國(guó)外高速鐵路綜合維修設(shè)計(jì)研究

熊歡歡

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

國(guó)外高速鐵路綜合維修設(shè)計(jì)研究

熊歡歡

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修采用綜合維修管理體制有利于資源整合、統(tǒng)一管理。國(guó)外高速鐵路項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)有其特殊性，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施綜合維修的規(guī)模、功能定位和業(yè)主需求與國(guó)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有較大差異。本文通過對(duì)高速鐵路養(yǎng)護(hù)維修UIC標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)及中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的分析，結(jié)合國(guó)外高速鐵路綜合維修設(shè)計(jì)實(shí)例，提出了綜合維修中心、綜合維修車間和綜合維修工區(qū)的三級(jí)綜合維修基地設(shè)置方案。并就綜合維修中心關(guān)鍵設(shè)備的配置及檢修、總圖布置和主要設(shè)施等進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。結(jié)合國(guó)外項(xiàng)目特點(diǎn)，通過綜合維修中心與機(jī)車車輛檢修基地的優(yōu)化設(shè)置，將大型養(yǎng)路機(jī)械及其他軌行車輛與機(jī)車車輛的檢修基地合并設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)設(shè)施共享。

國(guó)外高速鐵路； 綜合維修； 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； 方案設(shè)計(jì)

常規(guī)鐵路線路、路基、橋涵、隧道、牽引供電、接觸網(wǎng)、電力、通信、信號(hào)、信息、給排水、房屋建筑等基礎(chǔ)設(shè)施采用段所分設(shè)的專業(yè)段管理維修體制，如設(shè)置工務(wù)段、供電段、電務(wù)段等。行車速度200 km/h及以上的客貨共線鐵路、客運(yùn)專線和高速鐵路，由于高速行車對(duì)輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、監(jiān)測(cè)與控制、旅客舒適度提出了高質(zhì)量的要求，高速行車的安全性和環(huán)境保護(hù)的重要性，使得路基、軌道、接觸網(wǎng)、供電與車輛、信號(hào)控制、通信遠(yuǎn)動(dòng)等密不可分。同時(shí)，行車追蹤間隔時(shí)間短，行車密度高，為了保證安全，對(duì)于養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)必須貫徹“行車不施工，施工不行車”的原則。為了適應(yīng)行車速度200 km/h及以上鐵路基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)維修保養(yǎng)工作的內(nèi)容、時(shí)間要求，各專業(yè)在同一天窗時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一安排作業(yè)，實(shí)行綜合調(diào)度安排，統(tǒng)一管理。

綜合維修是對(duì)生產(chǎn)維修單位的業(yè)務(wù)及相關(guān)設(shè)施進(jìn)行有機(jī)整合，形成統(tǒng)一機(jī)構(gòu)，使之在一個(gè)集約的體制下運(yùn)作，有利于提高天窗修綜合利用率。實(shí)行綜合維修體制，可以精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化管理，減少房屋、機(jī)具、人員等配備。

為此TG/01-2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程(高速鐵路部分)》[1]中規(guī)定：基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)先采用綜合維修模式；TB10621-2014《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]中規(guī)定：維修設(shè)施應(yīng)按專業(yè)強(qiáng)化、資源綜合、集中管理的原則進(jìn)行布局和規(guī)劃。

隨著近年我國(guó)“高鐵外交”和“一帶一路”戰(zhàn)略契機(jī)，中國(guó)高速鐵路“走出去”重大項(xiàng)目將越來(lái)越多。目前國(guó)際上對(duì)中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知度較低，國(guó)外高速鐵路項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)有其特殊性，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施綜合維修的布局、規(guī)模、功能定位和業(yè)主需求與國(guó)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有較大差異。本文從高速鐵路養(yǎng)護(hù)維修的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、綜合維修基地分布及性質(zhì)、關(guān)鍵設(shè)備、總圖布置和主要設(shè)施等方面分析國(guó)外高速鐵路綜合維修設(shè)計(jì)。

1 國(guó)內(nèi)外鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

從設(shè)計(jì)角度看，國(guó)外鐵路項(xiàng)目規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素之一。通過近幾年對(duì)國(guó)外鐵路項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)踐，國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)標(biāo)準(zhǔn)及美國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)外建設(shè)鐵路的首選標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 UIC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)規(guī)范中無(wú)高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維修機(jī)構(gòu)及維修設(shè)施相關(guān)的內(nèi)容，關(guān)于高速鐵路(行車速度在220 km/h以上)養(yǎng)護(hù)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(bào)告中，此報(bào)告屬于參考信息，不作為規(guī)范使用。

UIC報(bào)告中規(guī)定的維修基地分為3類：輕型基地、全功能基地和材料應(yīng)急車間。輕型基地設(shè)置有工作車間、工具存放間、食堂、浴室、停車場(chǎng)、小型備件存放區(qū)等生產(chǎn)生活設(shè)施。全功能基地除輕型基地設(shè)置的設(shè)施外，另外還包括設(shè)置有照明設(shè)施的、用于停放軌道車輛的3條長(zhǎng)300 m的股道，其中一條股道應(yīng)設(shè)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(shè)備的高站臺(tái)和端站臺(tái)；備品、備件和材料存放區(qū)(配備照明設(shè)施)，并設(shè)保護(hù)圍欄、防盜報(bào)警和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。材料應(yīng)急車間可與全功能基地合設(shè)或單獨(dú)設(shè)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(wǎng)材料、通信電纜等。

材料應(yīng)急車間約每500 km設(shè)置一處；UIC報(bào)告中規(guī)定從維修基地到達(dá)維修現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間不應(yīng)超過1 h，若軌行車輛和汽車旅行速度為75 km/h，則一個(gè)維修基地管轄的范圍為150 km。

1.2 美國(guó)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)《鐵路工程手冊(cè)》[5]將高速鐵路定義為時(shí)速150英里(約合241公里)以上的鐵路，手冊(cè)中高速鐵路部分關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施的維修內(nèi)容尚未編寫。美國(guó)鐵路的基礎(chǔ)設(shè)施的維修模式為分專業(yè)維修，手冊(cè)普速鐵路部分未述及基礎(chǔ)設(shè)施維修機(jī)構(gòu)設(shè)置及其功能、養(yǎng)護(hù)維修設(shè)備配置的相關(guān)內(nèi)容，但關(guān)于養(yǎng)護(hù)維修設(shè)備維修車間的內(nèi)容包含在第三卷“基礎(chǔ)設(shè)施和乘客”第六章第九部分“線路維修設(shè)備集中維修車間的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。集中維修車間負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)大、中、小型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備的維修工作。

1.3 中國(guó)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

TG/01-2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程(高速鐵路部分)》中規(guī)定：基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)行天窗修制度，優(yōu)先采用綜合維修模式。TB 10621-2014《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：高速鐵路維修設(shè)施應(yīng)包括維修基地(段)、維修車間及維修工區(qū)，并應(yīng)按承擔(dān)線路、路基、橋涵、隧道、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、牽引供電、電力、給排水、通信、信號(hào)、信息、房屋建筑等設(shè)施的維修工作內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。并就專業(yè)維修內(nèi)容、管轄范圍、設(shè)備配置、接口及維修基地、車間和工區(qū)設(shè)計(jì)總平面布置等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。

2 綜合維修設(shè)計(jì)方案研究

本文以國(guó)外某高速鐵路EPC項(xiàng)目為例對(duì)綜合維修設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討。該國(guó)北部鐵路Tinaco至Anaco，線路全長(zhǎng)約468.7 km，為客貨共線有砟鐵路，客運(yùn)最高速度250 km/h，貨運(yùn)最高速度120 km/h，兩端無(wú)既有鐵路相連。

2.1 綜合維修基地分布及性質(zhì)

綜合維修基地分為3級(jí)，分別為綜合維修中心、綜合維修車間和綜合維修工區(qū)。

根據(jù)該項(xiàng)目特點(diǎn)，將檢測(cè)中心、綜合維修段及工務(wù)機(jī)械段等合設(shè)在綜合維修中心。

綜合維修中心是本線各項(xiàng)固定設(shè)施檢查、維修、養(yǎng)護(hù)的一級(jí)生產(chǎn)組織、調(diào)度指揮和管理機(jī)構(gòu)，同時(shí)承擔(dān)全線工務(wù)、供變電、通信信號(hào)、電力等設(shè)備的集中修理；鐵路線路檢測(cè)和維修等大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)(以下簡(jiǎn)稱“大機(jī)”)；大機(jī)、其它軌行車輛的整備、檢修功能；零配件儲(chǔ)備及配送功能等。

綜合維修車間承擔(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、緊急搶修及配合線路維修機(jī)組的作業(yè)等。

綜合維修工區(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)修和小型搶修等作業(yè)。

本線在Chaguaramas設(shè)1處綜合維修中心(含Chaguaramas綜合維修車間)，維修機(jī)構(gòu)設(shè)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(guān)鍵設(shè)備

Chaguaramas綜合維修中心配屬的關(guān)鍵設(shè)備有：

(1)大型檢測(cè)設(shè)備：1臺(tái)軌道檢測(cè)車、1臺(tái)接觸網(wǎng)檢測(cè)車、1臺(tái)鋼軌探傷車。

(2)大機(jī)維修機(jī)組：2臺(tái)雙枕?yè)v固車、1臺(tái)動(dòng)力道岔穩(wěn)定車、1臺(tái)配碴整形車。

(3)大機(jī)維修機(jī)組附屬車輛：1臺(tái)發(fā)電車、1臺(tái)機(jī)械維修車、1臺(tái)材料車、1臺(tái)工程指揮車、1臺(tái)文化教育車、1臺(tái)餐車、2臺(tái)宿營(yíng)車、1臺(tái)茶爐淋浴車、1臺(tái)水槽車、1臺(tái)油槽車、1臺(tái)牽引車。

(4)鋼軌打磨車1列。

(5)供電搶修車組：1臺(tái)接觸網(wǎng)架線車、1臺(tái)接觸網(wǎng)恒張力放線車、1臺(tái)軌道吊車。

(6)綜合維修車間軌行車輛：每處車間設(shè)置接觸網(wǎng)作業(yè)車組1組(包含2臺(tái)接觸網(wǎng)作業(yè)車及2臺(tái)軌道平車)，軌料運(yùn)輸車組1組(包含2臺(tái)重型軌道車及2臺(tái)軌道平車)。

(7)小型養(yǎng)護(hù)維修機(jī)械及檢測(cè)設(shè)備；大機(jī)檢測(cè)及檢修設(shè)備等。

2.3 綜合維修中心總圖設(shè)計(jì)

2.3.1 總圖布置原則

(1)綜合維修中心應(yīng)滿足鐵路樞紐規(guī)劃，緊鄰機(jī)車車輛維修基地布置，并充分利用機(jī)車車輛基地相關(guān)設(shè)施。

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

(3)中心內(nèi)股道布置形式一般為盡頭式；股道間距、坡道需符合有關(guān)規(guī)定和生產(chǎn)作業(yè)的需要。

(4)中心內(nèi)房屋標(biāo)高應(yīng)與軌頂標(biāo)高平齊，道路標(biāo)高按照低于軌頂標(biāo)高0.3 m設(shè)計(jì)并與場(chǎng)外相通；各建筑物的布置應(yīng)符合防火安全等有關(guān)規(guī)定。

2.3.2 大機(jī)及軌行車輛的檢修

Chaguaramas綜合維修中心包含了大機(jī)及軌行車輛檢修等內(nèi)容，大型養(yǎng)路機(jī)械檢修規(guī)模按檢修制度、檢修內(nèi)容及要求、檢修周期、檢修庫(kù)停時(shí)間等計(jì)算維修臺(tái)位，進(jìn)而確定合理的規(guī)模。

大機(jī)及軌行車輛采用全面修和年修相結(jié)合的檢修工藝[6]，根據(jù)配屬大型養(yǎng)路機(jī)械的數(shù)量計(jì)算所需檢修臺(tái)位，具體計(jì)算過程如下：

(1)全面修檢修臺(tái)位

①全面修臺(tái)數(shù)：

N全=N配/T全

(1)

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

②全面修臺(tái)位：

A全=N全·t全·α全/T

(2)

式中：N全——年全面修車臺(tái)數(shù)；T——年法定檢修工作日；t全——全面修庫(kù)停時(shí)間；α全——全面修不均衡系數(shù)，取1.1。

(2)年修臺(tái)位

①年修臺(tái)數(shù)：

N年=N配/T年-N全

(3)

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

②年修臺(tái)位：

A年=N年·t年·α年/T

(4)

式中：N年——年修車臺(tái)數(shù)；T——年法定檢修工作日；t年——年修庫(kù)停時(shí)間；α年——年修不均衡系數(shù)，取1.1。

根據(jù)上述計(jì)算公式及結(jié)合該國(guó)實(shí)際情況確定大機(jī)及軌行車輛檢修時(shí)長(zhǎng)，計(jì)算結(jié)果如表1所示。得出Chaguaramas綜合維修中心所需的檢修臺(tái)位為1個(gè)臺(tái)位，綜合考慮大機(jī)及軌行車輛的長(zhǎng)度確定檢修臺(tái)位長(zhǎng)為30 m。

表1 檢修臺(tái)位數(shù)計(jì)算表

為實(shí)現(xiàn)資源共享、節(jié)約工程投資，將Chaguaramas綜合維修中心大機(jī)及軌行車輛的檢修與Chaguaramas機(jī)車車輛檢修基地[7]合并設(shè)置，大機(jī)及軌行車輛的日常檢查保養(yǎng)、定期檢查綜合維修中心、車間完成。

2.3.3 股道設(shè)置

Chaguaramas綜合維修中心停放的大機(jī)、軌行車輛及其長(zhǎng)度，如表2所示。

依據(jù)表2，綜合維修中心內(nèi)股道設(shè)置情況如下：

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

(2)大機(jī)維修機(jī)組附屬車輛停放線1條，有效長(zhǎng)260 m。

(3)輔助車輛或材料車停放線1條，有效長(zhǎng)350 m。

(4)供電搶修車組、軌料運(yùn)輸車組、接觸網(wǎng)作業(yè)車組及軌檢車、接觸網(wǎng)檢測(cè)車停放線各1條，4條軌道上設(shè)軌道車庫(kù)，股道有效長(zhǎng)不小于120 m(直線段不小于80 m)。

2.3.4 主要設(shè)施設(shè)置

根據(jù)綜合維修中心的作業(yè)內(nèi)容、部門設(shè)置和生產(chǎn)需要，在中心內(nèi)設(shè)置了綜合維修中心辦公樓、綜合維修車間辦公樓、

軌道車庫(kù)及機(jī)具庫(kù)、綜合機(jī)修車間、 通信

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

綜合維修中心室外設(shè)有汽車停車場(chǎng)、材料堆場(chǎng)、裝卸站臺(tái)、給水設(shè)施、照明設(shè)施、綠化等。另為便于材料裝卸，在材料裝卸線上應(yīng)設(shè)有門式起重機(jī)；為便于軌道車輛的日常保養(yǎng)、定期檢查，在軌道車庫(kù)設(shè)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(jī)車車輛檢修基地共址修建，大機(jī)及軌行車輛的加油需求由中心及檢修基地之間的油庫(kù)供應(yīng)。

圖2 Chaguaramas綜合維修中心總平面布置圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)高速鐵路養(yǎng)護(hù)維修UIC標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)及中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的梳理，并結(jié)合國(guó)外高速鐵路EPC項(xiàng)目，提出了國(guó)外高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修應(yīng)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(qū)三級(jí)，并就綜合維修中心關(guān)鍵設(shè)備的配置及檢修、股道、主要生產(chǎn)生活設(shè)施等進(jìn)行分析研究。在綜合維修基地設(shè)計(jì)中，最大程度上滿足了國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的信息內(nèi)容，以保證后續(xù)設(shè)計(jì)文件順利通過審查。

大機(jī)及軌行車輛的配置及檢修在國(guó)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中考慮得較簡(jiǎn)單，但在國(guó)外項(xiàng)目設(shè)計(jì)中須進(jìn)行全面分析，本文結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，將大機(jī)及軌行車輛的檢修與機(jī)車車輛檢修基地合并設(shè)置，通過綜合維修中心與機(jī)車車輛基地的優(yōu)化設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)設(shè)施共享。

[1] TG/01-2014 鐵路技術(shù)管理規(guī)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(shè)計(jì)規(guī)范 [S]. TB 10621-2014 Code for Design of High Speed Railway [S].

[3] 國(guó)際鐵路聯(lián)盟. 高速鐵路線路的維修 [R]. 巴黎：國(guó)際鐵路聯(lián)盟, 1996. UIC. Maintenance of High Speed Lines [R]. Paris: UIC, 1996.

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

[5] 美國(guó)鐵路工程和道路維護(hù)協(xié)會(huì), 鐵路工程手冊(cè) [S]. AREMA, Manual for Railway Engineering [S].

[6] 周明翔. 鐵路客運(yùn)專線基礎(chǔ)設(shè)施維修基地設(shè)計(jì)研究 [J]. 鐵道工程學(xué)報(bào), 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(chéng)昕. 基于國(guó)外鐵路維修車間設(shè)計(jì)的探索 [J]. 鐵道工程學(xué)報(bào), 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