。卸油線北側(cè)設(shè)5×50 m3地下油庫1座、4鶴位卸油棧臺1座;20 m3機油罐、10 m3機油罐各1個以及配套的油泵間、消防泵間、油庫值班室等輔助房屋。

段址中部為檢修工作區(qū)和電機大修區(qū)，還建72 m×24 m 3線小輔修庫1座，庫南側(cè)設(shè)48 m×12 m邊跨，庫北側(cè)設(shè)72 m×9 m×2層邊跨。

將3條小輔修庫線其中的2條考慮電化掛網(wǎng)，每條線上設(shè)27.0 m ×1.1 m ×1.1 m 庫前檢查坑1座。緊鄰小輔修庫設(shè)102 m×18 m電機大修庫1座，庫南側(cè)設(shè)102 m×9 m邊跨，為避免噪聲和粉塵，庫北側(cè)設(shè)獨立102 m×9 m邊跨用于設(shè)置噴漆間、浸漆間、煮洗區(qū)、吹掃間。在檢修區(qū)及電機大修區(qū)四周還分別有水阻試驗間、空壓機間、蓄電池間等輔助生產(chǎn)房屋。

段址的北部考慮設(shè)置辦公生活房屋，生活房屋盡量遠離生產(chǎn)區(qū)域。從南往北依次設(shè)有電機生產(chǎn)樓、單身宿舍、食堂浴室、候班綜合樓、乘務(wù)員培訓(xùn)中心、集經(jīng)水處理間、集經(jīng)辦公樓、電務(wù)通信信號間等配套的生產(chǎn)生活房屋。

機務(wù)段內(nèi)主干道寬度為6 m，與段外道路連通，生產(chǎn)車間及各類房屋之間有相互聯(lián)系的通路，人行道路寬度為2 m。段內(nèi)道岔新增股道自動化管理系統(tǒng)。

根據(jù)新的功能定位，優(yōu)化了生產(chǎn)生活、附屬房屋的規(guī)模，比原保定機務(wù)段減少房屋面積共計8 908.7 m2。

保定機務(wù)段總平面布置詳見圖2。

圖2 保定機務(wù)段總平面布置(單位:m)

2.4 主要檢修生產(chǎn)車間

2.4.1 機車小輔修庫

小修是指機車在2個中修之間走行一定里程數(shù)(或時間)之后，在機務(wù)段對機車進行的若干次預(yù)防性維修，依據(jù)維修范圍，對其動力裝置、傳動裝置、各系統(tǒng)、電機、電器、走行部等進行拆卸、清洗檢查、修理等，對蓄電池進行補充性充電。

輔修是對機車在2個小修之間走行一定里程數(shù)(或時間)之后，在機務(wù)段對機車進行的一種預(yù)防性保養(yǎng)，對機車進行全面性檢查、清掃及給油，是消除運行故障的重要手段。

遷建保定機務(wù)段設(shè)72 m×24 m 3線盡端式小輔修庫1座，每條線設(shè)56.0 m×1.33 m×1.1 m檢查坑1座，庫內(nèi)設(shè)電動落輪機、電動架車機各1臺。還設(shè)有1臺10/5 t的電動雙梁橋式起重機。庫一側(cè)設(shè)72.0 m×9.0 m邊跨，共2層，一層為檢修輔助車間，依次為探傷間、儀表組、電器組、電器配件庫、柴油機組、檢測中心、超探組、工具室、會議室;二層為生產(chǎn)班組及辦公房屋;庫另一側(cè)設(shè)48.0 m×12.0 m邊跨，邊跨內(nèi)設(shè)機床間、配件庫、電氣組、制動組、燃系組、調(diào)度室。各車間設(shè)備考慮搬遷利舊。

小輔修庫平面布置詳見圖3。

圖3 小輔修庫平面布置(單位:mm)

2.4.2 電機大修庫

電機大修庫檢修的電機最主要的是牽引電機，其次是輔助電機(包括劈相機，空壓機電機，制動電阻柜通風(fēng)機電機，變壓器、平波電抗器、牽引電機通風(fēng)機電機)，對內(nèi)燃機車來說還有牽引發(fā)電機。

遷建的電機大修庫需滿足年檢修300臺牽引電機的規(guī)模，本次設(shè)計還建102 m×18 m電機大修庫1座，庫內(nèi)新增10/3 t電動雙梁橋式起重機1臺，設(shè)解體區(qū)、定裝區(qū)、嵌線區(qū)、總裝區(qū)、試驗區(qū)。庫南側(cè)設(shè)102 m×9 m邊跨，邊跨內(nèi)依次設(shè)有小電機工作區(qū)、氬弧焊區(qū)、機加工區(qū)、配件庫、試驗控制區(qū)。庫北側(cè)設(shè)獨立102 m×9 m邊跨用于設(shè)置噴漆間、浸漆間、煮洗區(qū)、吹掃間等有噪聲、粉塵的車間，隔離污染源，改善工人工作環(huán)境。

既有電機大修設(shè)備考慮搬遷利舊。電機大修總平面布置詳見圖4。

圖4 電機大修庫平面布置(單位:mm)

3 主要工藝流程

3.1 內(nèi)燃機車整備工藝流程

機車入段→整備臺位上油、上水、上砂、機車檢查3項設(shè)備測試→待班→機車出段。

3.2 機車小輔修工藝流程

3.2.1 內(nèi)燃機車小輔修工藝流程

機車入庫→放空冷卻水、潤滑油→蓄電池吊出→柴油機、輔助、電機、電器、走行部、探傷、制動、儀表各班組平行檢修作業(yè)→組裝→調(diào)試試驗→庫前整備→水阻試驗→試運轉(zhuǎn)→交車。

3.2.2 電力機車小輔修工藝流程

庫前準備→拆卸受電弓大蓋、主斷路器、互換輔助電機、電器儀表、風(fēng)表制動電阻、保護繼電器，互換蓄電池組、空氣制動機，各互換件送相關(guān)班組進行檢修作業(yè)→清掃、檢查車體及車上留下的電器部件及電子裝置，檢查牽引變壓器、調(diào)壓開關(guān)、牽引電動機、抱軸承、齒輪箱。解體車鉤并進行探傷，測量中心支承的傳動間隙，解體檢查壓縮機→組裝拆卸的各零配件→試驗及試運轉(zhuǎn)→交車。

3.3 電機大修工藝流程

電機空轉(zhuǎn)試驗→電機解體→清洗(吹掃)烘干→探傷檢查→修理→浸漆干燥→動平衡→電機總組裝→試驗。

4 節(jié)能、環(huán)保措施

總圖布置工藝流程合理、順暢。變、配電所，空壓機間等動力車間設(shè)計靠近負荷中心，節(jié)約能源。機務(wù)設(shè)備考慮搬遷利舊，新增部分設(shè)備均采用國家有關(guān)規(guī)定的節(jié)能產(chǎn)品，充分發(fā)揮設(shè)備的最大潛力。給水管路盡量順平，以減少管道的局部損失。排水管路設(shè)計時盡量利用地形坡度，將污水處理設(shè)施及污水集水池建在地形較低處，以減少污水的提升。擬建房屋地區(qū)屬于寒冷地區(qū)，房屋平面布局布置時，緊湊、合理，盡可能合并，修建綜合房屋。選擇良好的建筑朝向，主要房間避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向解決好室內(nèi)的自然通風(fēng)、采光;房屋體形力求簡單，減少外表面積，體形系數(shù)控制在允許范圍之內(nèi)，以利于節(jié)約采暖能耗。不同朝向控制窗墻比，合理確定門窗大小。在滿足建筑采光和通風(fēng)要求、使用功能要求的前提下，盡量減少北向開窗面積，使建筑物的能耗降低到規(guī)定的水平。

5 結(jié)語

綜上所述，保定機務(wù)段的整體遷建工程可滿足研究年度內(nèi)生產(chǎn)任務(wù)的需要，在有限的段址范圍內(nèi)，優(yōu)化總平面設(shè)計，合理布局，使整備、檢修、電機大修、運轉(zhuǎn)調(diào)度各部分工作工藝流程順暢，辦公生活房屋順應(yīng)段址形狀，按南北向布置，避免西曬，具備良好的采光和自然通風(fēng)等條件。充分利用既有生產(chǎn)設(shè)備，僅增加極少數(shù)不可搬遷設(shè)備，節(jié)約工程投資。整個設(shè)計過程除滿足生產(chǎn)需求外，還注重節(jié)能環(huán)保，滿足國家有關(guān)方針政策，最終達到業(yè)主滿意的要求。

［1］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.保定機務(wù)段和保定工務(wù)小車線遷建改造工程修改可行性研究［R］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2011.

［2］中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司.機務(wù)段設(shè)計手冊(送審稿)［M］.成都:中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，2010.

［3］中華人民共和國鐵道部.TB10004—2008 J833—2009 鐵路機務(wù)設(shè)備設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［4］中華人民共和國鐵道部.TB10011—98 鐵路房屋建筑設(shè)計標(biāo)準［S］.北京:中國鐵道出版社，1998.

［5］中華人民共和國建設(shè)部.GB50016—2006 建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［6］中華人民共和國鐵道部.TB10016—2006 鐵路工程設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［7］中華人民共和國建設(shè)部.GB50189—2005 公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［8］中華人民共和國鐵道部.機務(wù)段技術(shù)履歷簿(保定)(2006～2010)［Z］.北京:中華人民共和國鐵道部，2010.

［9］中華人民共和國鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［10］鐵道第四勘察設(shè)計院.鐵路工程設(shè)計手冊.站場及樞紐［M］.北京:中國鐵道出版社，2004.