楊廣青 艾強娃

蘭州鐵路樞紐既有線施工方案優(yōu)化案例分析與思考

楊廣青 艾強娃

摘 要：由于蘭州鐵路樞紐存在銜接的鐵路干線較多、行車密度較大、站場連接專用線較多、征地拆遷難度大、建設場地受限、運營需求期望高等因素，既有線改造難度較大。根據(jù)多年樞紐既有線建設方案優(yōu)化實踐，通過對部分方案進行分析，提出較好的解決措施及建議。

關鍵詞：蘭州鐵路樞紐；既有線；施工方案；優(yōu)化分析

1 石崗站方案優(yōu)化

1.1 工程概況

新建蘭州—中川機場鐵路自蘭州西站引出，蘭州西—福利區(qū)利用既有蘭新線，從福利區(qū)站蘭新正線南、北兩側分別修建左、右線向西延伸，出站后經(jīng)西固黃河特大橋左線跨越既有蘭新線后與右線并行，在112#、113#門式墩處跨越石崗站南咽喉，墩臺侵占西固環(huán)線、貨場牽出線線位，對石崗站南咽喉進行相關改造。

1.2 原設計方案

原設計112#、113#門式墩為跨兩線門式墩，需對石崗站既有南咽喉進行大范圍改造，111#墩距線路較近，施工前需對線路進行加固，過渡步驟較多，對運營干擾非常大，且改造后弱化了站場功能，使西固環(huán)線與北環(huán)下行線重疊運行，新建一條聯(lián)絡線增加了占地面積和工程投資，工期不好控制，運營需求無法實現(xiàn)，方案難以實施。原設計方案見圖1，主要存在的問題如下。

1.2.1 施工安全風險高

（1）站場改動大，正線撥接次數(shù)多，施工安全壓力大，安全難以控制。

（2）北環(huán)上、下行正線撥接過渡期間：下行車經(jīng)Ⅳ道的進路改為側向發(fā)車，若經(jīng)Ⅲ道發(fā)車需占用下行咽喉區(qū)；上行車經(jīng)牽出線、1股和2股均為側向發(fā)車；上、下行均無通過列車進路，極大降低了運輸效率，擾亂了行車秩序，大大增加了運輸壓力，存在運營組織風險。

（3）在西固環(huán)線改造過渡期間，將長時間影響小運轉作業(yè)，且通勤客車無法進入1道停車，停入其他股道通勤職工上下車時，存在人身安全隱患。

（4）蘭化聯(lián)絡線改造期間將長時間影響蘭化專用線取送車作業(yè)。

（5）在111#、112#、113#橋墩施工過程中，由于離線路太近，需做軍便梁加固，存在行車安全風險。

（6）站改工程量大，作業(yè)面集中，改造時間長，綜合風險較大，工期不可控。

圖1 石崗站原設計方案

1.2.2 對石崗站功能的影響

（1）西固環(huán)線與蘭化專用線間無平行進路，西固環(huán)線向5—7道接發(fā)車時，蘭化專用線將長時間無法進行取送車作業(yè)，互相干擾極為嚴重。

（2）西固環(huán)線經(jīng)8號—10號道岔向5—7道接發(fā)車時，將使北環(huán)下行正線無法辦理接發(fā)車作業(yè)，互相干擾極為嚴重。

1.2.3 施工中存在的問題

（1）站場改動大，施工方案復雜，施工過程難以控制，信號過渡次數(shù)多，安全難以保證。

（2）作業(yè)地點集中，場地受限，作業(yè)面難以展開，人員組織、協(xié)調管理難度大。

（3）正式工程新增道岔等站前站后設備數(shù)量多，短時間內難以保證供應，且過渡工程新增6組道岔設計按借用考慮，設計時并未考慮實際情況，資源無法調配。

（4）征地拆遷工作量大，占地面積多，工期無法保證。

（5）新鋪線路長，挖填土方量大，大型機械作業(yè)多，成本較高。

（6）停點次數(shù)多，封鎖線路時間長，施工行車干擾大，實施階段方案審查難以通過，對蘭化作業(yè)影響大。

1.3 優(yōu)化后的方案

針對以上問題，建設單位積極組織設計、施工、監(jiān)理、運營等單位人員進行現(xiàn)場實地踏勘，召開多次方案研究、討論分析會議，經(jīng)過9次優(yōu)化穩(wěn)定形成了最終方案：取消新建聯(lián)絡線；將111#門式墩改為普通墩，承臺旋轉至外邊緣與既有西固環(huán)線平行，將墩身、承臺放大，樁基加密（增加3根）；將112#、113#門式墩由跨2條線路調整為跨3條線路，西固環(huán)線線位、北環(huán)正線間道岔基本保持不變；適當保留部分貨運線與北環(huán)上行線連接，使1—2道與Ⅲ道同時具備接發(fā)車功能。石崗站優(yōu)化設計方案見圖2，方案優(yōu)化后具有以下優(yōu)點：

（1）優(yōu)化后施工條件便利，取消原方案中新建西固城—石崗聯(lián)絡線的建設及既有西固環(huán)線的撥移，僅需對既有28號道岔進行改造，18號、22號道岔利舊，為便于維護，將32號—38號交分道岔更換為混凝土型，新增道岔數(shù)量少，新鋪線路長僅約230m，土方量很少，投資少、實施組織管理簡單，信號過渡次數(shù)少，接觸網(wǎng)改移量小，安全得到了保證，且大型機械道路暢通，材料運輸便利，解決了111#墩施工侵限等問題。

（2）滿足了運輸需求和功能：保留1—7道股道有效長與既有一致；保留原有西固環(huán)線與蘭化302線的平行進路；原有進站、出站信號機等列車信號機坐標不變，改造時無需更換LKJ數(shù)據(jù)；解決了西固環(huán)線與北環(huán)下行正線同線運行的干擾問題；保留部分貨運線與北環(huán)上行線連接，使1—2道與Ⅲ道同時具備接、發(fā)車功能。

（3）減少了對運輸?shù)母蓴_：取消北環(huán)上下行正線、西固環(huán)線施工，減少了對北環(huán)正線、西固環(huán)線的行車干擾；施工期間保證了通勤客車、小運轉等車列的正常運行；減少施工“天窗”約50個；減少封鎖線路約10次。

（4）最大程度降低了安全風險：取消正線交叉渡線及10余組道岔的拆除和換鋪；取消了線路加固；減少了信號過渡；減少了接觸網(wǎng)過渡改移；減少了安全投入及站段配合次數(shù)、時間。

（5）為整體工程推進創(chuàng)造了良好局面，使項目整體建設進度可控。

（6）節(jié)省用地約21333m2（32畝），減少拆遷房屋974m2，減少總體投資約2117萬元，在經(jīng)濟、技術、安全等方面取得了很好的效益。

2 河口南站方案優(yōu)化

2.1 工程概況

東川貨運中心鐵路向西穿越東川隧道后引入河口南站，在東咽喉區(qū)東川線與既有蘭新下行線線位重疊，需將既有蘭新下行線由原Ⅴ道貫通改為Ⅳ道貫通，將既有蘭新上行線由原Ⅱ道貫通改為Ⅲ道貫通，改造后東咽喉蘭新線與西咽喉蘭青線上、下行正線貫通，東咽喉東川線與西咽喉蘭新下行線正線貫通，西咽喉蘭新上行正線連接Ⅱ道不變，東咽喉利用4組18號道岔渡線進行轉線運行。

圖2 石崗站優(yōu)化設計方案

2.2 原設計方案

在東咽喉北側改建貨物線及牽出線、換鋪H1號道岔，新鋪L1/L3號道岔渡線將上行線與牽出線連通，作為上行過渡便線；另外在東咽喉南側預鋪350m下行過渡便線，通過隴口撥接將上行線與南牽出線連通，作為下行過渡便線，在儲運公司、焊軌廠專用線分別設置1臺、2臺脫軌器作為安全隔離設備；在兩過渡便線間預鋪改建蘭新上、下行正線，移設9/11號道岔渡線，移設13號道岔（1/18號），插入和新鋪55、57、59、61、65號道岔（均為1/18號），將過渡蘭新線轉入正式線位；預鋪東川線并接軌連通Ⅴ道，還建東咽喉南、北兩側的牽出線、貨物線等。河口南站原設計方案見圖3，存在的主要問題如下：

（1）上、下行過渡便線設計考慮利用既有2條牽出線，實際2條牽出線上的H1、Z1、G1、G3為1/9號木枕道岔，且線路質量較差，平時只進行調車作業(yè)，線路標準達不到正線條件，過渡期間作為客、貨運列車正線，安全無法保障。

（2）北側撥移貨場牽出線時，侵占耕地，存在臨時用地征用辦理手續(xù)，短時間內無法完成，影響工程實施進度，工期無法控制，后期需還建恢復，造成投資浪費。

（3）南側牽出線連接儲運公司、舊軌料庫、焊軌廠，焊軌廠是西北片區(qū)百米定尺軌廠焊存放基地，2014年正值蘭新客專、中川鐵路、天平鐵路、敦格線等國家基建項目建設高峰期，下行過渡正線與牽出線共用后，嚴重影響焊軌廠、舊軌料庫、儲運公司取送車作業(yè)，重要的是影響國家西北片區(qū)鐵路基建項目百米無縫鋼軌的焊接與配送。

（4）下行過渡便線連接的專用線設置3臺脫軌器作為與正線的安全隔開設備，脫軌器表示未納入聯(lián)鎖，需設人操縱脫軌器的轉換，并人工確認位置正確，安全可靠性無法保證，且脫軌器對速度范圍外的行車無法起到脫軌作用，專用線與正線間的安全隔離不徹底。

（5）下行過渡便線新鋪350m路基及線路、專用線設置3臺脫軌器，上行過渡便線增設L1/L3、L5號道岔及渡線，撥移貨場線及牽出線，過渡工程投資較高，不利于控制投資。

2.3 優(yōu)化后的方案

面對以上問題，建設單位積極組織設計、施工、監(jiān)理、運營等單位人員進行現(xiàn)場實地踏勘，召開多次方案研究、討論分析會議，結合進度、工期、投資、用地等考慮，經(jīng)過4次優(yōu)化穩(wěn)定形成了最終方案：停用貨場線、H1號道岔及東邊牽出線部分，取消牽出線撥移、L1—L3號道岔、上行過渡便線及專用線增設的3組脫軌器、過渡聯(lián)鎖軟件修改、耕地占用等項目內容，將上行線用曲線半徑分別為1000m、800m、1800m的3個反向曲線順接完成過渡；緊鄰上行過渡便線南側拆除既有廢棄橋梁一座，新建一座箱形橋與兩側既有箱形橋相接；預鋪蘭新上、下行正線，鋪設4組18號道岔，點內插入1組18號道岔、1組渡線、上行和下行正線攏口撥接、平移1組渡線和1組18號道岔、線路曲線撥移；東川線引入河口南站。

方案優(yōu)化后（見圖4）的主要優(yōu)點：

（1）對上行過渡便線進行優(yōu)化加固，使正線行車速度與既有保持一致，保證正線行車安全與運輸效率。

（2）停用貨場，取消牽出線撥移工程，未侵占耕地，節(jié)約了征地拆遷資金。

圖3 河口南站原設計方案

圖4 河口南站優(yōu)化方案

（3）取消下行過渡便線，節(jié)約了工程投資約1385萬元，同時也保證了焊軌廠、儲運公司出入車作業(yè)，未對貨運收入、西北片區(qū)鐵路建設長軌運輸造成影響。

（4）對上行過渡便線優(yōu)化后，取消3組過渡道岔，使站場布置形式與既有保持一致，減少聯(lián)鎖軟件過渡修改1次，縮短了建設工期，為工程建設創(chuàng)造了便利條件。

（5）西咽喉Ⅳ道和Ⅴ道間增設60/62號道岔渡線，使Ⅳ道具備向蘭新下行發(fā)車的功能，為行車組織提供了便利條件。

3 樞紐既有線施工方案優(yōu)化關鍵問題

根據(jù)以上兩站優(yōu)化過程，結合蘭州鐵路樞紐其他既有線站改實際情況，在樞紐既有線施工方案優(yōu)化時，應著重思考以下幾方面的問題：

（1）樞紐車站一般在市區(qū)內，站場設計應盡可能縮小范圍，減少占地面積，降低征地拆遷難度，為工程順利實施提前打好基礎。

（2）樞紐車站一般連接多條專用線，設計時應考慮設備產(chǎn)權、站前站后設計結合、施工時停用時間限制等；專用線道岔、線路質量較差，若站前不改造，僅站后改造可能存在設備無法安裝或安裝后難以保證正常使用的情況。

（3）站場布局時，若咽喉區(qū)存在多條鐵路干線、專用線，應布置各種平行進路，盡可能具備同時接車、同時發(fā)車、同時接發(fā)車、同時接發(fā)車與調車的功能，使用最少設備使運輸功能最大化，為行車組織提供靈活、便利的條件。

（4）既有線更新改造一般跟不上鐵路發(fā)展的步伐，正線可能仍存在大量復式交分道岔，而現(xiàn)階段鐵路提速、動車組開行，使得設備難以滿足運營要求，需同步考慮至少將正線或客車進路上的復式交分道岔更換。

（5）目前鐵路沿線均開行通勤小客車（站站停），小站一般只有一個基本站臺，涉及小站改造時，應考慮好小客車的?？烤€路，并在實施階段組織好旅客乘降。

（6）車站改造時，車務人員一般希望將既有專用線相關道岔也納入聯(lián)鎖，以便行車組織，此時需對現(xiàn)場進行詳細調查，往往專用線軌道信號設備無法安裝，以減少不必要的反復工作和廢棄工程。

（7）站改方案應合理優(yōu)化，盡量減少聯(lián)鎖軟件的修改次數(shù)。

（8）站改方案應充分考慮LKJ數(shù)據(jù)的換裝工作，盡量減少LKJ數(shù)據(jù)換裝次數(shù)，LKJ數(shù)據(jù)要真實準確。

（9）當對站場布局較為復雜的電氣集中車站僅進行正線撥移過渡改造時，為降低電路改造施工的安全風險與壓力，可考慮增加部分電纜，保持既有站形不變，即室外軌道區(qū)段、信號機對應設置，室內道岔過渡的方式進行處理。

（10）樞紐改造涉及的站場都較為復雜，對信號顯示關系、電碼化載頻等問題應統(tǒng)籌研究考慮。

（11）為使線路便于大機搗固維護，一般客運站等股道應盡量不采用寬枕板。

（12）站前與站后、站后與站后設計應進行充分技術交底工作，使設備安裝互不影響使用，接口關系正確。

（13）對既有站場應進行細致調查，盡可能利舊設備，降低工程投資。

（14）盡量減少過渡工程，過渡便線工程標準一般不低于本線標準。

（15）站場改造應盡可能改善行車功能，不能弱化站場功能。

（16）應對既有隱蔽的光纜、電纜徑路進行調查，制定遷移割接專項施工方案。

（17）在既有站場行車進路富余的條件下，應考慮行車繞行過渡方式，騰出場地進行點外鋪軌、鋪岔及設備安裝，尤其是大號碼道岔鋪設等，盡可能降低或分解天窗點內施工的內容，降低安全風險與壓力。

（18）復線區(qū)段涉及區(qū)間線路多次撥移情況時，應考慮將閉塞改為半自動方式或將區(qū)間自閉電纜等一次遷改到位，減少工程中信號電纜的反復遷改，既能降低安全風險，又能節(jié)省工程投資，還可節(jié)約工期。

4 結束語

既有線改造是一項重點、難點工程，尤其是樞紐既有線改造工程，更是復雜、龐大，優(yōu)化好樞紐既有線建設方案非常重要。在具體項目建設過程中，要結合現(xiàn)場實際情況，綜合統(tǒng)籌考慮，做到征地拆遷、運營安全、投資、進度、運營需求等多方面的協(xié)調開展。

楊廣青：中川鐵路有限公司，助理工程師，甘肅 蘭州，730000

艾強娃：蘭州樞紐工程建設指揮部，工程師，甘肅 蘭州，730000

責任編輯 高紅義

中圖分類號：U218

文獻標識碼：A

文章編號：1672-061X（2015）05-0015-04