國外高速鐵路綜合維修設計研究

熊歡歡

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

國外高速鐵路綜合維修設計研究

熊歡歡

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

高速鐵路基礎設施養護維修采用綜合維修管理體制有利于資源整合、統一管理。國外高速鐵路項目工程設計有其特殊性，鐵路基礎設施綜合維修的規模、功能定位和業主需求與國內項目設計有較大差異。本文通過對高速鐵路養護維修UIC標準、美國標準及中國標準的分析，結合國外高速鐵路綜合維修設計實例，提出了綜合維修中心、綜合維修車間和綜合維修工區的三級綜合維修基地設置方案。并就綜合維修中心關鍵設備的配置及檢修、總圖布置和主要設施等進行設計研究。結合國外項目特點，通過綜合維修中心與機車車輛檢修基地的優化設置，將大型養路機械及其他軌行車輛與機車車輛的檢修基地合并設置，以實現設施共享。

國外高速鐵路； 綜合維修； 設計標準； 方案設計

常規鐵路線路、路基、橋涵、隧道、牽引供電、接觸網、電力、通信、信號、信息、給排水、房屋建筑等基礎設施采用段所分設的專業段管理維修體制，如設置工務段、供電段、電務段等。行車速度200 km/h及以上的客貨共線鐵路、客運專線和高速鐵路，由于高速行車對輪軌關系、弓網關系、監測與控制、旅客舒適度提出了高質量的要求，高速行車的安全性和環境保護的重要性，使得路基、軌道、接觸網、供電與車輛、信號控制、通信遠動等密不可分。同時，行車追蹤間隔時間短，行車密度高，為了保證安全，對于養護維修作業必須貫徹“行車不施工，施工不行車”的原則。為了適應行車速度200 km/h及以上鐵路基礎設施對維修保養工作的內容、時間要求，各專業在同一天窗時間內統一安排作業，實行綜合調度安排，統一管理。

綜合維修是對生產維修單位的業務及相關設施進行有機整合，形成統一機構，使之在一個集約的體制下運作，有利于提高天窗修綜合利用率。實行綜合維修體制，可以精簡機構，強化管理，減少房屋、機具、人員等配備。

為此TG/01-2014《鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)》[1]中規定：基礎設施優先采用綜合維修模式；TB10621-2014《高速鐵路設計規范》[2]中規定：維修設施應按專業強化、資源綜合、集中管理的原則進行布局和規劃。

隨著近年我國“高鐵外交”和“一帶一路”戰略契機，中國高速鐵路“走出去”重大項目將越來越多。目前國際上對中國鐵路標準的認知度較低，國外高速鐵路項目工程設計有其特殊性，鐵路基礎設施綜合維修的布局、規模、功能定位和業主需求與國內項目設計有較大差異。本文從高速鐵路養護維修的設計標準、綜合維修基地分布及性質、關鍵設備、總圖布置和主要設施等方面分析國外高速鐵路綜合維修設計。

1 國內外鐵路技術標準

從設計角度看，國外鐵路項目規范標準的應用是設計的關鍵因素之一。通過近幾年對國外鐵路項目設計的實踐，國際鐵路聯盟(UIC)標準及美國鐵路標準成為國外建設鐵路的首選標準。

1.1 UIC技術標準

國際鐵路聯盟(UIC)規范中無高速鐵路基礎設施維修機構及維修設施相關的內容，關于高速鐵路(行車速度在220 km/h以上)養護維修的描述包含在《高速鐵路線路的維修》(IF-7/96)[3]和《高速鐵路線路的維修》(Report 2010)[4]報告中，此報告屬于參考信息，不作為規范使用。

UIC報告中規定的維修基地分為3類：輕型基地、全功能基地和材料應急車間。輕型基地設置有工作車間、工具存放間、食堂、浴室、停車場、小型備件存放區等生產生活設施。全功能基地除輕型基地設置的設施外，另外還包括設置有照明設施的、用于停放軌道車輛的3條長300 m的股道，其中一條股道應設置檢查地溝；5 000 L容量的燃料罐加油站；便于往軌道車輛上裝卸材料及維修設備的高站臺和端站臺；備品、備件和材料存放區(配備照明設施)，并設保護圍欄、防盜報警和視頻監控系統。材料應急車間可與全功能基地合設或單獨設置，配置有軌道、搶修所用的備品與備件，包括鋼軌、道岔、接觸網材料、通信電纜等。

材料應急車間約每500 km設置一處；UIC報告中規定從維修基地到達維修現場時間不應超過1 h，若軌行車輛和汽車旅行速度為75 km/h，則一個維修基地管轄的范圍為150 km。

1.2 美國鐵路技術標準

美國《鐵路工程手冊》[5]將高速鐵路定義為時速150英里(約合241公里)以上的鐵路，手冊中高速鐵路部分關于基礎設施的維修內容尚未編寫。美國鐵路的基礎設施的維修模式為分專業維修，手冊普速鐵路部分未述及基礎設施維修機構設置及其功能、養護維修設備配置的相關內容，但關于養護維修設備維修車間的內容包含在第三卷“基礎設施和乘客”第六章第九部分“線路維修設備集中維修車間的設計標準”。集中維修車間負責轄區內大、中、小型養路機械設備的維修工作。

1.3 中國鐵路技術標準

TG/01-2014《鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)》中規定：基礎設施實行天窗修制度，優先采用綜合維修模式。TB 10621-2014《高速鐵路設計規范》中規定：高速鐵路維修設施應包括維修基地(段)、維修車間及維修工區，并應按承擔線路、路基、橋涵、隧道、災害監測、牽引供電、電力、給排水、通信、信號、信息、房屋建筑等設施的維修工作內容進行設計。并就專業維修內容、管轄范圍、設備配置、接口及維修基地、車間和工區設計總平面布置等進行詳細規定。

2 綜合維修設計方案研究

本文以國外某高速鐵路EPC項目為例對綜合維修設計方案進行探討。該國北部鐵路Tinaco至Anaco，線路全長約468.7 km，為客貨共線有砟鐵路，客運最高速度250 km/h，貨運最高速度120 km/h，兩端無既有鐵路相連。

2.1 綜合維修基地分布及性質

綜合維修基地分為3級，分別為綜合維修中心、綜合維修車間和綜合維修工區。

根據該項目特點，將檢測中心、綜合維修段及工務機械段等合設在綜合維修中心。

綜合維修中心是本線各項固定設施檢查、維修、養護的一級生產組織、調度指揮和管理機構，同時承擔全線工務、供變電、通信信號、電力等設備的集中修理；鐵路線路檢測和維修等大型養路機械作業(以下簡稱“大機”)；大機、其它軌行車輛的整備、檢修功能；零配件儲備及配送功能等。

綜合維修車間承擔管內固定設施的日常管理和維修作業組織、物資的存儲和調配、緊急搶修及配合線路維修機組的作業等。

綜合維修工區承擔管內固定設施的日常巡檢與保養、臨時補修和小型搶修等作業。

本線在Chaguaramas設1處綜合維修中心(含Chaguaramas綜合維修車間)，維修機構設置及管轄范圍，如圖1所示。

圖1 綜合維修基地分布示意圖

2.2 綜合維修中心關鍵設備

Chaguaramas綜合維修中心配屬的關鍵設備有：

(1)大型檢測設備：1臺軌道檢測車、1臺接觸網檢測車、1臺鋼軌探傷車。

(2)大機維修機組：2臺雙枕搗固車、1臺動力道岔穩定車、1臺配碴整形車。

(3)大機維修機組附屬車輛：1臺發電車、1臺機械維修車、1臺材料車、1臺工程指揮車、1臺文化教育車、1臺餐車、2臺宿營車、1臺茶爐淋浴車、1臺水槽車、1臺油槽車、1臺牽引車。

(4)鋼軌打磨車1列。

(5)供電搶修車組：1臺接觸網架線車、1臺接觸網恒張力放線車、1臺軌道吊車。

(6)綜合維修車間軌行車輛：每處車間設置接觸網作業車組1組(包含2臺接觸網作業車及2臺軌道平車)，軌料運輸車組1組(包含2臺重型軌道車及2臺軌道平車)。

(7)小型養護維修機械及檢測設備；大機檢測及檢修設備等。

2.3 綜合維修中心總圖設計

2.3.1 總圖布置原則

(1)綜合維修中心應滿足鐵路樞紐規劃，緊鄰機車車輛維修基地布置，并充分利用機車車輛基地相關設施。

(2)總平面布置應考慮工藝布局合理順暢，總圖布置緊湊合理。大型檢測、維修車輛上道徑路順暢，以最少的走行距離完成作業過程。

(3)中心內股道布置形式一般為盡頭式；股道間距、坡道需符合有關規定和生產作業的需要。

(4)中心內房屋標高應與軌頂標高平齊，道路標高按照低于軌頂標高0.3 m設計并與場外相通；各建筑物的布置應符合防火安全等有關規定。

2.3.2 大機及軌行車輛的檢修

Chaguaramas綜合維修中心包含了大機及軌行車輛檢修等內容，大型養路機械檢修規模按檢修制度、檢修內容及要求、檢修周期、檢修庫停時間等計算維修臺位，進而確定合理的規模。

大機及軌行車輛采用全面修和年修相結合的檢修工藝[6]，根據配屬大型養路機械的數量計算所需檢修臺位，具體計算過程如下：

(1)全面修檢修臺位

①全面修臺數：

N全=N配/T全

(1)

式中：N配——大機及其他軌行車輛臺數(臺)；T全——全面修平均周期，為6年。

②全面修臺位：

A全=N全·t全·α全/T

(2)

式中：N全——年全面修車臺數；T——年法定檢修工作日；t全——全面修庫停時間；α全——全面修不均衡系數，取1.1。

(2)年修臺位

①年修臺數：

N年=N配/T年-N全

(3)

式中：N配——大機及其他軌行車輛臺數(臺)；T年——年修周期，為2年；N全——年全面修臺數。

②年修臺位：

A年=N年·t年·α年/T

(4)

式中：N年——年修車臺數；T——年法定檢修工作日；t年——年修庫停時間；α年——年修不均衡系數，取1.1。

根據上述計算公式及結合該國實際情況確定大機及軌行車輛檢修時長，計算結果如表1所示。得出Chaguaramas綜合維修中心所需的檢修臺位為1個臺位，綜合考慮大機及軌行車輛的長度確定檢修臺位長為30 m。

表1 檢修臺位數計算表

為實現資源共享、節約工程投資，將Chaguaramas綜合維修中心大機及軌行車輛的檢修與Chaguaramas機車車輛檢修基地[7]合并設置，大機及軌行車輛的日常檢查保養、定期檢查綜合維修中心、車間完成。

2.3.3 股道設置

Chaguaramas綜合維修中心停放的大機、軌行車輛及其長度，如表2所示。

依據表2，綜合維修中心內股道設置情況如下：

(1)大機維修機組、鋼軌打磨車、鋼軌探傷車及回修車停放線1條，有效長260 m。

(2)大機維修機組附屬車輛停放線1條，有效長260 m。

(3)輔助車輛或材料車停放線1條，有效長350 m。

(4)供電搶修車組、軌料運輸車組、接觸網作業車組及軌檢車、接觸網檢測車停放線各1條，4條軌道上設軌道車庫，股道有效長不小于120 m(直線段不小于80 m)。

2.3.4 主要設施設置

根據綜合維修中心的作業內容、部門設置和生產需要，在中心內設置了綜合維修中心辦公樓、綜合維修車間辦公樓、

軌道車庫及機具庫、綜合機修車間、 通信

信號檢修樓、供電檢修車間、配件材料庫、材料棚、絕緣油庫、變電所、食堂、浴室、公寓等生產房屋以及生活房屋。

綜合維修中心室外設有汽車停車場、材料堆場、裝卸站臺、給水設施、照明設施、綠化等。另為便于材料裝卸，在材料裝卸線上應設有門式起重機；為便于軌道車輛的日常保養、定期檢查，在軌道車庫設置有檢查地溝。

Chaguaramas綜合維修中心總平面布置，如圖2所示。綜合維修中心與機車車輛檢修基地共址修建，大機及軌行車輛的加油需求由中心及檢修基地之間的油庫供應。

圖2 Chaguaramas綜合維修中心總平面布置圖

3 結束語

本文通過對高速鐵路養護維修UIC標準、美國標準及中國標準的梳理，并結合國外高速鐵路EPC項目，提出了國外高速鐵路基礎設施養護維修應采用的綜合維修管理體制。綜合維修基地分為綜合維修中心、綜合維修車間和綜合維修工區三級，并就綜合維修中心關鍵設備的配置及檢修、股道、主要生產生活設施等進行分析研究。在綜合維修基地設計中，最大程度上滿足了國外相關標準中涉及的信息內容，以保證后續設計文件順利通過審查。

大機及軌行車輛的配置及檢修在國內項目設計中考慮得較簡單，但在國外項目設計中須進行全面分析，本文結合項目實際，將大機及軌行車輛的檢修與機車車輛檢修基地合并設置，通過綜合維修中心與機車車輛基地的優化設置，可實現設施共享。

[1] TG/01-2014 鐵路技術管理規程(高速鐵路部分) [S]. TG/01-2014 Railway Technical Management Rules (High speed railway section) [S].

[2] TB 10621-2014 高速鐵路設計規范 [S]. TB 10621-2014 Code for Design of High Speed Railway [S].

[3] 國際鐵路聯盟. 高速鐵路線路的維修 [R]. 巴黎：國際鐵路聯盟, 1996. UIC. Maintenance of High Speed Lines [R]. Paris: UIC, 1996.

[4] 國際鐵路聯盟. 高速鐵路線路的維修 [R]. 巴黎：國際鐵路聯盟, 2010. UIC. Maintenance of High Speed Lines(Report 2010) [R]. Paris: UIC, 2010.

[5] 美國鐵路工程和道路維護協會, 鐵路工程手冊 [S]. AREMA, Manual for Railway Engineering [S].

[6] 周明翔. 鐵路客運專線基礎設施維修基地設計研究 [J]. 鐵道工程學報, 2012 (2) :64-68. ZHOU Mingxiang. Research on Design of Infrastructure Maintenance Base of Passenger Dedicated Line [J]. Journal of Railway Engineering Society, 2012 (2) :64-68.

[7] 黃波,許誠昕. 基于國外鐵路維修車間設計的探索 [J]. 鐵道工程學報, 2011 (4) :79-81. HUANG Bo, XU Chengxin. Discussion on Design of Repair Base of Railway Rolling Stock Based on Foreign Experience [J]. Journal of Railway Engineering Society, 2011 (4) :79-81.

Research on Design of Comprehensive Maintenance of Foreign High Speed Railway

XIONG Huanhuan

(China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd., Chengdu 610031, China)

Infrastructure maintenance of high speed railway using comprehensive maintenance management system is conducive to the integration of resources and unified management. The design of foreign high speed railway project has its own peculiarities, the comprehensive maintenance scale, function and owners’ needs are quite different from the domestic project design. Based on the analysis on UIC standard, American standard and Chinese standard, combined with the design example of comprehensive maintenance of foreign high speed railway, a setting proposal of three-level maintenance base including comprehensive maintenance center, comprehensive maintenance workshop and comprehensive maintenance work area is put forward. Research on design of the configuration and maintenance of critical equipment, general layout and main facilities for comprehensive maintenance center is done, and Combing with the characteristics of foreign projects, by optimizing the comprehensive maintenance center and rolling stock maintenance base and setting the maintenance facility of the large maintenance machinery and other track rolling stock together with rolling stock maintenance base to achieve shared facilities.

foreign high speed railway; comprehensive maintenance; standard for design; schematic design

2015-10-08

熊歡歡(1984-)，男，工程師。

1674—8247(2016)03—0034—04

U238

A