铁路干线区间应急卸载场地可行性研究

2015-05-06 01:43曾运清
军事交通学院学报 2015年4期
关键词:高差架设路堤

辛 昕,曾运清,季 锋

(军事交通学院联合投送系,天津300161)

铁路军事运输保障具有装载分散、卸载集中的特点,大规模部队输送特别是应急输送,卸载站的卸载能力不足有可能成为制约部队快速投送的重要因素。如果根据线路情况,提前在区间选定站台架设区域,必要时组织区间卸载,同时制订好相应的铁公接运方案,卸载能力将大幅提高。而区间是否具备架设站台的场地,是铁路干线区间应急卸载的重要前提和物质基础。

1 我国铁路干线总体情况

中国现有的铁路线路通常被描述为“七纵五横”,“七纵”包括京沪线、京九线、京广线、焦柳线、包粤线、宝成—成昆线、京哈线;“五横”包括京包—包兰线、陇海—兰新线、沪昆线、沿江线、南昆线。整个国家整体地势西高东低,呈阶梯状分布,形态多样,山区面积广大,山脉纵横,具有定向排列规律。东部以森林草原为主 ,西部以荒漠草原为主。从我国主要干线总体情况来看,东北、华北、西北(特别是新疆等开阔地域)、华中地区,地势平坦,地面强度较大,路基边坡缓和,路基至地面高差较小;华东、华南、东南地区,虽地势也较为缓和,但水系复杂,软土路面多;西南地区,山区面积大,隧道较多。

2 我国铁路区间应急卸载场地可行性分析

2.1 铁路线路横断面宽度可行性分析

铁路线路主要是由轨道、路基及桥隧建筑物等组成,其横断面如图1所示。

铁路路基是铁路线路的重要组成部分。根据原铁道部颁布的《铁路路基设计规范》(TB10001—2005)中,关于路基面宽度的规定,路基面宽度按照线路等级、线路设计行车速度、基床表层材质类型、单双线等条件的不同,有不同的取值要求。经过变换整理,直线地段路基面参数见表1。

图1 路基横断面

表1 直线地段路基面参数m

钢轨、轨枕、道床、路基即为架设站台的承载平面,路基的横断面主要有路堤和路堑两种形式。架设区间站台的目的是为了军事装备的应急卸载,卸载后还需就近选择公路或便路实施摩托化开进。路堑的天然地面高于铺设轨道的路基面,大多修筑于山区,地势较为陡峭,不利于军事装备的摩托化开进。出于区间站台的使用实际,一般不选择路堑而选择路堤作为架设站台的场地。

架设区间站台时,一般会选择两根钢轨及线路一侧实施架设。对于单线铁路来说,路堤的半宽加上轨距的一半,就是架设站台时路堤面的最小可用宽度;对于双线铁路,路堤的半宽减去线间距的一半,再加上轨距的一半,就是架设站台时路堤面的最小可用宽度。由表1可知,单线铁路架设区间站台时路堤面最小可用宽度为3.87 m,双线铁路为3.97 m。而在曲线时,路基面要比直线段有所加宽。除了路堤面之外,路堤边坡也是架设站台时的可用场地。

《中华人民共和国土地管理法》《铁路建设项目竣工建设用地验收交接实施办法》《铁路路基设计规范》等国家法律、法规和规章制度中对铁路建设用地有明确的规定。对于区间线路,路堤用地宽度:排水沟、护道或坡脚矮墙边缘外不小于3 m;路基两侧兼作排水的取土坑、弃土场(堆)时,其边缘外不小于2 m。铁路建设征收土地地界线上和地界拐点处应埋设地界桩,在此范围的土地也是架设区间站台时的可用场地。

2.2 铁路线路强度可行性分析

铁路选线及线路设计时对路基强度就有严格的要求,要求其具有一定的强度以满足承载钢轨的需要。《铁路路基设计规范》中对路基基床填料及其强度有明确规定。

对于软土、滑坡、冻土等不良地质,一般会根据土质及其密实度、降水量、地下水类型及其埋藏深度、加固材料来源等情况综合考虑,采取加固措施,经比选可采用就地碾压、换土或土质改良、复合地基、加强防排水、设置土工合成材料等措施。在水文地质条件复杂及易产生冻害地段,应对基床部分采取防水或防冻害措施。

路基强度是按照路基面承受垂直向下的力进行设计的,并且仅对路基面的强度作了要求,对路基边坡强度没有要求。而在架设区间站台时,站台支腿极有可能落在路基边坡甚至边坡以外的地面上,路基边坡、路基面以外的路面强度与路基面相比有一定差距。可以通过土工夯实作业增强承载平面的局部强度,或加大支腿与地面的接触面积来减小承载压强,同时让支腿施加的力垂直于边坡,减小其顺边坡而下的水平分力来解决这些问题。

2.3 铁路线路路基至地面高差可行性分析

京广线南端(郑州以南)轨面至地面高差大多在3~5 m之间;京九线南段路基比例为60%,桥隧比例为40%,轨面至地面高差大多在6~7 m之间;京沪线南段路基比例为80%,桥隧比例为20%,轨面至地面高差大多在3~4 m之间。

以天津、丰台、三家店3个工务段管辖线路为例,进行线路高差分布统计。天津工务段管辖范围内:共有44条线路,按照线路别进行统计,其中38条线路路堤比例达到总线路长度的90%以上,工务段线路总和中,路基高差在0~3 m的路堤线路长度占线路总长度的78.72%。丰台工务段管辖范围内:共有44条线路,按照线路别进行统计,有22条线路路基高差在0~3 m的路堤,比例达到线路总长度的70%以上,工务段线路总和中,路基高差在0~3 m的路堤线路长度占线路总长度的54.39%。三家店工务段管辖范围内:共有24条线路,按照线路分别进行统计,有14条线路路基高差在0~3 m的路堤,比例达到线路总长度的70%以上,工务段线路总和中,路基高差在0~3 m的路堤线路长度占线路总长度的56.90%。

北京铁路局下辖9个工务段,京津线、京山线、京沪线铁路局辖内段地势较为平坦,大多在4 m以下,架设站台条件较好;京包线、京原线、京承线条件较差。北京铁路局的总体情况在东北、华北方向也具有一定的代表性。

2.4 铁路线路路基边坡坡度可行性分析

关于铁路路基面坡度,《铁路路基设计规范》有明确规定。在铁路设计阶段为了保持路基面的稳固,以防流水的侵蚀,对路基边坡有严格的要求:要么边坡缓和,要么边坡陡峭时通过挖台阶的方式缓和坡度。这点对于加强边坡的稳定性非常有利,同时也为架设区间站台创造了有利条件,便于站台支腿的固定。

2.5 卸载后摩托化开进可行性分析

首先,20世纪80年代至今,公路飞速发展,公路线路具备了相当的规模,一般在选线过程中都会选择与铁路线路平行,非常有利于利用区间站台实施军事装备卸载后的摩托化开进。以京津线、京山线、京沪线铁路局辖内段为例,绝大部分线路与国道平行,具备卸载后摩托化开进条件。其次,修建铁路线路时,地基面有挖填土的要求,需要利用公路运载工具运送地基填料。所以在铁路线路附近一般可以找到相应的等级公路或便路。而这些道路既然可以满足运送地基填料的要求,当然也可以满足军事装备的摩托化开进要求。再次,区间站台的勤务需求,定位于军用列车的应急卸载,在应急情况发生后,相关部门必然要根据铁路线路的平纵断面、遭受破坏情况等,选择区间站台架设地域,制订区间站台架设和卸载后的运输预案。且装备在应急情况下,对道路条件要求不高,只要基本具备通行条件,例如选择通行性能较差的便路,或在线路不具备通行条件时,也可临时进行简单土工平整、压实作业,以满足卸载后摩托化开进需要。最后,还可临时构筑急造军路,以满足应急卸载的要求。

3 需要考虑的几个问题

3.1 干线区间适用场所的差异性

各战略方向线路都可满足区间架设站台的需要,但各方向满足架设的比例有所差异。从路基宽度、路基承载强度、路基高差、进出道路等可行性相关分析情况来看,在我国主要战略方向的铁路干线区间架设移动站台,与通行道路在一定的地形、地质条件下是可行的,具备区间架设站台与通行道路的基本条件,但各方向干线区间适用场所与比例会有所差异。

一是东北、华北、华中、西北(特别是新疆等开阔地域)方向,80%以上的路段都可满足区间架设站台的需要,站台适用区域较广,而且很多线路与国道平行,在区间架设站台卸载后也便于军用装备的摩托化开进;二是华东、华南、东南方向,虽地势较为缓和,但水系复杂、软土路面多,架设站台需提前根据线路状况选取预定卸载地域,必要时还需进行夯实土工作业,或利用就便器材等工具重新铺设路面、修建急造军路等,以满足卸载强度和卸载后应急通行的需要;三是西南方向山区面积大,隧道较多,满足区间架设站台的地段较少,需提前根据线路状况选取地势较平坦的地域作为预定站台架设及卸载地域。应根据站台的设计参数在西南方向适度选取预定站台架设区域,将站台区间架设作为辅助卸载手段。

3.2 卸载地域预案的制订

区间架设站台前,应尽量选择地形地质条件较好的地段为预定卸载地域,并提前制订相关预案。区间架设站台面向铁路应急卸载需求,在实施架设之前,需要事先勘测铁路地形,尽量选择地形地质条件较好的地段为预定卸载地域。对装设隔离栅栏的干线要准备拆除工具,以保证摩托化开进的需要,对支腿不可避免需要落在排水沟之上时,需采取铺设渡板等跨越排水沟的措施,以保证支腿的平稳。在电气化区段,应严格遵守作业程序和要求,保证作业安全。

3.3 应急卸载保障装备的研制

应尽快研制适合干线区间应急卸载的保障装备。既有制式军用移动站台通常只适用于钢轨顶面至地面最大高差为0.6 m的场所,架设作业场地主要是铁路车站、铁路货场和铁路专用线,应急情况下可在铁路平交道口处搭设,且均需架设在轨道内,架设完成后必须中断铁路线正常作业。而区间卸载与站内货场或专用线上卸载的地理环境条件完全不同,因此,在铁路区间架设移动站台与装备通行道路所需基本作业环境条件有明显的不同,既有制式军用移动不能满足区间应急卸载的要求,必须针对区间的地理环境条件研制可在不中断铁路线正常作业的情况下完成架设和预先设置,且能在特殊情况下解决钢轨顶面至地面高差5.5 m内的制式军用移动站台。

另外,在电气化铁路区段架设站台时,要避开线路两侧接触网支柱设置地点(相邻两个接触网支柱的距离一般为50 m),选择在两个接触网支柱间适当地点进行架设作业。并严格按照作业程序和要求进行,以保证区间卸载站台架设作业安全。

4 结语

铁路干线区间应急卸载场地可满足要求,应尽快研制符合干线区间应急卸载需求的保障装备,对于完善我军铁路军用移动站台装备系列,提高野战条件下铁路应急装卸载能力具有重要作用。

[1] 鲍平鑫,徐开启.铁路军事运输[M].北京:解放军出版社,2006:249-259.

[2] 余贻荣,徐开启.驻铁路军事代表办事处训练教材[M].北京:解放军出版社,2009:252-258.

[3] 鲍平鑫.应急作战驻交通沿线军事代表训练教材[M].北京:解放军出版社,2005:150-165.

猜你喜欢
高差架设路堤
我国在珠穆朗玛峰架设世界最高海拔气象站
嵌入式反压护道作用下软基路堤稳定性研究
铁路浸水路堤优化的边坡稳定分析
高差影响下的城镇燃气管道水力计算简化公式
中老铁路两国同步架设电气化接触网第一线
填石路堤强夯施工技术及路基响应研究
趣题:“架设电线”(选自《数学游戏》)
架设中韩教育的“金桥”
框架结构梁板面钢筋叠合产生的高差问题探讨
路堤下CFG桩复合地基稳定分析方法探讨