漢巴南鐵路蘭渝聯(lián)絡(luò)線電分相設(shè)置方案研究

喬響路

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 北京 102600)

1 引言

隨著我國(guó)鐵路網(wǎng)快速發(fā)展，出現(xiàn)多條線路引入同一個(gè)車站的局面。受不同線路供電方案的影響，需研究聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相的方案。漢中至巴中至南充鐵路南充至巴中段[1](以下簡(jiǎn)稱“漢巴南鐵路”)引入既有蘭渝線南充北站，需在蘭渝聯(lián)絡(luò)線(以下簡(jiǎn)稱“聯(lián)絡(luò)線”)設(shè)置電分相。但受疏解區(qū)各線立交關(guān)系、線位走向、橋梁方案、大坡道等因素的影響，電分相設(shè)置條件困難[2]，故而需要深入研究聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相的可行性。

2 南充北站線路概況

南充北站現(xiàn)狀僅有蘭渝線引入，規(guī)劃成達(dá)萬(wàn)鐵路于既有蘭渝場(chǎng)(普速場(chǎng))西側(cè)新建高速場(chǎng)引入車站，在建漢巴南鐵路分別引入高、普兩個(gè)車場(chǎng)，同時(shí)新建存車場(chǎng)一處，分線別引入高、普車場(chǎng)，見圖1。

圖1 蘭渝聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相方案

3 聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相方案

3.1 供電關(guān)系

聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相的目的主要是為了使各線分開供電，便于管理和養(yǎng)護(hù)維修。該方案蘭渝線、漢巴南鐵路均單獨(dú)供電，成達(dá)萬(wàn)鐵路與存車場(chǎng)由成達(dá)萬(wàn)鐵路新建南充北牽引變電所負(fù)責(zé)供電。配套電分相設(shè)置情況見圖1。

3.2 蘭渝聯(lián)絡(luò)線電分相

3.2.1 方案概述

(1)電分相設(shè)置的線路長(zhǎng)度要求

?高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范?(TB 10621―2014)中11.5.5條[3]規(guī)定，電分相不宜設(shè)置在變坡點(diǎn)，列車過分相斷電區(qū)距最近信號(hào)機(jī)不宜小于550 m[4]。

?鐵路技術(shù)管理規(guī)程(高速鐵路部分)?第491條規(guī)定[5]，斷電標(biāo)設(shè)置在電分相中性區(qū)段起始位置前第2根支柱上。結(jié)合接觸網(wǎng)桿間距不大于50 m的要求，“斷”標(biāo)與電分相中性區(qū)段起始位置距離按100 m考慮。

?軌道交通客運(yùn)列車斷電過分相系統(tǒng)相互匹配準(zhǔn)則?(GB/T 36981―2018)8.4規(guī)定，分相區(qū)為“斷”與反向“斷”標(biāo)之間的距離[6]。

根據(jù)上述參數(shù)，結(jié)合關(guān)節(jié)式電分相長(zhǎng)度，聯(lián)絡(luò)線兩端信號(hào)機(jī)之間的距離至少為1.5 km，聯(lián)絡(luò)線最短長(zhǎng)度約1.7 km，見圖2。

圖2 電分相距離關(guān)系

(2)限制因素

①立交關(guān)系復(fù)雜

由圖1可知，南充北站北端咽喉區(qū)有蘭渝線、南充東聯(lián)絡(luò)線、漢巴南鐵路、成達(dá)萬(wàn)鐵路、存車場(chǎng)走行線以及G212國(guó)道等，立交關(guān)系十分復(fù)雜。

②坡度大、中間存在邊坡點(diǎn)

由于聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度、兩端標(biāo)高以及立交凈空要求等的影響，聯(lián)絡(luò)線上行方向自南充北站出站后需先穿過成達(dá)萬(wàn)鐵路，然后迅速上升，故中間有一處變坡點(diǎn)，且采用1處25‰的上坡(長(zhǎng)1.02 km)，列車正常行車時(shí)，分相部分位于大坡度上。下行聯(lián)絡(luò)線需采用1處20‰的下坡(長(zhǎng)1.08 km)，下行反向行車時(shí)，列車過分相的坡度較大。綜上，聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度短、中間有變坡點(diǎn)、坡度大等因素均給電分相設(shè)置帶來(lái)了較大影響[7]。

③存在低限速?gòu)铰?/p>

南充北站蘭渝場(chǎng)廣元端道岔分布具體情況見圖3。

圖3 蘭渝場(chǎng)廣元端道岔分布

圖3中道岔編號(hào)12、14和10的道岔均為12號(hào)道岔，側(cè)向限速45 km/h。南充北站(蘭渝場(chǎng)普速場(chǎng))至田家溝線路所僅一個(gè)閉塞分區(qū)，按照鐵總運(yùn)〔2019〕222號(hào)文[8]的規(guī)定，當(dāng)辦理南充北經(jīng)編號(hào)12/14道岔側(cè)向至田家溝線路所的進(jìn)路時(shí)，該進(jìn)路內(nèi)降級(jí)發(fā)送UU碼，限速45 km/h。

(3)電分相設(shè)置位置

受諸多限制因素的影響，上行聯(lián)絡(luò)線可供設(shè)置電分相的位置非常有限，還需兼顧聯(lián)絡(luò)線的長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)，故電分相的位置選在中性區(qū)的端點(diǎn)距離變坡點(diǎn)30 m處。下行聯(lián)絡(luò)線的電分相全部位于20‰的坡度上，雖無(wú)變坡點(diǎn)，但考慮到聯(lián)絡(luò)線的工程，可選位置也十分有限。

3.2.2 檢算結(jié)果

考慮各種因素及電分相設(shè)置位置，由于部分運(yùn)行進(jìn)路存在限速45 km/h的條件，按保守原則，以此限速進(jìn)行牽引模擬檢算，結(jié)果見圖4。

圖4 牽引模擬檢算結(jié)果

由牽引模擬計(jì)算結(jié)果可知，上行聯(lián)絡(luò)線列車自車站正常啟車時(shí)自動(dòng)斷電過分相的出口速度僅為5.7 km/h，存在較大運(yùn)營(yíng)安全隱患[9]。

經(jīng)檢算，下行聯(lián)絡(luò)線雖位置選址受限，但列車正常行車可順利通過電分相(下坡)；反向行車按線路限速運(yùn)行時(shí)，亦可通過電分相，但出口速度不高。

3.2.3 優(yōu)化措施

綜上分析，上行聯(lián)絡(luò)線受控因素較多，且檢算結(jié)果較差，故對(duì)其提出改進(jìn)措施。

(1)道岔更換為18號(hào)道岔

將上行運(yùn)行徑路中的12號(hào)道岔改為18號(hào)道岔，優(yōu)化側(cè)向通過條件。

由于車站大里程方向受到既有馮家寺中橋施工間距要求，道岔接入位置無(wú)法向大里程移動(dòng)，故在保持蘭渝聯(lián)絡(luò)線上行線接入點(diǎn)不變的條件下，動(dòng)走線接入18號(hào)道岔會(huì)使既有咽喉向南調(diào)整，按改造困難條件，緊密布置咽喉后，道岔約向南推移30 m，相應(yīng)改建部分站臺(tái)。

兩方案工程投資估算對(duì)比情況見表1。

表1 兩方案工程投資估算對(duì)比

由表1可知，18號(hào)道岔方案較12號(hào)道岔方案增加約4 060.2萬(wàn)元，且需多拆除10組道岔(其中蘭渝正線道岔5組、到發(fā)線道岔5組)，拆除2.65 km既有鋪軌(其中蘭渝正線約0.7 km)，改建部分曲線站臺(tái)，施工對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響較大。

(2)鎖定蘭渝聯(lián)絡(luò)線上行運(yùn)行徑路

蘭渝聯(lián)絡(luò)線上行方向列車斷電過分相出口速度較低的主要原因?yàn)檫\(yùn)行徑路中存在限速，故消除運(yùn)行徑路的限速點(diǎn)也可有效提高電分相出口速度(17.7 km/h)，即維持蘭渝聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相，禁用經(jīng)編號(hào)12/14＃道岔側(cè)向由南充北站(蘭渝場(chǎng))至田家溝線路所的所有接發(fā)車進(jìn)路。但該方案需經(jīng)由運(yùn)營(yíng)單位(成都局集團(tuán)公司)審核通過后，方可實(shí)施。

3.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

(1)優(yōu)點(diǎn)

蘭渝線(含南充北站蘭渝場(chǎng))維持既有供電方式，增加供電線路長(zhǎng)度較短，無(wú)需對(duì)既有牽引變電所進(jìn)行改造；該方案可以實(shí)現(xiàn)各線之間獨(dú)立供電，高速、普速鐵路分開供電，避免了天窗時(shí)間不一致給養(yǎng)護(hù)維修時(shí)間、運(yùn)輸組織方案帶來(lái)的諸多不便。

(2)缺點(diǎn)

受電分相布置條件的影響，蘭渝聯(lián)絡(luò)線的長(zhǎng)度增加，工程投資增加；聯(lián)絡(luò)線方案、田家溝線路所位置的變化也同時(shí)影響了成達(dá)萬(wàn)鐵路引入南充北站以及南充北站高速場(chǎng)的設(shè)置方案，給其帶來(lái)不利的限制條件。

4 聯(lián)絡(luò)線不設(shè)電分相方案

4.1 僅將蘭渝聯(lián)絡(luò)線電分相移至正線

4.1.1 改移方案

取消蘭渝聯(lián)絡(luò)線設(shè)置的電分相，將其移動(dòng)至田家溝線路所的大里程端，見圖5。

圖5 改移后電分相設(shè)置方案

4.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

(1)優(yōu)點(diǎn)

該方案避免了聯(lián)絡(luò)線設(shè)置電分相帶來(lái)的一系列運(yùn)輸組織問題[10]及特殊的信號(hào)系統(tǒng)處理措施；聯(lián)絡(luò)線的線位、田家溝線路所的站位選擇均相對(duì)自由，可有效縮短聯(lián)絡(luò)線的長(zhǎng)度，節(jié)省工程投資。

(2)缺點(diǎn)

①該方案蘭渝聯(lián)絡(luò)線、田家溝線路所及漢巴南鐵路正線A(B)至C之間約3 km的新建線路需要由既有蘭渝線龍桂牽引變電所供電，其供電范圍加大；接觸網(wǎng)供電線需加長(zhǎng)[11]，引至新的上網(wǎng)點(diǎn)，投資增加約70萬(wàn)元。

②蘭渝線為普速鐵路，采用“V”形天窗；漢巴南鐵路為高速鐵路，采用矩形天窗。天窗形式和時(shí)間均不一致，給養(yǎng)護(hù)維修、運(yùn)輸組織帶了較大困擾。

4.2 南充北站統(tǒng)一供電

(1)方案概況

通過在各線區(qū)間正線設(shè)置電分相，實(shí)現(xiàn)南充北站統(tǒng)一供電[12]。利用成達(dá)萬(wàn)鐵路在南充北站附近新建的南充北牽引變電所(AT牽引變電所)，出4回AT饋線為成達(dá)萬(wàn)鐵路正線供電，2回直供饋線為漢巴南鐵路供電，2回直供饋線為存車場(chǎng)供電，2回直供饋線分別為南充北高速場(chǎng)、普速場(chǎng)供電。

調(diào)整既有蘭渝線在南充地區(qū)供電格局，在蘭渝線南充北站廣元端區(qū)間增設(shè)一組電分相，并新建直供分區(qū)所一座。蘭渝線龍桂牽引變電所至大寶山分區(qū)所供電臂打斷為兩部分，其中龍桂牽引變電所至南充北(長(zhǎng)度約6.58 km)維持既有供電格局，南充北至大寶山分區(qū)所方向(長(zhǎng)度約17.11 km)改由南充北牽引變電所出2回直供饋線為其供電。電分相設(shè)置情況見圖6。

圖6 統(tǒng)一供電后電分相設(shè)置方案

(2)優(yōu)缺點(diǎn)分析

①優(yōu)點(diǎn)

南充北站統(tǒng)一供電，既實(shí)現(xiàn)了各線之間獨(dú)立供電，也避免了聯(lián)絡(luò)線設(shè)置分相給運(yùn)輸組織帶來(lái)的困擾，提高了列車運(yùn)營(yíng)安全保證。

②缺點(diǎn)

該方案改建蘭渝線供電方案增加工程投資約200萬(wàn)元；另外，該方案受成達(dá)萬(wàn)鐵路南充北供電方案影響較大(建設(shè)時(shí)機(jī)滯后漢巴南鐵路)，且涉及對(duì)既有蘭渝線的供電方案調(diào)整較大，需經(jīng)有關(guān)部門審查并獲得批復(fù)方可確定實(shí)施。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過本文分析可知，聯(lián)絡(luò)線電分相設(shè)置方案不僅與工程本身有關(guān)，還與供電方案、養(yǎng)護(hù)維修、運(yùn)輸組織方案等有較大關(guān)聯(lián)，故建議在鐵路設(shè)計(jì)過程中，需重視對(duì)聯(lián)絡(luò)線電分相設(shè)置方案研究。

另外，本文在提供聯(lián)絡(luò)線電分相研究的方法、思路以及影響因素、關(guān)鍵問題等的同時(shí)，還旨在強(qiáng)調(diào)其研究的復(fù)雜性，也給鐵路建設(shè)項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)線方案的設(shè)計(jì)提出了新的思考，建議在關(guān)注工程的同時(shí)，也注重對(duì)站后工程運(yùn)營(yíng)的影響；有關(guān)各方提前開展研究，避免造成廢棄工程，甚至給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不可逆轉(zhuǎn)的困擾。