既有鐵路車站改造過渡方案及技術(shù)研究

張乃明

（中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司，北京 100860）

0 引言

隨著鐵路建設(shè)步伐不斷加快，特別是一些大型鐵路站場升級(jí)改造的過渡施工引起營業(yè)線、鄰近營業(yè)線施工越來越多，對確保營業(yè)線施工安全提出更高要求。鐵路營業(yè)線施工，最關(guān)鍵的就是要在保證客運(yùn)、貨運(yùn)列車的暢通及最大限度地降低對運(yùn)營線路的干擾，確保旅客和施工人員的安全。其中，京張高鐵張家口南站改造工程有著異常復(fù)雜的鐵路營業(yè)線施工，為確保張家口南站既有線運(yùn)行安全及站場和站房能順利施工，經(jīng)過無數(shù)次的研討對接，張家口南站采用了“五步過渡”方案。施工中涉及便線過渡撥接、插入道岔、拆岔堵豁、長鋼軌換鋪、“四電工程”、大體量站房等施工。本文致力于研究在站場改造中科學(xué)、合理地確定過渡方案，既保證了運(yùn)營、施工安全，又保證了按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)順利完成改造任務(wù)，同時(shí)又按照永臨結(jié)合的原則節(jié)省了投資。因此，開展既有車站改造方案和技術(shù)研究，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義。

1 京張高鐵張家口南站改造概況

1.1 工程概況

新建北京至張家口鐵路位于北京市西北部、河北省北部，本線自北京北站，經(jīng)北京市海淀區(qū)、昌平區(qū)、延慶區(qū)，跨官廳水庫，河北省懷來縣、下花園區(qū)、宣化區(qū)，西止張家口南站。新建正線全長173.964km，其中北京市內(nèi)70.503km，河北省內(nèi)103.461km。全線共設(shè)10 個(gè)車站，分別為北京北、清河、沙河、昌平、八達(dá)嶺長城站（地下站）、東花園北、懷來、下花園北、宣化北、張家口南站。

既有張家口南站為客貨運(yùn)車站，站臺(tái)2 座，地道2處，到發(fā)線11 條（含正線2 條），調(diào)車線8 條；站房面積既有約5000m2；日接發(fā)客車34 對、貨車75 對、區(qū)段貨車8 對；平均日接發(fā)旅客約8000 人，高峰期約12000人；車站與車輛段、機(jī)務(wù)段、綜合貨場、多條專用線接軌。

張家口南站改造完成后，站場為6 臺(tái)16 線，其中高速場為3 臺(tái)8 線，普速場3 臺(tái)8 線（其中4 臺(tái)為共用站臺(tái)），普速場正線2 條、貨車到發(fā)線2 條、3 條客車到發(fā)線等，站房總面積96000m2。

1.2 總體過渡方案

張家口南站站場改造及站房工程十分復(fù)雜，2017年底張家口南站站房設(shè)計(jì)方案還未批復(fù)，導(dǎo)致整個(gè)站場不能按期開工，致使整個(gè)車站改造工程成為京張高鐵全線制約性工程，為確保張家口南站與京張高鐵于2019年底同步建成運(yùn)營，這就要求必須制定科學(xué)、合理的施工過渡方案。結(jié)合鐵路總公司要求的“公轉(zhuǎn)鐵”運(yùn)輸需求，經(jīng)多次組織并協(xié)調(diào)鐵路多個(gè)運(yùn)營單位及張家口市政府和地方相關(guān)部門，重新調(diào)整并確定了張家口南站施工過渡方案：在整個(gè)張家口南站施工改造期間保證機(jī)務(wù)段線和工務(wù)軌道車基地等正常使用，車站內(nèi)中石化專用線、電廠專用線、鐵路貨場專用線暫停辦理業(yè)務(wù)；在保證機(jī)務(wù)段線和工務(wù)軌道車基地等正常使用前提下，還要保證2018年5月30日以后普速京包正線正常運(yùn)營。整個(gè)改造方案分為五步：

第一步，保留張家口南站既有工務(wù)軌道基地、機(jī)務(wù)段線及空油線，拆除張家口南站1-20 道，站內(nèi)形成“全封閉”施工條件。

第二步，開通普速京包正線（X、XI 道）及站內(nèi)12道，啟用改造完成的機(jī)務(wù)段線和新建的工務(wù)軌道基地。

第三步，首先開通14-16 道，同時(shí)停運(yùn)10-12 道，為10-12 道范圍內(nèi)站房高架層及雨棚施工提供條件。

第四步，再次開通10-12 道，同時(shí)停運(yùn)14-16 道，為14-16 道范圍內(nèi)站房高架層及雨棚施工提供條件。

第五步，南北站房、高架候車室裝修及6 站臺(tái)雨棚施工。2019年12月30日全站正式開通。

2 工程重難點(diǎn)

2.1 協(xié)調(diào)難度大

本工程涉及站前、站后四電及站房工程等專業(yè)，各專業(yè)之間接口多，在施工過程中各專業(yè)之間協(xié)調(diào)配合及組織安排協(xié)調(diào)難度極大[1]。

2.2 施工難度大

營業(yè)線施工涉及的地下電纜敷設(shè)錯(cuò)綜復(fù)雜，施工前準(zhǔn)備、施工過程中合理安排電纜改移路徑等難度極大。鄰近營業(yè)線施工時(shí)，施工道路唯一，現(xiàn)場施工場地狹窄，合理安排施工組織及各單位分序作業(yè)難度極大。施工區(qū)段位于多條并行鐵路間，按照常規(guī)做法施工無法實(shí)現(xiàn)，需結(jié)合場地環(huán)境、鐵路運(yùn)輸組織，統(tǒng)籌安排人員作業(yè)時(shí)間、作業(yè)范圍、作業(yè)內(nèi)容，大大降低了施工效率，加大了施工難度[2]。

2.3 施工安全要求高

本工程與既有線交叉干擾大，過渡工程多，施工過程中如何確保不影響既有線正常運(yùn)營，對施工安全提出了更高的要求。

3 張家口南站五步過渡方案

3.1 第一步過渡施工（2017年11月12日至2018年2月10日）

根據(jù)確定的過渡方案，施工期間停運(yùn)鐵路貨場、661 專用線、電廠專用線、石化專用線，需保留機(jī)務(wù)段作業(yè)、空油專用線、工務(wù)軌道車檢修線（張家口南站普速軌道檢修基地建后可拆除）。

車站西側(cè)，既有工務(wù)軌道基地利用西咽喉京包上行線取送車，同時(shí)拆除張家口南站1-20 道及舊站房；車站東側(cè)，機(jī)務(wù)段尾部修建至京包下行線便線，滿足機(jī)務(wù)段至沙嶺子站作業(yè)，為機(jī)務(wù)段西咽喉改造創(chuàng)造條件；改造完成后，張家口南站站內(nèi)形成“全封閉”施工條件（見圖1）。

圖1 張家口南站第一步過渡示意圖

3.1.1 站場專業(yè)

車站東側(cè)，機(jī)務(wù)段尾部修建至京包下行線便線，滿足機(jī)務(wù)段至沙嶺子站作業(yè)，為機(jī)務(wù)段西咽喉改造創(chuàng)造條件；東側(cè)修建調(diào)車線兩條（尾部設(shè)機(jī)待線），滿足京包下行線至空油線的轉(zhuǎn)線作業(yè)。既有沙張三線補(bǔ)強(qiáng)（K182+180-K184+300）及線路撥接。

3.1.2 建筑專業(yè)

根據(jù)張家口南第一步施工過渡需求在張家口南站既有機(jī)務(wù)段入口處新建臨時(shí)信號(hào)綜合樓，建筑面積312.90m2，采用鋼結(jié)構(gòu)，建筑層高4.2m，為一層建筑。

3.1.3 接觸網(wǎng)專業(yè)

開通沙張三線至空油線，沙張三線部分區(qū)段（K183+300-K185+900）啟用，上方接觸網(wǎng)進(jìn)行吊弦更換及懸掛調(diào)整，接觸網(wǎng)調(diào)整49 跨，更換吊弦322 根，接觸網(wǎng)調(diào)整3.2 條公里。

3.1.4 信號(hào)專業(yè)

張家口南第一步過渡在東咽喉設(shè)置臨時(shí)信號(hào)樓，新設(shè)張家口南過渡期間的TDCS、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、信號(hào)集中監(jiān)測、電源屏等設(shè)備。沙嶺子至張家口南（過渡站）采用半自動(dòng)閉塞，為減少沙嶺子站的聯(lián)鎖修改工作，沙嶺子站利用一段既有沙張三線，在區(qū)間撥線至京包下行線。

3.1.5 通信專業(yè)

通信專業(yè)均為臨時(shí)過渡，從張家口既有通信站接至臨時(shí)信號(hào)樓，室內(nèi)設(shè)傳輸及接入系統(tǒng)、無線列調(diào)通信設(shè)備、設(shè)數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)設(shè)備、綜合布線系統(tǒng)等。

3.1.6 電力專業(yè)

在臨時(shí)信號(hào)樓外新設(shè)臨時(shí)變壓器兩臺(tái)提供電源。

3.1.7 信息專業(yè)

在臨時(shí)信號(hào)樓內(nèi)配套設(shè)置辦公信息系統(tǒng)，通過通信傳輸通道接入張家口車務(wù)段信息機(jī)房的辦公信息系統(tǒng)。

3.2 第二步過渡施工（2018年2月10日至2018年5月30日）

為緩解唐呼線孔家莊至沙嶺子西站間能力緊張的情況，并積極響應(yīng)鐵路總公司“公轉(zhuǎn)鐵”相關(guān)運(yùn)輸要求，在2018年5月30日開通張家口南站普速京包正線及站內(nèi)12 道（見圖2）。[本步過渡主要完成了4-5 站臺(tái)范圍內(nèi)站房地下結(jié)構(gòu)，開通京包正線（X、XI 道）及12 道啟用改造完成的機(jī)務(wù)段線和新建的工務(wù)段軌道基地]。

圖2 張家口南站第二步過渡示意圖

3.2.1 站場專業(yè)

利用第一步過渡后，站場形成的全封閉施工條件，為滿足5月30日京包正線開通要求，根據(jù)永臨結(jié)合的原則，按照京包線正式線位實(shí)施改建京包線路基及軌道，并進(jìn)行相應(yīng)線路臨時(shí)封閉工程。同步拆除第一步便線相關(guān)的路基、軌道等工程。

3.2.2 建筑專業(yè)

為確保普速場四、五站臺(tái)間X、XI、12 道運(yùn)營安全，在線路上方設(shè)東西跨度全長120m，南北跨度為18.6m 全封閉鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚；在站內(nèi)新建六處機(jī)務(wù)仲裁室及車務(wù)用房。

3.2.3 接觸網(wǎng)專業(yè)

在2018年5月30日開通京包正線及站內(nèi)12 道。本次過渡工程主要完成張家口南站內(nèi)Ⅹ道、Ⅺ道（京包正線）和12 道及相關(guān)渡線接觸網(wǎng)掛網(wǎng)，共計(jì)約8 條公里。

3.2.4 信號(hào)專業(yè)

考慮永臨結(jié)合，本步信號(hào)過渡均利用正式工程設(shè)備。在新建的信號(hào)樓內(nèi)按正式工程規(guī)模，新設(shè)TDCS（3.0）、區(qū)間閉塞、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、信號(hào)集中監(jiān)測等信號(hào)設(shè)備。

3.2.5 通信專業(yè)

因西紅外探測站、東西車務(wù)用房和機(jī)務(wù)仲裁室臨時(shí)過渡，從既有站點(diǎn)臨時(shí)鋪設(shè)光纜和電纜。

3.2.6 電力專業(yè)

本步過渡需對正式信號(hào)樓及東西臨時(shí)車務(wù)、機(jī)務(wù)用房提供臨時(shí)電源。從既有普速鐵路配電所的10kV機(jī)輛干線，接線并設(shè)臨時(shí)變臺(tái)為臨時(shí)信號(hào)樓供電。

3.3 第三步過渡施工（2018年5月30日至2018年11月09日）

本步主要是修建13-16 道的路基、軌道及相應(yīng)站房結(jié)構(gòu)工程，并計(jì)劃于2018年11月開通站內(nèi)14-16道，為9-12 道站房高架候車室結(jié)構(gòu)施工提供條件，其中15-16 道電化（見圖3）。

圖3 張家口南站第三步過渡示意圖

3.3.1 站場建筑專業(yè)

在五、六站臺(tái)間高架候車室東、西兩側(cè)各設(shè)置25m長的鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚。

3.3.2 接觸網(wǎng)專業(yè)

本步過渡工程完成15 道、16 道接觸網(wǎng)掛網(wǎng)電化（接觸網(wǎng)線為正式工程），對Ⅹ道、Ⅺ道影響站房上部結(jié)構(gòu)施工的接觸網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整。

3.3.3 信號(hào)專業(yè)

配合站場完成14-16 道信號(hào)設(shè)備安裝及調(diào)試，相應(yīng)修改LKJ 數(shù)據(jù)。

3.4 第四步過渡施工（2018年11月09日至2019年10月12日）

本次過渡施工主要利用14-16 道運(yùn)營，修建整個(gè)站內(nèi)剩余路基、軌道及站房工程，計(jì)劃于2019年10月12日再次開通站內(nèi)10-12 道，停運(yùn)14-16 道，為站房14-16 道范圍雨棚及裝修工程施工提供條件（見圖4）。

圖4 張家口南站第四步過渡示意圖

3.4.1 站場專業(yè)

本步主要修建高速場及其他剩余路基、軌道等工程。

3.4.2 站房專業(yè)

為保證10-12 道再次開通，完成對應(yīng)的站房高架層及雨棚施工。

3.4.3 接觸網(wǎng)專業(yè)

本步主要完成10-12 道正式接觸網(wǎng)掛網(wǎng)電化工程。

3.4.4 信號(hào)專業(yè)

配合站場方案，調(diào)試開通10-12 道，修改LKJ數(shù)據(jù)。

3.5 第五步過渡施工（2019年10月12日至2019年12月30日）

利用10-12 道運(yùn)行，主要進(jìn)行南北站房、高架候車室裝修及6 站臺(tái)雨棚施工（見圖5）。高速場聯(lián)調(diào)聯(lián)試，于2019年12月30日全站正式開通。

圖5 張家口南站第五步過渡示意圖

3.5.1 站場專業(yè)

主要進(jìn)行維修工區(qū)及貨場走行線改造。

3.5.2 站房專業(yè)

主要進(jìn)行6 站臺(tái)雨棚施工和站房室內(nèi)裝飾裝修工程。

3.5.3 接觸網(wǎng)專業(yè)

本次過渡工程配合6 站臺(tái)雨棚施工，15、16 道接觸網(wǎng)落線并恢復(fù)，吊弦、電連接等更換安裝。

3.5.4 信號(hào)專業(yè)

配合站場專業(yè)全站開通，相應(yīng)修改LKJ 數(shù)據(jù)。

4 研究結(jié)論

本項(xiàng)目自開工建設(shè)以來，一直受到中國國家鐵路集團(tuán)有限公司、中國鐵路北京局集團(tuán)、張家口市等單位領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注，在實(shí)施過程中多次到現(xiàn)場檢查指導(dǎo)，提出了諸多寶貴意見。本次采用科學(xué)劃分過渡步驟，確定最佳過渡方案，避免人員、勞力、材料等浪費(fèi)，節(jié)省了工程投資。

5 結(jié)語

確定科學(xué)、合理的過渡方案及施工組織順序，實(shí)現(xiàn)在被多條繁忙電氣化鐵路營業(yè)線包圍的條件下，通過科學(xué)劃分過渡步驟和相關(guān)營業(yè)線施工技術(shù)措施，利用各過渡步驟間的空間場地與時(shí)間間隔分節(jié)段實(shí)施既有站場改造工程，既能保證改造施工中營業(yè)線運(yùn)營安全，又能保證施工安全，同時(shí)保證改造工程按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)順利完成。形成了一整套的技術(shù)資料和施工經(jīng)驗(yàn)，對于類似工程有很大的啟發(fā)性、借鑒性。