邢宏乾
(中鐵七局集團第四工程有限公司)
鐵路車站改造及施工過渡方案的研究
——武康二線站改過渡實例總結
邢宏乾
(中鐵七局集團第四工程有限公司)
鐵路建設是為鐵路運輸生產服務的,保證鐵路大動脈的暢通和運輸能力的需要是制定站改及施工過渡方案的根本原則。
站改及施工過渡方案以實現現場管理能力、勞力資源配置均衡且最小化,施工步驟簡單化,安排工期連續且周期短為原則。即以投入少成本最省為原則。
站改過渡方案中增加臨時過渡線路、道岔必須滿足《鐵路技術管理規程》、《鐵路車站及樞紐設計規范》、《鐵路線路設計規范》等現行規范中有關標準要求,且增加過渡工程費用最省的原則。
站改及施工過渡方案要以電務、供電能緊密配合,過渡簡單、永臨結合且費用最省為原則。
各專業(運輸、工務、電務、供電)相互兼顧、相互妥協的原則。
在站改和過渡施工中,鐵路運輸要保證能力最大化,與施工各專業要點次數多時間長且操作成本最小化,是相互對立的矛盾;施工各專業間也有甲省錢省事了乙就會費錢費事,也有不協調的矛盾。其矛盾主要表現在以下方面:
2.1 站前工務
工務施工與鐵路運輸間的主要矛盾一是工務施工封鎖占用股道(特別是站內正線)數量多少、封鎖時間長短;二是施工過渡期的時間長短和線路的限速條件。
工務與電務間的主要矛盾是工務施工與電務聯鎖條件、信號條件間能否相配合的矛盾。
工務與供電間的主要矛盾是工務施工與供電接觸網定位、供電掛網條件能否相配合的矛盾;
2.2 電務
電務施工與鐵路運輸間的主要矛盾是電務施工過渡、改變既有信聯閉甚至修改計算機軟件時影響運輸組織的矛盾;
2.3 供電
供電施工與鐵路運輸間的主要矛盾是供電施工要點次數多、停電范圍大、甚至供電方式改變而影響運輸組織的矛盾。
站前施工單位是主體施工單位,是站改及施工過渡方案編制的主編單位,也是各專業施工協調的總協調單位,所以對站前施工單位站改及施工過渡方案編制人業務素質要求就很高,不但要對本專業了如指掌,也要掌握電務、供電專業的一般知識,還要熟悉本段鐵路的運輸組織和方式;不能簡單的站在本專業上,通過多方溝通全面了解鐵路運輸與施工各專業間的矛盾。一個站改或過渡方案一般有多個可供選擇的方案,能化解各專業間的矛盾、對鐵路運輸的影響相對最小和施工各專業費用最省且達成一致、又能保證施工和行車的安全者,便是最佳施工方案,也最易獲得審查通過付諸實施。
3.1 在既有區間內增加車站
按“嚴禁進路有關道岔未納入聯鎖時開放信號,接發列車”的要求,則采取先開站啟用信號樓后,在新信號樓的微機聯鎖條件下逐步插撥道岔并納入聯鎖。
3.2 拆除既有車站
在既有線提速擴能和增加二線工程中,拆除既有車站較多。開通大區間全自動閉塞的同時必須同步關閉既有車站信號樓,停用既有車站信聯閉,按“嚴禁進路有關道岔末納入聯鎖時開放信號,接發列車”的要求,則既有車站新正線上的所有道岔已無聯鎖條件必須一次性全部拆除。在武康二線中拆除張灣線路所、清河店線路所、熊營車站、朱坡車站、石花車站都屬于此種情況,但同時拆除兩股正線上至少四組道岔在施工組織安排上有難度,可先一次性拆除道岔的活動部分而視為線路(尖軌轉轍部分,有活動心軌部分也同步拆除),開通后再分次要點拆除原道岔中的固定部分。
3.3 把既有車站改造成新站
在增建二線、提速擴能、新線引入、電氣化改造工程中,站場改造是主要工程項目,主要施工內容包含插撥新道岔、拆除舊道岔、既有線路平縱面修改和既有股道的軌道升級等。
施工方案的編制第一是要考慮盡量減小對鐵路運輸的干擾;第二是要按“營業線站場改造工程中,凡所接入或移動道岔,必須按信號過渡工程設計、施工,將道岔表示納入車站聯鎖后方可開放相應的進出站信號機”的要求重點考慮電務聯鎖過渡的可行性;第三是要考慮工務施工中的施工步驟簡化和工序銜接,將復雜的站改簡單化、條理化。
站場改造的具體思路可循以下思路展開:
3.3.1 盡量不封鎖占用股道或減少封鎖占用股道的數量和時間;盡量不改變列車運行的進路,確需改變列車運行進路按信號換裝或修改信號軟件處理。
3.3.2 車站信號樓是車站聯鎖道岔、控制列車行車信號的平臺。把既有車站改造成新站一般都會新建信號樓,新老兩個信號樓不能同時使用,但兩個信號樓的新老交替密切銜接(即信號設備換裝)是編制站改及過渡方案中的關鍵,在信號換裝前后分別利用好兩個信號樓的聯鎖條件、信號條件來保證鐵路運輸正常運營的是編制站改及過渡方案的核心:
①信號換裝前設計在老車站進出站信號機絕緣以內的、與既有道岔不重位的新道岔均可插入既有線路上開通一個方向并將道岔表示納入老信號樓聯鎖;
②信號換裝前插入新道岔可替換既有道岔且老信號樓有條件(不縮短股道有效長、電力容量和制式滿足)聯鎖替換的,則插入新道岔拆除老道岔(老道岔也可不拆除而納入聯鎖表示);
③股道升級或修改線路平面縱斷面施工的,可利用新增股道設過渡曲線撥接繞行后施工;
④如需開行新股道、新道岔或改變列車進路等老信號樓聯鎖和信號已無條件時,則必須進行信號換裝,點內停用老信號樓同時啟用新信號樓,信號換裝時站場可以分次開通不一次達到設計要求,只要暫時不降低換裝前的運輸條件便可實施;
⑤信號換裝后未插入的道岔可逐步要點插入行車線中并按設計聯鎖條件開通新道岔;
⑥信號換裝后未開通的股道和未引入的線路可逐步施工分步開通,直至全站按設計施工完成全部開通為止。
3.3.3 平面、縱斷面綜合考慮施工方案,如撥接口的線路平面曲線、縱斷面坡度,道岔渡線連接時兩股道高差等。因線路標準提高一般都要調整縱斷面坡度引起站內正線抬(落)道,應先進行縱坡抬(落)道后再進行插撥道岔施工。馬棚車站、陳家湖車站、老河口東站正線都有10-40cm的抬道量,站改方案均采取先抬道再插撥道岔的施工方案。
3.3.4 分步驟施工中前面的施工要為后面的施工創造條件,如騰出新線路和新股道及新道岔的平面位置、為接觸網立柱和電務信號機設置等讓位,甚至為施工騰出材料的進出通道都是施工方案中要兼顧的問題。襄北桐樹店中橋的施工過渡中將中橋的三次過渡與站場道岔鋪設(特別是P60-1/30道岔)和襄渝下行線、焦柳上行客車聯絡線的軌道升級有機結合,同時化解了站改的大難題。
3.3.5 均衡安排各專業的過渡:站改方案中要巧妙的運用施工過渡,包括運輸過渡行車方案、站前工務土建過渡、電務過渡、供電過渡。最佳施工過渡方案不一定是最省錢的方案,但一定是各方最認同的、最易操作的、滿足現行規范和文件規定的、最安全的施工方案。
過渡方案中最常用是過渡曲線,過渡曲線又受現場地形條件和過渡工程費用控制,但又必須滿足運輸限速條件的要求。過渡曲線有單曲線、復曲線、“S”型曲線之分,在實際應用中因區間換邊和站內換股道等最常用是“S”型曲線。其各要素計算如下:
過渡曲線常用設計行車速度為45、60、80、100km/h,80、100km/h按《鐵路線路設計規范》GB50090-2006執行,但45、60km/h無規范要求,為減小工程量,曲線半徑R、緩和曲線長l、夾直線長J按以下要求選配,并試算相應的曲線要素直至滿足過渡工程費用最省為原則:
曲線半徑R:R≥300m,經計算圓曲線長度一般不得小于25m,特殊困難條件下不得小于20m;
緩和曲線長l :貨車線或站線可不設緩和曲線。客貨共線或客車聯絡線按h/i=7.6V2max/2R計算并取10m整倍數,特殊困難條件下可取整至1m且不小于20m;
“S”曲線夾直線長J:選用夾直線長度一般不得小于25m,特殊困難條件下不得小于20m。
在襄北桐樹店中橋施工過渡中過渡“S”曲線設在Ⅳ場道岔咽喉區,并受桐樹店中橋和軍供站(4102#)岔的限制,經比選計算采取夾直線加長設臨4012#岔、B線(焦柳下行線)過渡S曲線按80km/h限條件設計,經鐵路批準已于07年3月實施。