楊廣青 艾強(qiáng)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(qiáng)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(chǎng)連接專用線較多、征地拆遷難度大、建設(shè)場(chǎng)地受限、運(yùn)營(yíng)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(shè)方案優(yōu)化實(shí)踐，通過(guò)對(duì)部分方案進(jìn)行分析，提出較好的解決措施及建議。

關(guān)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(jī)場(chǎng)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(cè)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(tái)侵占西固環(huán)線、貨場(chǎng)牽出線線位，對(duì)石崗站南咽喉進(jìn)行相關(guān)改造。

1.2 原設(shè)計(jì)方案

原設(shè)計(jì)112#、113#門式墩為跨兩線門式墩，需對(duì)石崗站既有南咽喉進(jìn)行大范圍改造，111#墩距線路較近，施工前需對(duì)線路進(jìn)行加固，過(guò)渡步驟較多，對(duì)運(yùn)營(yíng)干擾非常大，且改造后弱化了站場(chǎng)功能，使西固環(huán)線與北環(huán)下行線重疊運(yùn)行，新建一條聯(lián)絡(luò)線增加了占地面積和工程投資，工期不好控制，運(yùn)營(yíng)需求無(wú)法實(shí)現(xiàn)，方案難以實(shí)施。原設(shè)計(jì)方案見圖1，主要存在的問(wèn)題如下。

1.2.1 施工安全風(fēng)險(xiǎn)高

（1）站場(chǎng)改動(dòng)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(guò)渡期間：下行車經(jīng)Ⅳ道的進(jìn)路改為側(cè)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(cè)向發(fā)車；上、下行均無(wú)通過(guò)列車進(jìn)路，極大降低了運(yùn)輸效率，擾亂了行車秩序，大大增加了運(yùn)輸壓力，存在運(yùn)營(yíng)組織風(fēng)險(xiǎn)。

（3）在西固環(huán)線改造過(guò)渡期間，將長(zhǎng)時(shí)間影響小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，且通勤客車無(wú)法進(jìn)入1道停車，停入其他股道通勤職工上下車時(shí)，存在人身安全隱患。

（4）蘭化聯(lián)絡(luò)線改造期間將長(zhǎng)時(shí)間影響蘭化專用線取送車作業(yè)。

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

（6）站改工程量大，作業(yè)面集中，改造時(shí)間長(zhǎng)，綜合風(fēng)險(xiǎn)較大，工期不可控。

圖1 石崗站原設(shè)計(jì)方案

1.2.2 對(duì)石崗站功能的影響

（1）西固環(huán)線與蘭化專用線間無(wú)平行進(jìn)路，西固環(huán)線向5—7道接發(fā)車時(shí)，蘭化專用線將長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法進(jìn)行取送車作業(yè)，互相干擾極為嚴(yán)重。

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

1.2.3 施工中存在的問(wèn)題

（1）站場(chǎng)改動(dòng)大，施工方案復(fù)雜，施工過(guò)程難以控制，信號(hào)過(guò)渡次數(shù)多，安全難以保證。

（2）作業(yè)地點(diǎn)集中，場(chǎng)地受限，作業(yè)面難以展開，人員組織、協(xié)調(diào)管理難度大。

（3）正式工程新增道岔等站前站后設(shè)備數(shù)量多，短時(shí)間內(nèi)難以保證供應(yīng)，且過(guò)渡工程新增6組道岔設(shè)計(jì)按借用考慮，設(shè)計(jì)時(shí)并未考慮實(shí)際情況，資源無(wú)法調(diào)配。

（4）征地拆遷工作量大，占地面積多，工期無(wú)法保證。

（5）新鋪線路長(zhǎng)，挖填土方量大，大型機(jī)械作業(yè)多，成本較高。

（6）停點(diǎn)次數(shù)多，封鎖線路時(shí)間長(zhǎng)，施工行車干擾大，實(shí)施階段方案審查難以通過(guò)，對(duì)蘭化作業(yè)影響大。

1.3 優(yōu)化后的方案

針對(duì)以上問(wèn)題，建設(shè)單位積極組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)等單位人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，召開多次方案研究、討論分析會(huì)議，經(jīng)過(guò)9次優(yōu)化穩(wěn)定形成了最終方案：取消新建聯(lián)絡(luò)線；將111#門式墩改為普通墩，承臺(tái)旋轉(zhuǎn)至外邊緣與既有西固環(huán)線平行，將墩身、承臺(tái)放大，樁基加密（增加3根）；將112#、113#門式墩由跨2條線路調(diào)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(dāng)保留部分貨運(yùn)線與北環(huán)上行線連接，使1—2道與Ⅲ道同時(shí)具備接發(fā)車功能。石崗站優(yōu)化設(shè)計(jì)方案見圖2，方案優(yōu)化后具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（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(luò)線的建設(shè)及既有西固環(huán)線的撥移，僅需對(duì)既有28號(hào)道岔進(jìn)行改造，18號(hào)、22號(hào)道岔利舊，為便于維護(hù)，將32號(hào)—38號(hào)交分道岔更換為混凝土型，新增道岔數(shù)量少，新鋪線路長(zhǎng)僅約230m，土方量很少，投資少、實(shí)施組織管理簡(jiǎn)單，信號(hào)過(guò)渡次數(shù)少，接觸網(wǎng)改移量小，安全得到了保證，且大型機(jī)械道路暢通，材料運(yùn)輸便利，解決了111#墩施工侵限等問(wèn)題。

（2）滿足了運(yùn)輸需求和功能：保留1—7道股道有效長(zhǎng)與既有一致；保留原有西固環(huán)線與蘭化302線的平行進(jìn)路；原有進(jìn)站、出站信號(hào)機(jī)等列車信號(hào)機(jī)坐標(biāo)不變，改造時(shí)無(wú)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(yùn)行的干擾問(wèn)題；保留部分貨運(yùn)線與北環(huán)上行線連接，使1—2道與Ⅲ道同時(shí)具備接、發(fā)車功能。

（3）減少了對(duì)運(yùn)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(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)等車列的正常運(yùn)行；減少施工“天窗”約50個(gè)；減少封鎖線路約10次。

（4）最大程度降低了安全風(fēng)險(xiǎn)：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(hào)過(guò)渡；減少了接觸網(wǎng)過(guò)渡改移；減少了安全投入及站段配合次數(shù)、時(shí)間。

（5）為整體工程推進(jìn)創(chuàng)造了良好局面，使項(xiàng)目整體建設(shè)進(jìn)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(wàn)元，在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、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(yùn)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(hào)道岔渡線進(jìn)行轉(zhuǎn)線運(yùn)行。

圖2 石崗站優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.2 原設(shè)計(jì)方案

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

（1）上、下行過(guò)渡便線設(shè)計(jì)考慮利用既有2條牽出線，實(shí)際2條牽出線上的H1、Z1、G1、G3為1/9號(hào)木枕道岔，且線路質(zhì)量較差，平時(shí)只進(jìn)行調(diào)車作業(yè)，線路標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到正線條件，過(guò)渡期間作為客、貨運(yùn)列車正線，安全無(wú)法保障。

（2）北側(cè)撥移貨場(chǎng)牽出線時(shí)，侵占耕地，存在臨時(shí)用地征用辦理手續(xù)，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成，影響工程實(shí)施進(jìn)度，工期無(wú)法控制，后期需還建恢復(fù)，造成投資浪費(fèi)。

（3）南側(cè)牽出線連接儲(chǔ)運(yùn)公司、舊軌料庫(kù)、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(guó)家基建項(xiàng)目建設(shè)高峰期，下行過(guò)渡正線與牽出線共用后，嚴(yán)重影響焊軌廠、舊軌料庫(kù)、儲(chǔ)運(yùn)公司取送車作業(yè)，重要的是影響國(guó)家西北片區(qū)鐵路基建項(xiàng)目百米無(wú)縫鋼軌的焊接與配送。

（4）下行過(guò)渡便線連接的專用線設(shè)置3臺(tái)脫軌器作為與正線的安全隔開設(shè)備，脫軌器表示未納入聯(lián)鎖，需設(shè)人操縱脫軌器的轉(zhuǎn)換，并人工確認(rèn)位置正確，安全可靠性無(wú)法保證，且脫軌器對(duì)速度范圍外的行車無(wú)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(guò)渡便線新鋪350m路基及線路、專用線設(shè)置3臺(tái)脫軌器，上行過(guò)渡便線增設(shè)L1/L3、L5號(hào)道岔及渡線，撥移貨場(chǎng)線及牽出線，過(guò)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(duì)以上問(wèn)題，建設(shè)單位積極組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)等單位人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，召開多次方案研究、討論分析會(huì)議，結(jié)合進(jìn)度、工期、投資、用地等考慮，經(jīng)過(guò)4次優(yōu)化穩(wěn)定形成了最終方案：停用貨場(chǎng)線、H1號(hào)道岔及東邊牽出線部分，取消牽出線撥移、L1—L3號(hào)道岔、上行過(guò)渡便線及專用線增設(shè)的3組脫軌器、過(guò)渡聯(lián)鎖軟件修改、耕地占用等項(xiàng)目?jī)?nèi)容，將上行線用曲線半徑分別為1000m、800m、1800m的3個(gè)反向曲線順接完成過(guò)渡；緊鄰上行過(guò)渡便線南側(cè)拆除既有廢棄橋梁一座，新建一座箱形橋與兩側(cè)既有箱形橋相接；預(yù)鋪蘭新上、下行正線，鋪設(shè)4組18號(hào)道岔，點(diǎn)內(nèi)插入1組18號(hào)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(hào)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(diǎn)：

（1）對(duì)上行過(guò)渡便線進(jìn)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(yùn)輸效率。

（2）停用貨場(chǎng)，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(shè)計(jì)方案

圖4 河口南站優(yōu)化方案

（3）取消下行過(guò)渡便線，節(jié)約了工程投資約1385萬(wàn)元，同時(shí)也保證了焊軌廠、儲(chǔ)運(yùn)公司出入車作業(yè)，未對(duì)貨運(yùn)收入、西北片區(qū)鐵路建設(shè)長(zhǎng)軌運(yùn)輸造成影響。

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

（5）西咽喉Ⅳ道和Ⅴ道間增設(shè)60/62號(hào)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(guān)鍵問(wèn)題

根據(jù)以上兩站優(yōu)化過(guò)程，結(jié)合蘭州鐵路樞紐其他既有線站改實(shí)際情況，在樞紐既有線施工方案優(yōu)化時(shí)，應(yīng)著重思考以下幾方面的問(wèn)題：

（1）樞紐車站一般在市區(qū)內(nèi)，站場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)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(shí)施提前打好基礎(chǔ)。

（2）樞紐車站一般連接多條專用線，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)備產(chǎn)權(quán)、站前站后設(shè)計(jì)結(jié)合、施工時(shí)停用時(shí)間限制等；專用線道岔、線路質(zhì)量較差，若站前不改造，僅站后改造可能存在設(shè)備無(wú)法安裝或安裝后難以保證正常使用的情況。

（3）站場(chǎng)布局時(shí)，若咽喉區(qū)存在多條鐵路干線、專用線，應(yīng)布置各種平行進(jìn)路，盡可能具備同時(shí)接車、同時(shí)發(fā)車、同時(shí)接發(fā)車、同時(shí)接發(fā)車與調(diào)車的功能，使用最少設(shè)備使運(yùn)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(fù)式交分道岔，而現(xiàn)階段鐵路提速、動(dòng)車組開行，使得設(shè)備難以滿足運(yùn)營(yíng)要求，需同步考慮至少將正線或客車進(jìn)路上的復(fù)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(gè)基本站臺(tái)，涉及小站改造時(shí)，應(yīng)考慮好小客車的?？烤€路，并在實(shí)施階段組織好旅客乘降。

（6）車站改造時(shí)，車務(wù)人員一般希望將既有專用線相關(guān)道岔也納入聯(lián)鎖，以便行車組織，此時(shí)需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，往往專用線軌道信號(hào)設(shè)備無(wú)法安裝，以減少不必要的反復(fù)工作和廢棄工程。

（7）站改方案應(yīng)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(yīng)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(shí)準(zhǔn)確。

（9）當(dāng)對(duì)站場(chǎng)布局較為復(fù)雜的電氣集中車站僅進(jìn)行正線撥移過(guò)渡改造時(shí)，為降低電路改造施工的安全風(fēng)險(xiǎn)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(hào)機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置，室內(nèi)道岔過(guò)渡的方式進(jìn)行處理。

（10）樞紐改造涉及的站場(chǎng)都較為復(fù)雜，對(duì)信號(hào)顯示關(guān)系、電碼化載頻等問(wèn)題應(yīng)統(tǒng)籌研究考慮。

（11）為使線路便于大機(jī)搗固維護(hù)，一般客運(yùn)站等股道應(yīng)盡量不采用寬枕板。

（12）站前與站后、站后與站后設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行充分技術(shù)交底工作，使設(shè)備安裝互不影響使用，接口關(guān)系正確。

（13）對(duì)既有站場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行細(xì)致調(diào)查，盡可能利舊設(shè)備，降低工程投資。

（14）盡量減少過(guò)渡工程，過(guò)渡便線工程標(biāo)準(zhǔn)一般不低于本線標(biāo)準(zhǔn)。

（15）站場(chǎng)改造應(yīng)盡可能改善行車功能，不能弱化站場(chǎng)功能。

（16）應(yīng)對(duì)既有隱蔽的光纜、電纜徑路進(jìn)行調(diào)查，制定遷移割接專項(xiàng)施工方案。

（17）在既有站場(chǎng)行車進(jìn)路富余的條件下，應(yīng)考慮行車?yán)@行過(guò)渡方式，騰出場(chǎng)地進(jìn)行點(diǎn)外鋪軌、鋪岔及設(shè)備安裝，尤其是大號(hào)碼道岔鋪設(shè)等，盡可能降低或分解天窗點(diǎn)內(nèi)施工的內(nèi)容，降低安全風(fēng)險(xiǎn)與壓力。

（18）復(fù)線區(qū)段涉及區(qū)間線路多次撥移情況時(shí)，應(yīng)考慮將閉塞改為半自動(dòng)方式或?qū)^(qū)間自閉電纜等一次遷改到位，減少工程中信號(hào)電纜的反復(fù)遷改，既能降低安全風(fēng)險(xiǎn)，又能節(jié)省工程投資，還可節(jié)約工期。

4 結(jié)束語(yǔ)

既有線改造是一項(xiàng)重點(diǎn)、難點(diǎn)工程，尤其是樞紐既有線改造工程，更是復(fù)雜、龐大，優(yōu)化好樞紐既有線建設(shè)方案非常重要。在具體項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合統(tǒng)籌考慮，做到征地拆遷、運(yùn)營(yíng)安全、投資、進(jìn)度、運(yùn)營(yíng)需求等多方面的協(xié)調(diào)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(qiáng)娃：蘭州樞紐工程建設(shè)指揮部，工程師，甘肅 蘭州，730000

責(zé)任編輯 高紅義

中圖分類號(hào)：U218

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-061X（2015）05-0015-04