重載鐵路技術(shù)作業(yè)站圖型研究

王智業(yè)，張兵

（1. 中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088；2. 中國路橋工程有限責(zé)任公司，北京 100011）

隨著大秦線4.0億t、朔黃線3.5億t擴(kuò)能改造，山西中南部鐵路通道（瓦塘—日照鐵路）等重載鐵路的成功建設(shè)和運(yùn)營，我國重載鐵路得到快速發(fā)展，成為解決鐵路貨運(yùn)“瓶頸”問題的有效措施之一。重載鐵路技術(shù)作業(yè)站是承擔(dān)安全運(yùn)輸及大能力、高效率作業(yè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對重載鐵路技術(shù)作業(yè)站作業(yè)方式和圖型進(jìn)行研究，提出技術(shù)作業(yè)站的平面布置圖型，分析不同圖型的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，為我國重載鐵路的建設(shè)、運(yùn)營提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)參考。

1 我國重載鐵路運(yùn)輸車流特點(diǎn)

我國重載鐵路運(yùn)輸車流主要有以下特點(diǎn)：

（1）到達(dá)技術(shù)作業(yè)站的以5 000 t和1萬t列車為主。例如，大秦線到達(dá)湖東站集結(jié)組合成2萬t組合列車的5 000 t和1萬t列車主要來自云崗支線、北同蒲線和平朔支線的11個(gè)集運(yùn)站。

（2）流向集中。朔黃線和大秦線運(yùn)輸?shù)拿禾砍凉M足沿線電廠需要外，主要是通過黃驊港和秦皇島港下海，另外天津港也承擔(dān)部分下海煤炭運(yùn)量。

（3）整列到發(fā)。煤炭的裝車和卸車地點(diǎn)相對集中，作業(yè)量大，為組織整車直達(dá)提供了條件。裝車地具有較好的裝車設(shè)備，能形成穩(wěn)定的、固定牽引定數(shù)的車流；卸車地集中，中途無解編作業(yè)，為組織2萬t直達(dá)列車提供了良好的車流基礎(chǔ)。

綜上所述，我國重載鐵路運(yùn)輸車流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：裝車地整列裝車，直達(dá)運(yùn)輸，減少中轉(zhuǎn)、解編環(huán)節(jié)，卸車地整列卸車，加速車輛周轉(zhuǎn)。

2 技術(shù)作業(yè)站分類

重載鐵路技術(shù)作業(yè)站主要辦理車流的組合或分解作業(yè)，根據(jù)車站在路網(wǎng)中的位置和在鐵路運(yùn)輸中所承擔(dān)作業(yè)的性質(zhì)，可將技術(shù)作業(yè)站分為裝車站、組合分解站、卸車站和中間站4種類型[1]。

2.1 裝車站

裝車站位于各支線上的裝車地，承擔(dān)5 000 t、1萬t列車裝車作業(yè)，滿足整列直進(jìn)直出要求，如大準(zhǔn)線的點(diǎn)岱溝站、云崗支線的云崗西站。

2.2 組合分解站

組合分解站位于鐵路樞紐內(nèi)各條線路與運(yùn)煤專用線的交匯處，是組合和分解2萬t組合列車的源頭，主要功能是將樞紐或相鄰干支線重車按不同方向進(jìn)行組合，空車在原重車分解和卸車的車站集結(jié)后原路返回裝車地，如大秦線湖東站、北同蒲線大新站、朔黃線神池南站、晉中南通道洪洞北站等。

2.3 卸車站

卸車站位于港口、電廠等支線的卸車地，承擔(dān)將組合列車分解成普通列車并將組合列車裝運(yùn)的貨物卸往堆放場地的功能，如秦皇島柳村南站等。

2.4 中間站

中間站承擔(dān)列車到發(fā)、停電維修時(shí)列車臨時(shí)?？炕蛄熊囋叫械茸鳂I(yè)任務(wù)[2]。

3 技術(shù)作業(yè)站圖型研究

3.1 裝車站

裝車站根據(jù)裝車設(shè)備和場地地形條件，可采用以下圖型。

3.1.1 一級二場橫列式環(huán)線圖型

一級二場橫列式環(huán)線圖型（見圖1）適用于年運(yùn)量大于1 000×104t、機(jī)械自動(dòng)化程度高、作業(yè)量大、場地地形條件困難的煤礦山區(qū)盡頭式裝車站，如云崗支線的云崗西站。

圖1 一級二場橫列式環(huán)線圖型

該圖型裝車站主要作業(yè)過程為：當(dāng)5 000 t或1萬t回空列車整列到達(dá)時(shí)，到達(dá)靠站房一側(cè)空車到達(dá)場后，由本務(wù)機(jī)車牽引經(jīng)過環(huán)線至漏斗倉下以0.6～1.0 km/h速度逐輛裝車，列車在重車集結(jié)出發(fā)場換掛本務(wù)機(jī)車，經(jīng)技術(shù)檢查后發(fā)車。

裝車環(huán)線數(shù)量應(yīng)根據(jù)裝車系統(tǒng)性能和裝車量確定，一般長900 m、載質(zhì)量5 000 t的列車占用環(huán)線的時(shí)間為2 h[3]，漏斗倉裝車能力為1 500萬t/年。因此，當(dāng)年運(yùn)量大于1 000萬t而小于1 500萬t時(shí)，宜設(shè)置單環(huán)裝車線；當(dāng)年運(yùn)量大于1 500萬t時(shí)，宜設(shè)置雙環(huán)裝車線[4]。

該圖型的缺點(diǎn)為初期投資高，對工人的技術(shù)水平要求較高；優(yōu)點(diǎn)主要有以下方面：

（1）自動(dòng)化程度高。牽引機(jī)車不需換掛掉頭，可牽引整列車進(jìn)入環(huán)線不停車裝車，裝車過程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。

（2）裝車精度高。由于采用了先進(jìn)的自動(dòng)稱重裝置，裝車偏差可控制在要求重量的0.5%范圍內(nèi)。

（3）勞動(dòng)強(qiáng)度降低。整個(gè)裝車過程由計(jì)算機(jī)控制，操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境都得到很大改善。

（4）可縮短站坪長度。在煤礦山區(qū)修建幾公里長站坪的煤炭裝車線難度較大，主要是地形條件較困難，但采用環(huán)線可利用山地、土丘展線。

（5）可減小鋪軌長度。由于本務(wù)機(jī)車牽引車列進(jìn)入環(huán)線裝車，裝車點(diǎn)可不設(shè)機(jī)車走行線，車站到發(fā)線數(shù)量在一定程度上也可減少。

3.1.2 二級二場縱列式圖型

二級二場縱列式圖型（見圖2）適用于年運(yùn)量小于1 000×104t、作業(yè)量不大、場地地形狹長的通過式或盡頭式裝車站[5]。

圖2 二級二場縱列式圖型

該圖型裝車站主要作業(yè)過程為：當(dāng)5 000 t或1萬t回空列車整列到達(dá)后，摘下本務(wù)機(jī)車進(jìn)入機(jī)待線等待，由調(diào)車機(jī)車將車列牽出或推送至裝車場，裝后重車由調(diào)車機(jī)車牽出或推送至到發(fā)場集結(jié)聯(lián)掛本務(wù)機(jī)車，經(jīng)技術(shù)檢查后發(fā)車。

該圖型的優(yōu)點(diǎn)為利用狹長場地，可節(jié)省較多工程費(fèi)用；缺點(diǎn)主要有以下方面：

（1）設(shè)備不集中，管理不方便，車站定員多等。

（2）車列由裝車場至到發(fā)場需反復(fù)牽出和換掛機(jī)車，作業(yè)復(fù)雜。

（3）機(jī)車車輛停留時(shí)間較長，較環(huán)線圖型多16 min。

3.1.3 一級二場橫列式圖型

一級二場橫列式圖型（見圖3）適用于年運(yùn)量小于600×104t、作業(yè)量小、場地地形平坦寬闊的通過式或盡頭式裝車站。

圖3 一級二場橫列式圖型

該圖型裝車站主要作業(yè)過程為：當(dāng)5 000 t或1萬t回空列車整列到達(dá)后，摘下本務(wù)機(jī)車進(jìn)入機(jī)待線等待，由調(diào)車機(jī)車將車列牽出或推送至裝車場，裝后重車由調(diào)車機(jī)車牽出或推送至到發(fā)場集結(jié)聯(lián)掛本務(wù)機(jī)車，經(jīng)技術(shù)檢查后發(fā)車。為避免調(diào)車機(jī)車反復(fù)牽出轉(zhuǎn)線，也可將裝車線兼做到發(fā)線，回空列車可直接接入裝車線裝車，列檢后直接發(fā)車。

該圖型的優(yōu)點(diǎn)為作業(yè)簡單靈活，投資??；缺點(diǎn)主要有以下方面：

（1）占地面積大。由于設(shè)置煤炭存放場并要留出裝載機(jī)行走及裝煤時(shí)必要的旋轉(zhuǎn)空間，裝車線一般橫向占地面積較大，寬度可達(dá)30～50 m。

（2）污染大，站區(qū)環(huán)境差。

（3）需要的裝載機(jī)械數(shù)量較多，裝車作業(yè)點(diǎn)分散，裝車時(shí)間較長。

3.2 組合分解站

組合分解站主要承擔(dān)重車集結(jié)組合作業(yè)和回空列車分解作業(yè)?？紤]長2 800 m的到發(fā)線一側(cè)要有機(jī)車換掛條件，同時(shí)考慮短列列車到達(dá)接車的安全平行進(jìn)路，到發(fā)場宜按“2線夾1機(jī)走”為1束進(jìn)行布置，到發(fā)線與機(jī)走線間應(yīng)設(shè)置腰岔渡線連接，腰岔間滿足接發(fā)單元列車的需要。根據(jù)作業(yè)量和場地地形條件，可采用以下圖型。

3.2.1 一級三場橫列式圖型

一級三場橫列式圖型（見圖4）適用于樞紐把口位置，有多條線路引入，場地地形平坦寬闊，承擔(dān)組合、分解、機(jī)車換掛、技檢和扣修車維修等作業(yè)的大型技術(shù)作業(yè)站，如大秦線湖東站、朔黃線神池南站等[6]。

圖4 一級三場橫列式圖型

該圖型組合分解站主要作業(yè)過程為：5 000 t或1萬t重車接入重車到發(fā)場后，本務(wù)機(jī)車入段整備，然后進(jìn)行列檢作業(yè)，后續(xù)進(jìn)入重車到發(fā)場的列車同樣進(jìn)行上述作業(yè)，并與前面到達(dá)的列車組合成2萬t列車，聯(lián)掛本務(wù)機(jī)車完成簡略試驗(yàn)試風(fēng)作業(yè)后發(fā)車。2萬t回空列車接入空車到發(fā)場，作業(yè)程序和重車相同，不同之處為重車到發(fā)場是將5 000 t或1萬t列車合并為2萬t組合列車，空車到發(fā)場是將2萬t回空列車分解為5 000 t或1萬t列車。此外，如果回空車輛出現(xiàn)破損，要挑出進(jìn)行檢修，因此會(huì)出現(xiàn)部分調(diào)車作業(yè)。2萬t回空列車分解作業(yè)后，經(jīng)技檢作業(yè)發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)破損，可以通過牽出線牽出至調(diào)車場進(jìn)行分解，然后運(yùn)送至車輛段進(jìn)行維修，以保證車輛質(zhì)量。

該圖型正線外包，交叉少，空重車到發(fā)場和調(diào)車場橫列布置，分場作業(yè)互不干擾；但要求場地寬闊，占地多，工程投資大。

3.2.2 一級二場橫列式圖型

一級二場橫列式圖型（見圖5）適用于在港口、電廠等支線與干線交匯處，無調(diào)車作業(yè)，承擔(dān)組合、分解等作業(yè)，通過車多，進(jìn)入專用線或支線的列車需分解的中型技術(shù)作業(yè)站，如大秦線薊縣西站。

圖5 一級二場橫列式圖型

該圖型組合分解站主要作業(yè)過程為：需進(jìn)入專用線或支線的2萬t或1萬t重車到達(dá)車站后，依次解體，第1臺(tái)機(jī)車先進(jìn)入到發(fā)線前面的機(jī)待線，由第2臺(tái)機(jī)車牽引第1列5 000 t重車出發(fā)，之后，第1臺(tái)機(jī)車進(jìn)入到發(fā)線連掛第2列5 000 t重車出發(fā)，后面的2列5 000 t重車也照此辦理。4列5 000 t回空列車從專用線或支線返回依次進(jìn)入到發(fā)線后，采用分散連掛方式，組合成2萬t回空列車。第1列5 000 t回空列車接入到發(fā)線前部后，為保證后面3列5 000 t回空列車以行車辦理方式進(jìn)入站內(nèi)，需要在到發(fā)線上設(shè)置腰岔作為隔開進(jìn)路，腰岔至后面咽喉區(qū)的有效長度需滿足1列5 000 t列車的停車長度。

該圖型空重車分場，作業(yè)簡單，占地少，投資?。坏m用范圍受限，空車返回只能分散聯(lián)掛，靈活性差。

3.3 卸車站

卸車站到發(fā)場宜按“2線夾1機(jī)走”為1束進(jìn)行布置，到發(fā)線與機(jī)走線間應(yīng)設(shè)置腰岔渡線連接，根據(jù)作業(yè)量和場地地形條件，可采用以下圖型。

3.3.1 一級二場橫列式環(huán)線圖型

一級二場橫列式環(huán)線圖型（見圖6）適用于港口地區(qū)作業(yè)量大、使用翻車機(jī)作業(yè)的專用車站，如大秦線柳村南站。

圖6 一級二場橫列式環(huán)線圖型

該圖型卸車站主要作業(yè)過程為：2萬t重車接入重車到發(fā)場后，分解為5 000 t或1萬t重車，本務(wù)機(jī)車進(jìn)入機(jī)務(wù)段整備，由撥車機(jī)將分解后的重車順序送入翻車機(jī)翻卸。翻車機(jī)按其性能不同，有單翻、雙翻、三翻3種作業(yè)方式，翻后空車進(jìn)入翻車機(jī)后環(huán)線，由調(diào)車機(jī)車牽引進(jìn)入空車到發(fā)場組成2萬t回空列車，經(jīng)過列檢后，聯(lián)掛本務(wù)機(jī)車出發(fā)。如果卸后車輛出現(xiàn)破損，需挑出進(jìn)行檢修，因此可能出現(xiàn)部分調(diào)車作業(yè)。

卸車環(huán)線數(shù)量應(yīng)根據(jù)翻車機(jī)型號(hào)、性能和卸車量確定，1臺(tái)翻車機(jī)的作業(yè)能力為：單翻約600萬t/年，雙翻約1 000萬t/年，三翻2 500萬～3 000萬t/年[7]。環(huán)線數(shù)量和翻車機(jī)數(shù)量相同。

該圖型布置簡潔、流暢，作業(yè)效率高，但占地大，投資較高。

3.3.2 一級二場橫列式盡頭式圖型

一級二場橫列式盡頭式圖型（見圖7）適用于港口地區(qū)作業(yè)量較大、地形條件無法設(shè)置環(huán)線、使用翻車機(jī)作業(yè)的專用車站。

圖7 一級二場橫列式盡頭式圖型

該圖型卸車站主要作業(yè)過程為：2萬t重車接入重車到發(fā)場，本務(wù)機(jī)車摘機(jī)進(jìn)入機(jī)待線，調(diào)車機(jī)車將組合列車分解為5 000 t或1萬t重車，牽至翻車機(jī)前待翻，撥車機(jī)將重車順序送入翻車機(jī)翻卸，翻后空車由調(diào)車機(jī)車經(jīng)過牽出線牽出，進(jìn)入空車到發(fā)場經(jīng)技術(shù)檢查后聯(lián)掛本務(wù)機(jī)車出發(fā)。如果卸后車輛出現(xiàn)破損，需挑出進(jìn)行檢修，因此可能出現(xiàn)部分調(diào)車作業(yè)。

該圖型布置簡潔、適應(yīng)長窄地形條件，但空車牽出作業(yè)頻繁，作業(yè)效率不高。

3.3.3 二級二場橫列式盡頭式圖型

二級二場橫列式盡頭式圖型（見圖8）適用于港口和電廠地區(qū)、作業(yè)量較小、使用翻車機(jī)作業(yè)的專用車站[8]。

該圖型卸車站主要作業(yè)過程為：2萬t重車接入到發(fā)場，分解為5 000 t或1萬t重車，然后由到發(fā)場牽入翻車場待翻，撥車機(jī)將分解后的重車順序送入翻車機(jī)翻卸，翻后空車牽入到發(fā)場，經(jīng)技術(shù)檢查后聯(lián)掛本務(wù)機(jī)車出發(fā)。

圖8 二級二場橫列式盡頭式圖型

該圖型車場分工細(xì)致，專業(yè)性強(qiáng)，但轉(zhuǎn)場作業(yè)多，效率低。

3.4 中間站

中間站到發(fā)線的設(shè)置與普通鐵路相同，不同的只是到發(fā)線有效長度為2 800 m[9]。設(shè)有貨場或有專用線引入的中間站還承擔(dān)調(diào)車作業(yè)，由于線路上不僅運(yùn)行重載組合列車，還運(yùn)行普通列車，因此要考慮長到發(fā)線和短到發(fā)線的配置。此外，為滿足接觸網(wǎng)開天窗維修和運(yùn)量不斷增長的需要，應(yīng)適當(dāng)預(yù)留車站到發(fā)線的數(shù)量?？紤]開行重載組合列車的線路上一般旅客列車較少，因此本研究推薦圖型中沒有設(shè)置中間站臺(tái)。

（1）一般橫列式中間站圖型（見圖9）：適用于無貨場、無專用線接軌的一般會(huì)讓、越行和臨時(shí)?？康闹虚g站。

圖9 一般橫列式中間站圖型

（2）設(shè)有貨場、大機(jī)線和專用線接軌的橫列式中間站圖型（見圖10、圖11）：適用于設(shè)有貨場、大機(jī)線和專用線接軌的中間站。

圖10 設(shè)有貨場、大機(jī)線的橫列式中間站圖型

圖11 專用線接軌的橫列式中間站圖型

（3）長、短到發(fā)線綜合配置的橫列式中間站圖型（見圖12）：適用于線路上不僅運(yùn)行重載組合列車，還運(yùn)行普通列車的中間站。

圖12 長、短到發(fā)線綜合配置的橫列式中間站圖型

4 結(jié)論

通過對重載鐵路技術(shù)作業(yè)站布置圖型進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際適用范圍，經(jīng)濟(jì)合理地選擇車站布置方案，可為重載鐵路建設(shè)及運(yùn)營提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)參考，能夠提高重載鐵路作業(yè)效率和運(yùn)輸能力。

（1）組合分解站宜選擇在樞紐或線路把口位置[10]，避免各支線上分別修建技術(shù)作業(yè)站而引起大量重復(fù)建設(shè)工程，達(dá)到資源共享、節(jié)省投資、提高作業(yè)效率的效果。

（2）組合分解站宜采用橫列式布置，空重車場采用“2線夾1機(jī)走”的線束布置方案，即在2條重車線或2條空車線的中間夾1條機(jī)走線的布置形式，根據(jù)組合分解列車的長度，在重車線或空車線與機(jī)走線之間可設(shè)置腰岔渡線，腰岔間滿足接發(fā)單元列車的需要。

（3）年運(yùn)量大于1 000萬t的裝車站和卸車站宜優(yōu)先采用環(huán)線布置。裝車站裝車方式及設(shè)備配置應(yīng)根據(jù)作業(yè)量及地形地質(zhì)條件確定；卸車站宜設(shè)翻車機(jī)，處于港口的卸車站宜采用空重車場橫列、咽喉區(qū)環(huán)線連接的布置形式，專為電廠等企業(yè)服務(wù)的卸車站宜采用重車線及空車線中間夾機(jī)走線的布置形式。

（4）車站平面圖型的選擇需要結(jié)合車站作業(yè)量，并綜合考慮機(jī)務(wù)設(shè)備、車輛設(shè)備、裝車設(shè)備、卸車設(shè)備和地形地質(zhì)條件等因素。