張 萍 吳迪陽

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計(jì)院，山西太原 030013)

1 南同蒲線擴(kuò)能概況

南同蒲線北起榆次站，南至隴海線陜西省的華山站，正線全長498.4 km，始建于1933年。南同蒲線是山西省中南部地區(qū)南北方向主要的鐵路運(yùn)輸通道，也是連接晉煤外運(yùn)兩大主要通道石太線和侯月線最重要的后方通道。南同蒲線所穿越的山西省中南部地區(qū)礦產(chǎn)資源十分豐富，是山西經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)之一。山西是我國重要的能源基地，煤炭，焦炭的輸出量在國內(nèi)、國際都占有重要的份額。近年來，受國內(nèi)、國際市場的拉動，山西經(jīng)濟(jì)保持高速增長，產(chǎn)品外運(yùn)需求與運(yùn)力的矛盾異常突出，在其他外運(yùn)通道石太、京原等能力飽和的情況下，擴(kuò)大侯月線、打通南同蒲將是緩解山西運(yùn)力矛盾的最有效途徑。為了保障山西中南部呂梁，晉中，臨汾市的煤炭、焦炭等產(chǎn)品的外運(yùn)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，擬定侯月線在現(xiàn)有運(yùn)量的基礎(chǔ)上太原鐵路局增運(yùn)3 500萬t。侯月線為復(fù)線電氣化鐵路，到發(fā)線有效長1 050 m，貨物列車牽引質(zhì)量可達(dá)5 000 t。根據(jù)路網(wǎng)布局及貨源分布，侯月線增流量主要來源于南同蒲中段及介西支線，因此，將南同蒲線到發(fā)線延長至1 050 m，統(tǒng)一南同蒲與侯月線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是侯月線增流擴(kuò)能必須的配套項(xiàng)目之一。只有打通南同蒲，減少中間改編環(huán)節(jié)，才能加速機(jī)車車輛周轉(zhuǎn)，更好地發(fā)揮侯月線大通道作用，完成侯月線增流及今后運(yùn)能儲備的任務(wù)。

南同蒲線榆次西至侯馬北段共有車站32個，其中有9個站即介休、義棠、兩渡、南關(guān)、圣佛、趙城、臨北、張禮、高顯已在2004年擴(kuò)能改造完成，車站到發(fā)線有效長已延長至1 050 m。剩余23個車站在南同蒲榆次至侯馬北復(fù)線電氣化擴(kuò)能改造中，到發(fā)線有效長全部延長至1 050 m，并電化掛網(wǎng)。南同蒲榆次至侯馬北復(fù)線電氣化擴(kuò)能改造工程于2010年12月31日全線開通。

2 南同蒲線榆次西至侯馬北段電化擴(kuò)能主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鐵路等級：Ⅰ級；

正線數(shù)目：雙線；

限制坡度：榆次西至介休6‰，介休至侯馬上行12‰，下行6‰；

最小曲線半徑：榆次西至介休段800 m，趙城至侯馬北段600 m，介休至趙城段原則上維持既有；

牽引種類：電力；

機(jī)車類型：SS4；

牽引質(zhì)量：5 000 t；

到發(fā)線有效長度：1 050 m；

閉塞類型：自動閉塞。

3 設(shè)計(jì)原則

對于南同蒲到發(fā)線延長至1 050 m工程，任務(wù)書要求之設(shè)計(jì)原則為：“①不增加股道，車站不作改動，僅在原有股道基礎(chǔ)上增、改擴(kuò)建；②對重點(diǎn)車站先行進(jìn)行到發(fā)線1 050 m改造；③改建方案盡量利用既有設(shè)備，不大拆大改；④到發(fā)線盡可能向一端延長，以期在滿足到發(fā)線有效長1 050 m情況下，盡可能減少工程量及投資”。

4 趙城車站既有概況

趙城站位于臨汾盆地北部邊緣，屬汾河Ⅰ級階地沖積平原，由東、西兩側(cè)向汾河傾斜，地表覆蓋有巨厚層第四系砂質(zhì)黃土，工程地質(zhì)條件較好。趙城車站是南同蒲線上比較大的中間站， 是太原鐵路局重點(diǎn)發(fā)展的上規(guī)模裝車站之一。站中心里程為K577+865.3，車站位于直線上，站房位于線路右側(cè)，有正線2股，到發(fā)線6股，調(diào)車線2股，貨物線3股。到發(fā)線有效長為850 m 。相鄰車站榆次方向?yàn)樾林谜?距離14.3 km)，華山方向?yàn)楹槎凑?距離14.3 km)。車站榆次方向最外道岔即下行1號道岔、上行7號道岔外方下行接有半徑為R-800 m，上行接有半徑為R-500 m的反向曲線，華山方向最外道岔即上行2號道岔岔心至彎道頭有336.76 m直線段，后接有半徑為R-1 000 m的右轉(zhuǎn)曲線。在直線段里程K578+550處有一2-6.7 m鋼筋混凝土T梁橋。

車站北端接有縣煤炭運(yùn)銷公司發(fā)煤站及華清公司兩條專用線和牽出線，南端連接有趙城煤焦集團(tuán)專用線和山西焦化廠、山西維尼綸廠專用鐵道。在山西維尼綸廠專用鐵道線內(nèi)接有霍州礦務(wù)局專用線，在山西焦化廠專用鐵道線內(nèi)接有瑞德焦化廠鐵路專用線。

4.1 趙城車站設(shè)計(jì)過程

趙城車站北咽喉(榆次方向)外上下行正線分開繞行約3 km并受曲線限制，故1 050 m工程只能將各到發(fā)線分別向南咽喉(華山方向)延長，趙城車站南咽喉盡量保持既有道岔聯(lián)鎖關(guān)系向南平移，各道岔型號及相對位置基本上保持不變，只考慮28號道岔及30號道岔與K578+550 2-6.7 m鋼筋混凝土梁橋的關(guān)系(道岔盡可能不布置在橋上的設(shè)計(jì)原則)。

延長車站股道工程設(shè)計(jì)，在地形、地物條件允許的情況下，采取緊湊咽喉布置措施，，應(yīng)盡量在車站一端咽喉延長，而不要兩端同時延長，避免過多增加工程量，同時可減少運(yùn)營干擾，這一點(diǎn)非常重要。但南咽喉改造延長后，正線Ⅰ道、Ⅱ道、到發(fā)線3道、5道、7道、4道有效長均滿足1 050 m，而9道、11道有效長由于受趙城煤焦集團(tuán)鐵路專用線及地形限制，同時也受股道延長后最外方新設(shè)道岔即上行2號道岔外曲線限制，有效長不足1 050 m。根據(jù)紀(jì)要要求，9道、11道到發(fā)線有效長必須滿足1 050 m的設(shè)計(jì)原則，經(jīng)與建設(shè)單位多次協(xié)商，開會協(xié)調(diào)，現(xiàn)場反復(fù)踏勘，認(rèn)真收集現(xiàn)場資料，反復(fù)論證，南咽喉(華山方向)已沒有延長空間，若必須改造南咽喉(華山方向)換回9道，11道有效長，勢必帶來更大的投資，經(jīng)對趙城站南、北咽喉改造，認(rèn)真論證，將北咽喉(榆次方向)41號、43號道岔合并為復(fù)式交分道岔，這樣可保證9道、11道有效長滿足1 050 m。

4.2 趙城車站設(shè)計(jì)過程中細(xì)節(jié)解決方法

(1)避免道岔尖端設(shè)在橋涵上，以免造成道岔轉(zhuǎn)轍器信號標(biāo)志基座設(shè)置的困難(見圖1)。

據(jù)此設(shè)計(jì)原則，股道延長受既有3道有效長限制需延長204 m，(3道有效長為846 m)，各道岔型號及相對位置基本上保持不變，28號道岔設(shè)計(jì)為50 kg—1/12單開道岔，道岔型號采用專線4257，尖軌前端基本軌長為3.22 m，岔前16.853 m。若按規(guī)定延長后的28號道岔的岔尖恰好擺在K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上，這就帶來了道岔轉(zhuǎn)轍器信號標(biāo)志埋設(shè)混凝土基座的困難，同時正線上既有橋梁枕底梁頂?shù)牡啦砗穸戎挥?.16 m，若在此處設(shè)置道岔，將成為線路上的薄弱環(huán)節(jié)。為了改善線路條件，還需抬道1 km左右來順坡，并需補(bǔ)充道碴，需要要點(diǎn)封鎖線路進(jìn)行改造，影響正線的正常運(yùn)營。采用再往南延長3道22 m設(shè)置28號道岔岔心，使28號道岔岔前避開2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋及橋臺，就避免了上述弊端，對既有線路無需改建，也避免了對運(yùn)營的干擾，又滿足了道岔轉(zhuǎn)轍器信號標(biāo)志基座設(shè)置的要求。

(2)避免道岔設(shè)在路堤與橋臺連接的過渡段內(nèi)(見圖1)。

圖1 28號、30號道岔布置示意(單位：m)

Ⅱ道、4道延長受既有有效長限制需延長192 m，(Ⅱ道、4道有效長為858 m)，30號道岔設(shè)計(jì)為60 kg—1/12單開道岔，道岔型號采用SC330，尖軌前端基本軌長為3.22 m，岔前16.853 m，2道、4道延長192 m后的30號道岔的岔尖部位位于軟土路基上，導(dǎo)曲線及部分轍軌位于K578+550 2-6.7 m鋼筋混凝土梁橋上。根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》TB1001—2005第7.5.1條規(guī)定，在“一次鋪設(shè)無縫線路的Ⅰ級鐵路，路堤與橋臺連接處應(yīng)設(shè)置路橋過渡段?！惫时緱l規(guī)定，正線上的道岔不宜設(shè)在路堤與橋臺連接的過渡段內(nèi)，主要考慮路堤與連接地段易產(chǎn)生路基沉降和由于兩者剛性不同，給道岔的平穩(wěn)性帶來不利影響，甚至造成安全隱患和行車事故。故在困難條件下，必須設(shè)置時，應(yīng)采取路基加強(qiáng)措施，有條件時可調(diào)整橋跨，使道岔讓出臺尾或?qū)⒌啦碓O(shè)在橋上。

鑒于上述情況，按規(guī)范要求，在困難條件下必須設(shè)置時，其一，采取路基加強(qiáng)措施，其二，調(diào)整橋跨，使道岔讓出臺尾或?qū)⒌啦碓O(shè)在橋上。為解決30號道岔與里程K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋之間的關(guān)系，采取了如下措施。

路基加固措施：

南同蒲鐵路始建于1933年，至今已有80多年的歷史，路基早已穩(wěn)固，采取路基加固的方法，必須改動路基才行，這樣勢必增加大量工程，并給運(yùn)營造成極大的干擾，這顯然是不可取的。

調(diào)整橋跨，使30號道岔全部位于橋上：

南咽喉(華山方向)延長后，在里程K578+550 2～6.7鋼筋混凝土梁橋處，線路左側(cè)由于5道、7道、9道、11道到發(fā)線相應(yīng)延長，使得線路左側(cè)需新接2～7.0 m框架橋24 m長；線路右側(cè)，由于Ⅱ道、4道延長192 m，使得30號道岔岔心位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上，線路右側(cè)需新接2～7.0 m框架橋7.0 m長。

若調(diào)整橋跨，使30號道岔全部位于橋上，需將既有里程K578+550 2-6.7鋼筋混凝土梁橋全部拆除，30號道岔設(shè)計(jì)為60 kg—1/12單開道岔，道岔全長為37.907 m，故需在原位置新建一座2～20 m框架橋，頂面積2 199.72 m2后才能使30號道岔全長全部位于2～20 m框架橋橋上，解決道岔設(shè)在路堤與橋臺連接處的問題，需增加投資2 446萬元；又鑒于南同蒲到發(fā)線延長至1 050 m改造工程工期時間緊，為盡可能減少工程量，節(jié)省投資，不建議采用調(diào)整橋跨解決30號道岔的岔尖部位位于軟土路基上，導(dǎo)曲線及部分轍軌位于K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上的問題。

30號道岔岔心南移，使30號道岔全部位于路基上：

若30號道岔全長全部位于路基上，30號道岔岔心只需南移35 m，道岔全長避開里程K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋， 30號道岔全長位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋南側(cè)，2道、4道信號機(jī)位置位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋北側(cè)，并信號機(jī)基座位置也避開了2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋。

3道按站場實(shí)測條件，需往南延長204 m，由于28號岔尖位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上，信號機(jī)基座受影響，需再往南移20 m，共需延長224 m；Ⅱ道、4道按站場實(shí)測條件，需往南延長192 m，由于受30號道岔位于路堤與橋臺過渡段，給道岔的平穩(wěn)性帶來影響，需將30號道岔再往南移35 m，共需延長227 m；南咽喉整體南移后，南咽喉新設(shè)最外側(cè)道岔即上行2號道岔岔前距既有彎道頭50.86 m，滿足設(shè)計(jì)要求，節(jié)省投資2 446萬元。

5 圣佛車站既有概況

圣佛車站是南同蒲線上的一個中間站，站中心里程為K555+987.6，車站位于直線上，站房位于線路左側(cè)，目前車站現(xiàn)有正線2股(Ⅰ、Ⅱ道)；到發(fā)線2股(3、4道)；到發(fā)線兼交接線2股(6、8道)；到發(fā)線有效長為850 m系列。存車線2股(5、7道)；貨物線1股(9道)；牽出線1股(10道)，車站北咽喉(榆次方向)接有白龍礦專用鐵道，南咽喉(華山方向)接有霍州煤電集團(tuán)專用線11道、12道。

圣佛站北咽喉(榆次方向)外為半徑R-400 m的曲線，線路東側(cè)為山體，西側(cè)為大運(yùn)公路，公路外側(cè)為汾河，白龍礦專用線從北咽喉(榆次方向)接軌，設(shè)汾河大橋到達(dá)汾河西岸。南咽喉(華山方向)東側(cè)為霍州煤電集團(tuán)專用線，西側(cè)為大運(yùn)公路及汾河。

本站1 050工程確定向南(華山方向)延長。延長后為不侵占公路，4道、6道、8道設(shè)置反向曲線調(diào)整線間距后盡量向Ⅱ道靠近，Ⅱ、4道線間距過中間站臺后由11.5 m在咽喉區(qū)變?yōu)?.0 m。改造后6道、8道有效長僅1 013 m。為此將北咽喉(榆次方向)既有21、27道岔合并為復(fù)式交分，這樣可使6道、8道有效長延長19 m，保證6道、8道有效長滿足1 050 m。

(1)圣佛車站到發(fā)線南(華山方向)延4道、6道、8道布置在直線上(見圖2、圖3)。

圖2 圣佛站到發(fā)線南延4道、6道、8道布置在直線上

圖3 DK556+830—557+150段橫斷面(單位：m)

圣佛車站站房對側(cè)即8道外側(cè)路基坡腳，緊鄰大運(yùn)公路路肩，公路外側(cè)就是汾河，公路護(hù)坡與河岸防護(hù)緊聯(lián)為一體。Ⅱ道、4道線間距為11.5 m，考慮站場平順，整齊，4道、6道、8道線路以直線往南順延后，在鐵路里程K556+830～K557+150段占用了既有大運(yùn)公路320 m長，大運(yùn)公路需向西側(cè)改移，公路最大外移量為10 m。既有公路為二級標(biāo)準(zhǔn)，路面寬12 m(包括路肩加固硬化)，改移公路考慮曲線加寬及其他因素路面采用14 m寬。公路外側(cè)設(shè)置漿砌片石公路路肩擋墻，擋墻頂設(shè)公路邊護(hù)樁，公路內(nèi)側(cè)與鐵路間設(shè)漿砌片石排水槽。

為盡量減少擠壓汾河河道，公路外側(cè)在鐵路里程K556+830～K557+150段，長320 m，需設(shè)置擋墻與河岸防護(hù)結(jié)合起來。擋墻兼護(hù)岸加大基礎(chǔ)深度，并用石籠防護(hù)以防沖刷。擋墻位置正好占用原護(hù)坡近三分之二范圍，這對汾河200多m寬的河道壓縮沒有影響。

(2)圣佛車站到發(fā)線南延4道、6道、8道布置在曲線上(見圖4、圖5)。

圖4 圣佛站到發(fā)線南延4道、6道、8道布置在曲線上(單位：m)

圖5 DK556+975—557+080段橫斷面(單位：m)

4道、6道、8道到發(fā)線以直線往南延伸后，引起大運(yùn)公路西移，并占用汾河河道護(hù)坡，改移大運(yùn)二級公路320 m長，增設(shè)M10漿砌片石路肩擋墻，增設(shè)M7.5漿砌片石排水溝，增設(shè)公路防護(hù)樁320個，若4道、6道、8道到發(fā)線以直線往南延伸，需增加投資234萬元。

經(jīng)與南同蒲籌建指揮部多次協(xié)商，本著節(jié)約投資，固本減末的原則，本著不改移大運(yùn)公路，不侵占汾河河道原則為前提的條件下，改造圣佛站1 050工程。

鑒于上述精神，設(shè)計(jì)時認(rèn)真收集現(xiàn)場資料，多方面進(jìn)行分析、比選，反復(fù)論證。由于Ⅱ道、4道之間設(shè)置有中間站臺，線間距為11.5 m，為不侵占公路，站場到發(fā)線南延時避開Ⅱ道、4道中間站臺后，在里程K556+548.11處開始，以半徑R—4 000 m的反向曲線，將4道、6道、8道南延，將Ⅱ道、4道之間線間距設(shè)計(jì)為5.0 m，各道岔型號及相對位置基本上保持不變，使最外股道6道在里程K556+975—K557+080段設(shè)長105 m路肩擋土墻收回坡腳，不侵占公路，解決了圣佛站到發(fā)線延長1 050 m工程改移大運(yùn)公路和汾河河道的問題，節(jié)省投資234萬元。

6 結(jié)束語

通過上述設(shè)計(jì)，進(jìn)一步認(rèn)識到，車站股道延長應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，認(rèn)真收集現(xiàn)場資料，多方面進(jìn)行分析、比選、反復(fù)論證，摸清情況，統(tǒng)籌兼顧，才能充分利用既有設(shè)備，避免大拆大改，消除不安全因素，充分體現(xiàn)出節(jié)約、固本簡末、安全第一的原則。設(shè)計(jì)中堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，是設(shè)計(jì)好中間站技改及其他設(shè)計(jì)工作的重要保證。

[1] 中華人民共和國鐵道部.GB50090—2006 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2006

[2] 中華人民共和國鐵道部.GB50091—2006 鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2006

[3] 中華人民共和國鐵道部.TB10001—2005 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005

[4] 鐵道第四勘察設(shè)計(jì)院.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(站場及樞紐)[M].北京：中國鐵道出版社，2004

[5] 《常用道岔主要參數(shù)手冊》編寫組.常用道岔主要參數(shù)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2007

[6] 鐵道部第三勘察設(shè)計(jì)院.鐵路站場設(shè)計(jì)常用數(shù)據(jù)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1990

[7] 劉其斌，馬桂貞.鐵路車站及樞紐[M].北京：中國鐵道出版社，2003