高速鐵路綜合維修布局設(shè)計(jì)方案探討

陳 萍

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢 430063)

中國(guó)高速鐵路從無(wú)到有，營(yíng)業(yè)里程已經(jīng)達(dá)到7 531 km。隨著其建設(shè)和發(fā)展，保證如此大規(guī)模高速鐵路的行車(chē)安全，是高速鐵路建設(shè)的一項(xiàng)重要研究課題。其運(yùn)營(yíng)期間的固定設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)，越來(lái)越引起各方面的關(guān)注。高速鐵路綜合維修的設(shè)計(jì)也不再停留在生產(chǎn)力調(diào)整的層面，而是按照“專業(yè)修、機(jī)械修、集中修”的原則，結(jié)合國(guó)情、路情，區(qū)分高速鐵路的主要技術(shù)條件，研究不同的高速鐵路維修需求，針對(duì)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)和車(chē)站分布，進(jìn)行個(gè)性化方案設(shè)計(jì)，也體現(xiàn)出我國(guó)高速鐵路綜合維修特色。就高速鐵路綜合維修機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)布局、規(guī)模設(shè)置，沿線維修設(shè)施車(chē)輛停放等方面提出方案建議，以供設(shè)計(jì)參考。

1 高速鐵路的主要技術(shù)條件及對(duì)維修的需求

按照高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維修的條件和需求，目前我國(guó)已經(jīng)建成和正在建設(shè)的高速鐵路大致可分為3種形式:一是時(shí)速300 km及以上客運(yùn)專線，如武廣、鄭西等客運(yùn)專線;二是城際線路如武漢城市圈的武漢至黃岡、漢口至孝感、武漢至咸寧鐵路以及長(zhǎng)株潭等鐵路;三是兼顧貨運(yùn)的高速鐵路，采用相對(duì)較低的速度標(biāo)準(zhǔn)，但速度也達(dá)到200 km/h及以上，如武漢—合肥鐵路、合肥—南京鐵路、皖贛擴(kuò)能新建雙線，贛龍復(fù)線、金溫新建雙線、九(江)景(德鎮(zhèn))衢(州)、廈深鐵路等。

不同類(lèi)型的線路由于固定設(shè)施技術(shù)條件、運(yùn)營(yíng)管理模式、車(chē)站分布、天窗時(shí)間等不同，對(duì)綜合維修的要求也不同。將不同線路的特性以及其對(duì)綜合維修的需求結(jié)合起來(lái)分析，保證維修保養(yǎng)的針對(duì)性和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)適度、合理的維修，這是合理布局維修設(shè)施，控制運(yùn)營(yíng)維修成本，提高運(yùn)營(yíng)效率的重要研究方向之一，也是實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的最重要的途徑。就此，將以上幾種類(lèi)型線路作如下分析。

1.1 時(shí)速300 km及以上客運(yùn)專線

該等級(jí)線路具有以下特點(diǎn):軌道形式以無(wú)砟軌道為主;車(chē)站站間距較大，大的車(chē)站間距可達(dá)到70～80 km;夜間不開(kāi)行動(dòng)車(chē)組，維修天窗安排在0:00～4:00［1］。

針對(duì)該等級(jí)高速鐵路，綜合維修的重點(diǎn)在線路的高可靠性和平順性。由于速度高，系統(tǒng)的一些質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)低中速線路可能不會(huì)造成大的影響，但是對(duì)高速列車(chē)，則可能會(huì)造成災(zāi)難性的后果，因此檢測(cè)維修要特別注意線路、弓網(wǎng)的細(xì)微變化。

無(wú)砟線路道床穩(wěn)定，日常的維修作業(yè)量較少;由于沿線的綜合維修保養(yǎng)設(shè)施的技術(shù)、手段不具備大型維修的能力，一般情況也不允許在無(wú)砟軌道上進(jìn)行較大的維修作業(yè)。因此，一般沿線設(shè)置的工區(qū)進(jìn)行小型的檢查、維護(hù)保養(yǎng)作業(yè)，采用的也是較小型的機(jī)具。該類(lèi)型線路的維修機(jī)構(gòu)分布間距可以較大，換言之就是單個(gè)工區(qū)的管轄范圍較大，幾乎每站設(shè)置工區(qū)，這也與車(chē)站間距較大相吻合。鑒于該類(lèi)型高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程相對(duì)較長(zhǎng)，翻山越嶺，維修人員的通行方式建議一般以軌道車(chē)輛為主。

但從另一角度來(lái)看，該類(lèi)型高速鐵路的主要綜合維修作業(yè)以系統(tǒng)的檢測(cè)為主，針對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量的細(xì)小變化實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免系統(tǒng)缺陷從量變到質(zhì)變，最終出現(xiàn)影響行車(chē)安全的質(zhì)量缺陷。因此相對(duì)于大型機(jī)械的作業(yè)，可認(rèn)為該類(lèi)型線路綜合維修作業(yè)很大程度上是微觀下的作業(yè)。

1.2 城際鐵路

城際鐵路具有公共交通系統(tǒng)的性質(zhì)，速度基本在250～300 km/h;站間距較小，如武漢城際圈的城際鐵路，較小的車(chē)站間距約為10 km;車(chē)輛軸重相對(duì)較輕;運(yùn)營(yíng)期間開(kāi)行密度大;軌道形式以無(wú)砟軌道為主;夜間不開(kāi)行列車(chē)，維修天窗可安排在0:00～6:00，時(shí)間較速度300 km/h以上高速鐵路長(zhǎng)。

該類(lèi)型線路的可靠性和平順性也是最基本和最重要的指標(biāo)。不同于前一種線路情況，城際鐵路所經(jīng)地區(qū)主要為經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，運(yùn)距短，沿線人口相對(duì)較集中，公路也較發(fā)達(dá)。因此綜合維修的機(jī)構(gòu)設(shè)置可以比較靈活。對(duì)工務(wù)維修人員而言，選用汽車(chē)通行的條件也較好。

1.3 兼顧貨運(yùn)的高速線路

目前考慮貨運(yùn)的需要，部分200 km/h線路考慮開(kāi)行貨車(chē)［2］。這部分線路由于要運(yùn)行貨車(chē)，軸重大，車(chē)輛開(kāi)行密度大，對(duì)道床和鋼軌的破壞會(huì)較大;車(chē)站間距30～50 km，如贛龍新建雙線鐵路［3］，較小的車(chē)站間距約為28 km，大的車(chē)站間距約為44 km;軌道形式以有砟軌道為主;夜間如開(kāi)行貨車(chē)，維修天窗3 h左右，可能安排在白天或夜間，時(shí)間較短。

該類(lèi)型高速鐵路由于采用有砟軌道，同時(shí)設(shè)施的破壞周期較短，相對(duì)于以上兩種類(lèi)型的高速鐵路，工務(wù)、接觸網(wǎng)的維修作業(yè)量較大;另一方面，維修天窗較短，則要求維修車(chē)輛上線作業(yè)等輔助時(shí)間占整個(gè)維修作業(yè)的時(shí)間比例要小，維修作業(yè)的有效時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，為此，要求設(shè)置維修機(jī)構(gòu)相距要短，線路維修作業(yè)除采用大機(jī)外，其基層單位，如維修車(chē)間、工區(qū)應(yīng)具備適當(dāng)?shù)墓?wù)維修能力［4］。

2 高速鐵路綜合維修機(jī)構(gòu)組成及布局

現(xiàn)階段我國(guó)高速鐵路由單一線路到網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，綜合維修也應(yīng)站在全網(wǎng)絡(luò)的高度進(jìn)行其機(jī)構(gòu)組成及布局設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化和共享。

建議采用的維修機(jī)構(gòu)基本上為維修基地、綜合維修段(設(shè)備段)、維修車(chē)間、工區(qū)等機(jī)構(gòu)。

針對(duì)修制、修程制定體制，由不同等級(jí)的機(jī)構(gòu)承擔(dān)相應(yīng)的修程，將大型維修集中到維修基地統(tǒng)一承擔(dān)，采用大型的維修設(shè)備，實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)，體現(xiàn)了“專業(yè)修、集中修”。大型作業(yè)設(shè)備集中設(shè)置，有利于提高機(jī)械使用效率，做好機(jī)械的維護(hù)，同時(shí)也有利于提高裝備的使用技術(shù)和效率水平。目前，全路在建的基礎(chǔ)設(shè)施維修基地為北京、上海、武漢、廣州4處，隨著路網(wǎng)的建設(shè)，規(guī)劃中的還有沈陽(yáng)、西安、成都等處。這些基地主要是處于高速鐵路網(wǎng)的區(qū)域中心。管轄范圍覆蓋全路網(wǎng)。

維修段(設(shè)備段)是區(qū)域性的固定設(shè)施的維修管理單位，承擔(dān)管內(nèi)固定設(shè)施的日常管理和維修作業(yè)組織、物資的存儲(chǔ)和調(diào)配，配合線路維修機(jī)組、大修機(jī)組的作業(yè)，承擔(dān)保養(yǎng)維修后的質(zhì)量驗(yàn)收管理，組織緊急搶修，管內(nèi)轉(zhuǎn)轍機(jī)的入所修等。

維修車(chē)間為線路區(qū)段的維修作業(yè)機(jī)構(gòu)，其具備一定的維修能力，可同址設(shè)置線路、橋隧等專業(yè)工隊(duì)。維修車(chē)間管轄單線的線路正線長(zhǎng)度宜為200～300 km。下轄多個(gè)綜合工區(qū)。

綜合工區(qū)承擔(dān)管內(nèi)固定設(shè)施的日常巡檢與保養(yǎng)、臨時(shí)補(bǔ)修和接觸網(wǎng)小型搶修等作業(yè)，配合大型養(yǎng)路機(jī)械完成線路的維修作業(yè)等。

綜合工區(qū)是高速鐵路基層的主要作業(yè)單位，負(fù)責(zé)線路、橋隧、變電、接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)等設(shè)施的日常維護(hù)保養(yǎng)，是保暢通保安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其布局的合理既要保證維護(hù)適當(dāng)，同時(shí)又要及時(shí)，最大限度地保證運(yùn)營(yíng)的效率。綜合工區(qū)是綜合維修各級(jí)機(jī)構(gòu)中數(shù)量最眾多的。所以綜合工區(qū)的布局適當(dāng)，是綜合維修機(jī)構(gòu)布局合理與否的關(guān)鍵。

一般而言，綜合工區(qū)的設(shè)置應(yīng)綜合考慮線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、天窗設(shè)置及開(kāi)站等條件，對(duì)于時(shí)速300 km及以上客運(yùn)專線，當(dāng)采用無(wú)砟軌道時(shí)，建議綜合工區(qū)相鄰距離不大于60～80 km。當(dāng)相鄰綜合工區(qū)距離大于80 km時(shí)，宜在其間車(chē)站設(shè)停放線。

對(duì)于城際鐵路，建議綜合工區(qū)相鄰距離不大于80～100 km為宜。

而對(duì)于兼顧貨運(yùn)的高速線路，天窗時(shí)間短，夜間還要通行貨車(chē)，綜合工區(qū)相鄰距離以40～50 km為宜。

目前在已建和在建高速鐵路成網(wǎng)絡(luò)布局的情況下，綜合維修機(jī)構(gòu)也應(yīng)從形成高速鐵路維修網(wǎng)絡(luò)的高度進(jìn)行布局。

3 維修機(jī)構(gòu)的規(guī)模設(shè)置

由于綜合工區(qū)沿線布置，數(shù)量較大，對(duì)運(yùn)營(yíng)影響也較大，工區(qū)的規(guī)模設(shè)置在綜合維修設(shè)施規(guī)模設(shè)計(jì)方案中占據(jù)主導(dǎo)地位。對(duì)整個(gè)線路的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)投資影響相對(duì)較大。因此將綜合工區(qū)規(guī)模設(shè)置作為主要研究的問(wèn)題。

綜合工區(qū)工藝設(shè)計(jì)主要是其停放線及其房屋的設(shè)置。工區(qū)房屋設(shè)置是相對(duì)靈活的，可視需要后期增加;而一旦線路建成，則在運(yùn)營(yíng)期間難以改變維修上線的條件。因此其停放線的布置既是維修設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

綜合工區(qū)主要考慮大型養(yǎng)路機(jī)械及其輔助車(chē)輛停放線、接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)以及軌道車(chē)輛停放線。接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)和軌道車(chē)輛停放線根據(jù)設(shè)計(jì)選擇的車(chē)型和數(shù)量計(jì)算。目前由于大型養(yǎng)路機(jī)械基本上是帶輔助車(chē)輛出行作業(yè)，維修車(chē)組帶維修車(chē)輛轉(zhuǎn)運(yùn)，到達(dá)停放的工區(qū)，解編停放，維修機(jī)組在天窗時(shí)間出行作業(yè)，而維修車(chē)輛停放在工區(qū)(車(chē)間等)。因此大型養(yǎng)路機(jī)械及其輔助車(chē)輛停放線長(zhǎng)度計(jì)算的基本原則是:有砟軌道線路區(qū)段根據(jù)維修機(jī)組及其附屬車(chē)輛的停放長(zhǎng)度確定。

大型養(yǎng)路機(jī)械及其輔助車(chē)輛停放線較長(zhǎng)，在工區(qū)設(shè)計(jì)中占的比重較大，對(duì)工區(qū)在車(chē)站設(shè)計(jì)中的選址起到?jīng)Q定性的作用。停放線要求較長(zhǎng)，工區(qū)地址的選擇就更多地受限于車(chē)站周邊條件，就有可能被設(shè)置在距離車(chē)站較遠(yuǎn)的地點(diǎn)，不但增加了進(jìn)出線路的鋪軌長(zhǎng)度和維修車(chē)輛出行的時(shí)間，同時(shí)對(duì)于通信、信號(hào)等在車(chē)站有主要維護(hù)作業(yè)的專業(yè)而言，影響了維護(hù)作業(yè)的時(shí)效性，造成運(yùn)營(yíng)成本的大幅度增加，因此停放線的設(shè)置方案應(yīng)進(jìn)行多方案的比選，靈活設(shè)置。

對(duì)于時(shí)速300 km及以上客運(yùn)專線和城際鐵路，一般車(chē)站設(shè)置線路是運(yùn)營(yíng)所需的正線和到發(fā)線。建議有砟軌道線路綜合工區(qū)的停放線按大型養(yǎng)路機(jī)械維修組和輔助車(chē)輛全長(zhǎng)設(shè)置，可分設(shè)2條停放線。城際鐵路如武漢城市圈鐵路，由于線路不長(zhǎng)，離中心城市不遠(yuǎn)，同時(shí)城市較密集，周邊條件也較好，維修車(chē)組不一定帶輔助車(chē)組出行，可少帶部分輔助車(chē)輛如宿營(yíng)車(chē)等出行，在工務(wù)主管部門(mén)同意的情況下，可以不設(shè)輔助車(chē)輛停放線，綜合工區(qū)內(nèi)的車(chē)輛停放線可以僅考慮作業(yè)車(chē)組的停放。這樣也可少占地，減少車(chē)輛走行距離，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能。

對(duì)于兼顧貨運(yùn)的高速線路，車(chē)站內(nèi)線路較多，有條件可將輔助車(chē)輛另尋址停放的，可只設(shè)1條大型養(yǎng)路機(jī)械維修組停放線。有條件或特別困難的可將大型養(yǎng)路機(jī)械及其輔助車(chē)輛停放線都另行擇址設(shè)置，不設(shè)于綜合工區(qū)內(nèi)。

4 高架車(chē)站維修車(chē)輛停放線設(shè)置方案

城際鐵路還有相當(dāng)部分的車(chē)站是設(shè)在高架橋上。如果一條線路連續(xù)多個(gè)車(chē)站設(shè)于高架橋上，則工區(qū)維修車(chē)輛須從高架車(chē)站上線維修作業(yè)。

從車(chē)站到發(fā)線上出岔，維修車(chē)輛停放線有2種方案:方案一是從到發(fā)線出岔下到地面引至工區(qū)，工區(qū)停放線設(shè)于地面。該方案存在兩方面問(wèn)題:一是增加橋面寬度，在橋上出岔;二是線路按一定的坡度下到地面，出入線路的距離較長(zhǎng)。方案二是將維修車(chē)輛停放在高架橋上。

解決方案也可以有2種:一是將工區(qū)停放線設(shè)在高架橋面上，盡可能縮短停放線的長(zhǎng)度，僅夠維修車(chē)輛的出入停放，需設(shè)置道岔，最好不考慮大型養(yǎng)路機(jī)械的停放;二是在到發(fā)線側(cè)設(shè)置相當(dāng)于維修車(chē)輛長(zhǎng)度的短線，僅夠停放接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)或軌道車(chē)，短線與到發(fā)線之間不設(shè)道岔，僅設(shè)橫移裝置。維修天窗點(diǎn)一到，運(yùn)營(yíng)車(chē)輛停運(yùn)，則橫移裝置伸出雙軌，將維修車(chē)輛送至到發(fā)線上，維修車(chē)輛進(jìn)入維修狀態(tài)。

停放線設(shè)置在高架站上，工區(qū)房屋則可于橋面下車(chē)站附近另行擇址設(shè)置。需通過(guò)軌道車(chē)出行作業(yè)的人員由車(chē)站搭乘維修車(chē)輛;工區(qū)人員也可由汽車(chē)直接出行。

方案二由于都需增加橋面寬度，車(chē)站將增加投資;但是方案二工區(qū)占地和維修車(chē)輛走行線的長(zhǎng)度減少，將會(huì)減少投資，同時(shí)又帶來(lái)了維修的便利。因此應(yīng)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行投資比較，合理選擇。

設(shè)置橫移裝置，橋面增加不多，可以核減投資。但為本方案研制相應(yīng)的設(shè)備，提出非標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)站布置和車(chē)輛配套裝置方案，對(duì)車(chē)輛和裝備提出了新的技術(shù)要求。

日本新干線停放在站臺(tái)上的軌道車(chē)如圖1所示。

圖1 日本新干線停放在站臺(tái)上的軌道車(chē)

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)高速鐵路的綜合維修，不但是高速鐵路設(shè)計(jì)的一項(xiàng)原則，同時(shí)也是高速鐵路運(yùn)營(yíng)管理的長(zhǎng)期目標(biāo)。綜合維修的體系化建設(shè)過(guò)程不但優(yōu)化組合既有的維修資源，同時(shí)也將極大促進(jìn)我國(guó)鐵路信息化發(fā)展，提升整個(gè)鐵路系統(tǒng)的綜合運(yùn)營(yíng)管理效率和能力。目前還有大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題需在實(shí)踐中不斷探索研究，綜合維修的強(qiáng)化建設(shè)也將對(duì)維修車(chē)輛、機(jī)具的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

［1］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10621—2009 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［2］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)函［2005］285號(hào) 新建時(shí)速200 km客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［3］發(fā)改基礎(chǔ)［2009］755號(hào)，國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于贛州至龍巖鐵路擴(kuò)能改造工程項(xiàng)目建議書(shū)的批復(fù)》［S］.

［4］鐵運(yùn)［2006］146號(hào)，鐵路線路維修規(guī)則［S］.