南昆線百威段基礎(chǔ)設(shè)施改造研究

陳 武

（中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)有限公司 計(jì)統(tǒng)部，高級(jí)工程師，廣西 南寧 530029）

1 引言

南昆線鐵路江（江西村）百（百色）段增建復(fù)線已于2017年12月底建成啟用，中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)有限公司管轄內(nèi)百（百色）威（威舍）段仍是單線鐵路，基礎(chǔ)設(shè)施較薄弱，區(qū)段長(zhǎng)期處于高位運(yùn)輸狀態(tài)，運(yùn)輸能力已超飽和，亟需升級(jí)百威段鐵路基礎(chǔ)設(shè)施條件，以提升南昆線運(yùn)輸能力。

2 既有設(shè)備和運(yùn)輸存的在問(wèn)題

2.1 設(shè)備基礎(chǔ)保障能力不足

2.1.1 工務(wù)設(shè)施設(shè)備問(wèn)題 路基較為薄弱，膨脹土路基難以徹底整治，邊坡防護(hù)、排水等設(shè)施不完善；既有枕木為1997年上道的Ⅱ型混凝土枕，強(qiáng)度不足且擋肩開裂、掉塊、承軌槽壓潰、螺桿銹蝕，維修保養(yǎng)困難；道床石砟碎化嚴(yán)重，彈性差，道床板結(jié)，臟污、排水不良；隧道整體性差，掉塊、漏水、涌水等病害較為突出。

2.1.2 電務(wù)設(shè)施設(shè)備問(wèn)題 百威段扼流變壓器、信號(hào)電源屏、450MHz 無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、區(qū)間行車閉塞通道及信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備等電務(wù)設(shè)備均為1997 年投入運(yùn)營(yíng)時(shí)期設(shè)備，大多超期服役，設(shè)備老化嚴(yán)重，設(shè)備性能指標(biāo)下降，嚴(yán)重影響運(yùn)輸生產(chǎn)和行車指揮的正常運(yùn)行。

2.1.3 供電設(shè)施設(shè)備問(wèn)題 既有設(shè)備運(yùn)行多年，老化嚴(yán)重，可靠性低，隨著運(yùn)量提升，部分變電設(shè)施如斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)等已無(wú)法滿足運(yùn)輸需求。田林、平林、龍廣變電所供電臂達(dá)30多公里，線路坡度大導(dǎo)致系統(tǒng)電壓損失大，造成供電臂末端網(wǎng)壓低，影響電力機(jī)車正常運(yùn)行。主變?nèi)萘科?，饋線過(guò)負(fù)荷跳閘頻繁（每年近60次），百萬(wàn)千瓦時(shí)跳閘次數(shù)達(dá)到0.024 次，遠(yuǎn)超0.01 次的指標(biāo)，過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象嚴(yán)重。接觸線導(dǎo)線載流能力低，大坡段既有導(dǎo)線過(guò)載能力超標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法滿足載流需求，部分區(qū)段曾出現(xiàn)燒線斷股現(xiàn)象。

2.1.4 路外環(huán)境復(fù)雜 百威段屬典型山區(qū)鐵路，線路地形條件復(fù)雜，途經(jīng)村莊多，線路兩側(cè)老百姓生活、生產(chǎn)對(duì)鐵路運(yùn)輸干擾較大，部分區(qū)段暫未封閉或封閉失效，路外環(huán)境不確定因素多，制約或影響鐵路運(yùn)輸工作的正常開展。

2.2 運(yùn)輸矛盾較為突出

2.2.1 單線運(yùn)輸限制輸送能力提升 百威段為單線鐵路，上行方向多為重車運(yùn)行，下行方向?yàn)檩p車運(yùn)行，上下行運(yùn)輸不均衡，運(yùn)輸效能低。百色往威舍上行方向多為上坡地段，兩地相對(duì)高差1163m，上行方向?yàn)橹剀囘\(yùn)輸，對(duì)既有設(shè)備損耗較大，產(chǎn)生設(shè)備病害，降低設(shè)備使用性能。

2.2.2 區(qū)段運(yùn)輸能力超飽和 隨著2015 年HXD1C型機(jī)車在南昆線投入使用，百威段貨車采用雙機(jī)牽引，牽引質(zhì)量由原有的4000t提升至4500t，普超列車達(dá)5000t，處于飽和運(yùn)輸（2020 年日均開行貨車30.5對(duì)，使用能力利用率達(dá)104.8%，已超使用能力運(yùn)行）。段線路坡度大，存有較多Ⅱ型混凝土枕，既有供電臂過(guò)長(zhǎng)，隨著牽引質(zhì)量提升，既有軌道設(shè)備和供電能力呈現(xiàn)不足，運(yùn)輸能力矛盾凸顯，運(yùn)輸能力和效率嚴(yán)重受阻。

3 基礎(chǔ)設(shè)施改造方案研究

3.1 短期改造方案研究

結(jié)合日常保養(yǎng)維修，采用大修方式恢復(fù)既有設(shè)備使用功能和性能，夯實(shí)基礎(chǔ)設(shè)施安全條件。采用技術(shù)改造方式，逐年對(duì)既有重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行改造或升級(jí)，提升既有設(shè)備使用性能和既有線路運(yùn)輸能力。

3.1.1 大修 2019 年投入約8920 萬(wàn)元重點(diǎn)對(duì)南昆線K322+408～K421+500 共10km 的薄弱道床實(shí)施全斷面清篩大修，對(duì)南昆線K322+408～K421+500共53.5km的軌道薄弱地段更換新枕大修，對(duì)百威段29.2km的回流線及架空地線進(jìn)行大修；2020年投入約9170萬(wàn)元重點(diǎn)對(duì)南昆線K212+832～K421+488薄弱地段更換新枕大修，對(duì)南昆線K389及K391水害沖毀設(shè)備實(shí)施復(fù)舊大修，對(duì)南昆線百威段接觸網(wǎng)實(shí)施大修（一期）；2021年投入約1.967億元重點(diǎn)對(duì)南昆線K212+884～K454+981 共68km 地段進(jìn)行換枕大修，對(duì)南昆線百威段進(jìn)站接近軌發(fā)碼延長(zhǎng)設(shè)備大修，對(duì)南昆線品甸及清水河?xùn)|共9站信號(hào)電纜實(shí)施大修，對(duì)南昆線百威段接觸網(wǎng)實(shí)施大修（二期）；2022年預(yù)計(jì)投入約17700萬(wàn)元重點(diǎn)對(duì)南昆線K228+100～K484+500更換新軌大修、對(duì)南昆線百威段安龍等9站14組道岔進(jìn)行更換大修，對(duì)南昆線K240+060～K312+830(喜屯—板桃)換砟及基床封閉大修，對(duì)南昆線百威段接觸網(wǎng)實(shí)施大修（三期），對(duì)南昆線百威段田林等11信號(hào)電纜進(jìn)行大修，全面恢復(fù)既有設(shè)備的使用性能和使用狀態(tài)，充分保障鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)正常開展。

3.1.2 技術(shù)改造 2021-2023 年預(yù)計(jì)投入約5 億元的技術(shù)改造資金推進(jìn)南昆線永樂(lè)至品甸29 站扼流變壓器改造、南昆線永樂(lè)等12 站信號(hào)電源屏改造、百色至局界區(qū)段無(wú)線列調(diào)通信系統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)、南昆線K236+582等9個(gè)平交道口改立交、南昆線百威段隔離開關(guān)遠(yuǎn)動(dòng)改造、南昆線牽引變電所二次防雷改造、南昆線百威段牽引供電能力改造等項(xiàng)目建設(shè)，改造或升級(jí)既有設(shè)備性能，穩(wěn)固提升既有線條運(yùn)輸能力和效能，重點(diǎn)推進(jìn)百威段牽引供電能力改造（項(xiàng)目投資19983萬(wàn)元）。

3.1.3 改造難點(diǎn) 全段共設(shè)6 個(gè)牽引變電所，供電臂設(shè)置11區(qū)段，其中田林、平林、龍廣變電所供電臂長(zhǎng)超30公里的達(dá)5段（鵝城-喜屯31.01km、喜屯-田林30.27km、田 林-龍 巖32.95km、龍 巖-平 林31.65km、龍廣-清水河?xùn)|34.30km），供電臂設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，線路坡度大導(dǎo)致系統(tǒng)電壓損失大，造成供電臂末端網(wǎng)壓偏低，影響電力機(jī)車正常運(yùn)行。

3.1.4 解決方案 結(jié)合前期對(duì)百威段增建二線可行性研究方案，增設(shè)雙線時(shí)可按改造后的供電設(shè)施布局為雙線提供供電需求，新建興義、白水河、汪甸、巖龍、八渡5座牽引變電所，拆除既有龍廣、平林、田林變電所。

3.1.5 改造效果 改造后變電所設(shè)置和供電臂長(zhǎng)度較為科學(xué)合理（改造后牽引變電所由6個(gè)變?yōu)?個(gè)，供電臂區(qū)段設(shè)置由11段變?yōu)?5段，供電臂長(zhǎng)度最大為下塘-汪甸28.8km），供電能力得到全面提升，既滿足初期運(yùn)輸需求，又能滿足增建二線后的供電需求，牽引變電所改造前后對(duì)比如表1。

表1 牽引變電所改造前后對(duì)比

3.1.6 建設(shè)方式 按廣西、貴州管界、建設(shè)協(xié)調(diào)難易程度及建設(shè)資金籌措情況，分步分年度建設(shè)。一期建設(shè)新建興義、白水河變電所，同步改造冊(cè)亨變電所，拆除既有龍廣變電所；二期建設(shè)新建汪甸、巖龍、八渡變電所，拆除既有平林、田林變電所。

3.2 中長(zhǎng)期改造方案

《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（發(fā)改基礎(chǔ)〔2016〕1536號(hào)）將南昆鐵路擴(kuò)能列入國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃（規(guī)劃期為2016-2025年，遠(yuǎn)期展望到2030年）普速鐵路網(wǎng)珠三角至西南通道。2014 年11 月完成項(xiàng)目預(yù)可行性研究設(shè)計(jì)，2017 年2 月完成項(xiàng)目可行性研究設(shè)計(jì)（初稿），2019 年9 月完成修編預(yù)可行性研究設(shè)計(jì)，待國(guó)鐵集團(tuán)組織開展項(xiàng)目前期研究，擇機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)。增建二線后，單線變?yōu)殡p線，百威段運(yùn)輸能力和運(yùn)輸效率將得到極大提升。以2019 年的貨運(yùn)密度為例，單線運(yùn)行上行最大貨流密度1404 萬(wàn)噸，下行最大貨流密度為3145 萬(wàn)噸。單線改雙線后，近期（2035年）上行最大貨流密度可達(dá)3727萬(wàn)噸，下行最大貨流密度可達(dá)5524萬(wàn)噸；遠(yuǎn)期（2045年）上行最大貨流密度可達(dá)4579 萬(wàn)噸，下行最大貨流密度可達(dá)6766萬(wàn)噸，區(qū)段線位貨流數(shù)據(jù)說(shuō)明貨運(yùn)空間提升明顯，運(yùn)輸能力潛能較大。

4 結(jié)論

自改造方案提出以來(lái)，大修、技術(shù)改造及資金的大力投入，既有工務(wù)、電務(wù)、供電設(shè)備得到改善和提升，設(shè)備基礎(chǔ)條件得到夯實(shí)，為南昆線暢通運(yùn)輸提供穩(wěn)定保障，全面提升了南昆線運(yùn)輸能力。