陳建宏

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司濟(jì)南設(shè)計院，山東濟(jì)南 250022)

在以往的鐵路既有線提速改造工程中，一般采用封閉部分線路或?qū)Σ糠值囟蜗匏俚姆绞絹磉M(jìn)行施工過渡。 然而，采取此種措施勢必會對行車造成干擾，并影響線路的通過能力[1]。 國內(nèi)既有鐵路網(wǎng)發(fā)達(dá)且運營調(diào)度技術(shù)成熟，可采用相鄰路網(wǎng)繞行、歸并組合列車開行等方式來解決施工期間線路運能不足的問題[2]。在巴基斯坦ML-1 線(納瓦布沙阿至羅赫里段)提速改造過程中，因相鄰線路設(shè)備陳舊、到發(fā)線長度不足等因素，不具備繞行條件，且巴基斯坦鐵路總公司不同意停開任何列車，故需要尋找合理的運輸組織及施工過渡方案，以解決納瓦布沙阿至羅赫里段施工期間的運輸組織問題。

1 工程概述

1.1 既有線概況[3]

巴基斯坦伊斯蘭共和國鐵路ML-1 線位于巴基斯坦信德省、旁遮普和開伯爾-普赫圖赫瓦三省境內(nèi)，是巴基斯坦鐵路運輸?shù)闹魍ǖ馈?線路南端起于卡拉奇，向東北方向經(jīng)羅赫里、木爾坦、拉合爾后，轉(zhuǎn)向西北方向經(jīng)拉瓦爾品第止于白沙瓦，既有正線全長1 726 km。

既有ML-1 線為內(nèi)燃寬軌(軌距1 676 mm)鐵路，提速改造段落位于信德省納瓦布沙阿市北部、蘇庫爾縣南部，線路南起納瓦布沙阿市城區(qū)，向北經(jīng)帕蒂丹、拉哈路、梅赫拉普、海爾布爾至羅赫里城區(qū)。 既有正線全長186.5 km，既有線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

納瓦布沙阿至羅赫里段目前日行車對數(shù)為31 對(其中旅客列車17 對，貨物列車14 對)。 該段既有車站為18 個，其中2 個為線路所(見表2)。

1.2 工程內(nèi)容

ML-1 線是巴基斯坦鐵路運輸?shù)闹魍ǖ?，客貨交流需求旺盛，但軌道結(jié)構(gòu)年久失修，病害嚴(yán)重，限速區(qū)段多，且通信、信號制式較多，設(shè)施落后，導(dǎo)致線路能力難以正常發(fā)揮。 因此，需要對線路進(jìn)行改造，以提升線路運行速度及通過能力。 本段線路設(shè)計速度目標(biāo)值為

160 km/h。

經(jīng)過多年運營，該段線路設(shè)備陳舊老化，工務(wù)狀況不良，線路幾何尺寸變化較大。 部分地段曲線半徑較小，緩和曲線長度、夾直線長度和坡段長度不能滿足行車速度160 km/h 的要求;另外，既有橋梁承載力也不能滿足提速需求，故需要對線路及相關(guān)配套工程進(jìn)行改造。

表2 既有車站

1.3 工程難點

巴基斯坦鐵路部門提供的資料顯示，納瓦布沙阿至羅赫里段雙線通過能力為41 對/日，目前使用能力為31 對/日，富裕能力僅10 對/日。 根據(jù)以往經(jīng)驗，施工勢必會對線路通過能力造成影響，但是該段線路不存在可供繞行的其他線路，且巴基斯坦鐵路總公司不同意停開列車。 因此，如何保證施工期間線路的通過能力成為工程的最大難點。

2 施工及運輸組織過渡方案

2.1 施工過渡方案

在鐵路既有線改造過程中，選擇一個合理可行的施工過渡方案，可以最大限度地減少施工工期并降低工程投資。 因此，在保證施工期間列車正常運營的前提下，根據(jù)國內(nèi)既有線改造經(jīng)驗，本次共研究了以下幾個施工過渡方案。

(1)要點施工方案[4-5]

利用天窗或要點進(jìn)行施工。 每日利用固定時間對線路進(jìn)行施工作業(yè)，施工完成后即可恢復(fù)線路正常運行。

方案優(yōu)點:利用天窗點施工，可以保證既有線維持雙線運行，對當(dāng)前通過能力影響較小。

方案缺點:①根據(jù)巴方提供的列車時刻表，目前該段線路24h 運行，無固定的維修天窗，多利用行車間隙進(jìn)行簡單養(yǎng)護(hù)維修。 若采用要點施工，將會壓縮每日運營時間，勢必會影響線路的通過能力，使原本就不富裕的通過能力進(jìn)一步降低。 ②易造成施工過程的不連續(xù)，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。 ③要點施工對于短距離線路或者工點施工具有優(yōu)勢，但對于近200 km 長的既有線改造，不僅耗費人力、物力較多，且延長了施工工期，造成工程投資增加巨大。

(2)新建線路方案[6-7]

為了減少施工對列車運營的影響，考慮新建線路進(jìn)行運營，待新建線路通車后，再對既有線進(jìn)行全部或部分改造。

方案優(yōu)點:采用新建線路進(jìn)行過渡，因新建線路條件較好，單線通過能力可基本滿足既有線路的能力需求。

方案缺點:巴基斯坦土地及房屋為私人所有，征地、拆遷難度較大;另外，新建線路需要對既有車站進(jìn)行大規(guī)模改造，以滿足新線引入條件。 因此，新建線路投資巨大，且施工工期得不到保證。

(3)封閉部分線路方案

封閉單側(cè)線路，對封閉線路進(jìn)行系統(tǒng)性改造，此舉需將線路由雙線改為單線運行，且部分地段需要采取限速措施，影響線路通過能力。 通常采用增設(shè)會讓站的方式來提高線路的通過能力。

方案優(yōu)點:該方案僅需在既有區(qū)間增設(shè)部分會讓站，即可對線路進(jìn)行長距離、系統(tǒng)性、連續(xù)性改造，施工難度低，且工程投資較省。

方案缺點:區(qū)間新增臨時會讓站將增加行車調(diào)度的難度。

(4)方案比選

經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比選以及專家討論，并征求巴基斯坦鐵路總公司意見，認(rèn)為封閉部分線路(增加臨時會讓站)方案具有節(jié)省投資、保證工期、施工難度低等諸多優(yōu)點，故選擇封閉部分線路(增加臨時會讓站)方案為推薦方案。

2.2 運輸組織方案

(1)運營能力分析[8-10]

過渡施工期間，采用封閉一側(cè)線路，另一側(cè)線路限速運行的方式。 改造段落按單線運行、區(qū)間限速45 km/h、牽引質(zhì)量2 400 t 進(jìn)行估算。 既有線路運行能力分析見表3

經(jīng)計算，本段限制區(qū)間為Gambat-Tando Masti Khan，平圖能力為24 對/日，貨物列車使用能力為1.6 對/日，能力利用率超過100%，能力嚴(yán)重不足。

表3 既有線路運行能力分析 對/d

(2)臨時會讓站設(shè)置原則

根據(jù)行車計算，在單線運行、區(qū)間限速45 km/h的情況下，站間距不大于7.5 km 可基本滿足既有線的運輸需要。 故在站間距大于7.5 km 時，兩站之間應(yīng)增加臨時會讓站。 納瓦布沙阿至羅赫里段共需增加臨時會讓站14 處。 增加會讓站后，該段運行能力見表4。

表4 增加會讓站后線路運行能力 對/d

續(xù)表4

由表4 可知，增加會讓站后，單線通過能力完全滿足目前列車運行需求。

臨時會讓站為橫列式布置，到發(fā)線有效長為700 m。 根據(jù)本線既有鐵路通信作業(yè)方式，在臨時會讓站新設(shè)有線調(diào)度電話系統(tǒng)和無線微波通信系統(tǒng)(通信設(shè)備配備ups 不間斷電源)，提供站間調(diào)度通信、機車司機與會讓站值班員的無線通信等功能[11]。

(3)信號聯(lián)鎖過渡[12-14]

ML-1 線車站信號主要采用傳統(tǒng)帶有機械臂板的信號機，個別車站使用繼電聯(lián)鎖、色燈信號以及電動轉(zhuǎn)轍機。 本段線路除羅赫里站及兩個線路所使用電鎖器機械聯(lián)鎖外，其余車站均采用全電子計算機聯(lián)鎖設(shè)備。為保證施工期間各站聯(lián)鎖方式的一致，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比選，決定停用既有聯(lián)鎖設(shè)備，新建電鎖器聯(lián)鎖過渡(臨時會讓站亦采用電鎖器聯(lián)鎖)。 股道按雙向接發(fā)列車設(shè)計，室外新設(shè)色燈信號機，道岔采用電動轉(zhuǎn)轍機牽引。區(qū)間為半自動閉塞。 列車從發(fā)車站出發(fā)時，通知接車站辦理接車進(jìn)路，開放進(jìn)站信號機，準(zhǔn)備接車。 車輛完整到達(dá)接車站后，信號關(guān)閉[11-13]。

2.3 施工段落劃分

提速改造期間，雙線運營改為單線運營，在滿足行車能力需求的前提下，部分列車的運行時分會受到影響。 為減少這類影響，共研究了三個段落劃分方案。

(1)一次封閉單線施工方案(方案1)

一次性封閉單線185 km，利用單線運營，一次性新設(shè)14 處會讓站。

(2)分三段封閉先后施工方案(方案2)

單次封閉約60 km 單線，其余段落仍采用雙線運行，每次封閉需新設(shè)約5 處會讓站。

(3)分六段封閉先后施工方案(方案3)

施工期間單次封閉約30 km 單線，其余段落仍采用雙線運行，每次封閉需新設(shè)2～3 處會讓站。

(4)旅客列車延誤對比

編制模擬運行圖，計算旅客列車延誤時間，延誤情況如表5。

表5 旅客列車延誤分析

(5)方案比選 各方案優(yōu)缺點如表6。

表6 分段施工優(yōu)缺點分析

施工工期、工程投資、旅客列車延遲時間等諸多方面的對比表明，全線分三段先后施工方案具有節(jié)約工程投資、與既有客車運行時間相對吻合等優(yōu)點，故推薦采用全線分三段先后施工方案。

3 結(jié)束語

近年來，越來越多的中國企業(yè)參與到海外鐵路項目的建設(shè)中，但國內(nèi)常用的施工及運輸組織方案不一定完全適用于海外鐵路工程。 在本項目中，采用增加會讓站方案保證施工期間的線路通過能力(推薦全線分三段先后施工方案為最終方案)。 研究表明，科學(xué)合理的施工過渡及運輸組織方案可以將施工對既有線的運營干擾降到最低，為營業(yè)線的行車安全提供了有力的保障[15-16]。