道床電阻與ZPW-2000G軌道電路設置的分析

佘定國

（中國鐵路廣州局集團有限公司懷化電務段，湖南懷化 418000）

1 概述

改建鐵路重慶至懷化線梅江至同田灣段增建二線行進于云貴高原東緣，線路自渝黔省界開始，經大路河、蘭橋、孟溪、普覺、沙壩、桃映、觀音山等鎮，于銅仁附近又沿錦江而下，經過九龍洞國家風景名勝區，而后在錦和進入沅麻紅色盆地丘陵地區，直至終點同田灣。

既有線路自渝黔省界開始包含梅江站、蘭橋站、孟溪站、普覺站、沙壩村站、桃映站、觀音嶺站、銅仁站渝懷場、銅仁東站、漾頭站、郭公坪站、錦和站、齊天坪站及同田灣站，共14個車站。

線路橋梁總長約為21.6 km，均為混凝土橋梁，其中最長的為錦和錦江大橋，約為646 m；隧道總長約為41.5 km，均為有砟隧道，其中最長的為盤龍坡隧道，約為2.4 km，長度超過700 m的共計20處。

渝懷增建二線工程，長大橋隧較多，氣候潮濕，線路道床電阻對軌道電路的工作質量影響較大。為確保渝懷線自動閉塞軌道電路區段長度設計合理以及開通后最大限度地避免因線路環境影響，導致軌道電路故障頻發的風險。在項目之初，開展了線路環境的調研與道床電阻的測量工作，并根據調研結果統籌考慮既有線、新建線軌道電路區段的設置劃分問題，制定區間軌道電路的調整方案。

2 調研分析

2.1 道床電阻調查測量

渝懷鐵路既有線區間原為半自動閉塞，車站接近區段軌道電路為ZPW-2000A制式軌道電路，接近區段以外的區間沒有設置軌道電路。

在懷化電務段多年的運營維護中，總結和積累了相當多的應用、運用數據。項目啟動之初，對其使用的接近區段軌道電路的道床漏泄情況進行匯總分析，組織調查了各個車站接近軌道電路區段的調整情況，并對其進行理論推算，典型道床電阻推算值如表1所示。

從表1中可以看出，維護結果與推算結果基本一致，根據中國鐵路廣州局集團有限公司電務部印發的《關于做好渝懷線ZPW-2000G軌道電路上道工作的函》（電函[2019]57號），要求“針對渝懷線隧道、橋梁多，現場道床電阻低的問題，開展既有線和新線全線道床電阻等現場運用環境測量點的測量工作。其中隧道地段14個測量點、路基地段9個測量點、橋梁路基混合地段3個測試點、隧道路基混合地段5個測量點、隧道橋梁混合地段1個測試點。測試結果舉例如表2所示。

從測量過程及結果可見，個別隧道內環境潮濕，排水效果不好，導致道床漏泄較大，低于《ZPW-2000軌道電路技術條件》（TB/T 3206-2017）有砟軌道線路軌道電路可靠工作長度最低道砟電阻的要求，雨季尤為明顯，不利于軌道電路的傳輸。

2.2 既有線不能一次性調整區段情況

根據懷化電務段多年運營維護中總結和積累的應用、運用數據，匯總得出2017年、2018年涉及不能一次性調整的區段共計13個。軌道電路不能實現一次調整，極大地增加現場維護的難度和工作量，降低運輸效率。典型區段詳細情況如表3所示。

表3 不能一次性調整區段情況統計Tab.3 The sections cannot be adjusted at one time

其中觀音嶺站X2JG二次調整次數較多，因此以觀音嶺站X2JG為例對其進行道床電阻實際測量，同時收集室內數據進行道床電阻推算，用以驗證道床電阻推算的準確性。X2JG道床電阻實測數據與推算結果如表4、5所示。

表4 X2JG道床電阻實測數據Tab.4 Measured resistance of ballast X2JG

表5 X2JG道床電阻推算結果Tab.5 Calculation resistance of ballast X2JG

通過觀音嶺站X2JG實際測量道床電阻與推算數據對比，誤差不大于10%。在此基礎上，對2017年至2018年不能一次性調整區段調整前、后適應道床電阻進行理論推算，典型推算數據如表6所示。

表6 二次調整區段調整前后適應的道床電阻Tab.6 Suitable ballast resistance before and after adjustment in the secondary adjustment section

通過分析，調整前、后的區段最低道床電阻范圍已達到0.5～0.8 Ω·km。

2018年比2017年不能一次性調整區段調整次數減少的主要原因為更換長鋼軌，同步對鋼軌扣件系統、橡膠墊板進行更換，一定程度上改善了線路環境，繼而道床電阻升高，調整次數減少。

3 解決措施

3.1 線路整治

通過前期對既有線路的調查分析，針對上述問題對線路進行排查整治，采取如道砟清篩，更換鋼軌扣件系統，拆除線路中不良接地等措施改善線路環境。以郭公坪站陰山岔2號隧道外方（重慶方面）為例，工務人員對該區域的鋼軌扣件系統進行更換。同一測量點更換前、后的道床測量數據如表7所示。

表7 線路環境整治前后道床電阻對比Tab.7 Comparison of ballast resistance before and after line environmental renovation

從整治前、后的測試數據可以看出，效果明顯，道床電阻提高近83%。

3.2 區段分割設置

雖然線路整治措施在一定程度上能有效提高道床電阻，但在大長隧道內，環境潮濕，在暴雨等惡劣天氣下，道床電阻仍然下降嚴重，根據歷史經驗，不能一次性調整區段多為隧道區段。在低道床環境下，區段長度與軌道電路工作的穩定性有直接關系，以區段長度750 m和1 400 m為例，計算并繪制道床電阻與軌入電壓的關系曲線，如圖1所示。

圖1 道床電阻與軌入電壓的關系曲線Fig.1 The relation curve between ballast resistance and feed-in voltage

從圖1中可以看出，在道床電阻同為0.5 Ω·km條件下，區段長度750 m的軌入電壓值明顯高于區段長度為1 400 m的軌入電壓值，故長度相對短的區段適應低道床環境的能力更強，所以隧道、橋梁地段通過分割，控制區段長度基本在750 m以下，基本能滿足軌道電路一次調整的要求。

3.3 軌道電路調整

鑒于既有線不能一次性調整區段的調整情況及數據，結合各區段所處的線路環境，有針對性的出具軌道電路調整參考表，例如混合道床線路，通過仿真建模，出具的調整表更加接近現場的實際運行環境。為解決暴雨時節道床電阻驟降導致軌道電路出現“紅光帶”的現象，制定出特殊調整方案，并出具特殊軌道電路調整參考表，保障ZPW-2000G軌道電路傳輸性能。

4 結束語

ZPW-2000系列軌道電路，是中國鐵路安全性高、傳輸性能較好的自動閉塞制式，并在全國得到大面積的應用。渝懷線環境多樣，隧道橋梁較多，所處地域雨季時節較長，暴雨天較為頻繁。自開通至今，區間ZPW-2000G軌道電路可靠穩定運行，情況良好。項目從前期調研到后期的順利開通，為類似線路的開通調試提供寶貴的經驗和重要的指導意義。自開通至今，整條線路區間軌道電路運行情況穩定。