兰州铁路枢纽既有线施工方案优化案例分析与思考

杨广青 艾强娃

兰州铁路枢纽既有线施工方案优化案例分析与思考

杨广青 艾强娃

摘 要：由于兰州铁路枢纽存在衔接的铁路干线较多、行车密度较大、站场连接专用线较多、征地拆迁难度大、建设场地受限、运营需求期望高等因素，既有线改造难度较大。根据多年枢纽既有线建设方案优化实践，通过对部分方案进行分析，提出较好的解决措施及建议。

关键词：兰州铁路枢纽；既有线；施工方案；优化分析

1 石岗站方案优化

1.1 工程概况

新建兰州—中川机场铁路自兰州西站引出，兰州西—福利区利用既有兰新线，从福利区站兰新正线南、北两侧分别修建左、右线向西延伸，出站后经西固黄河特大桥左线跨越既有兰新线后与右线并行，在112#、113#门式墩处跨越石岗站南咽喉，墩台侵占西固环线、货场牵出线线位，对石岗站南咽喉进行相关改造。

1.2 原设计方案

原设计112#、113#门式墩为跨两线门式墩，需对石岗站既有南咽喉进行大范围改造，111#墩距线路较近，施工前需对线路进行加固，过渡步骤较多，对运营干扰非常大，且改造后弱化了站场功能，使西固环线与北环下行线重叠运行，新建一条联络线增加了占地面积和工程投资，工期不好控制，运营需求无法实现，方案难以实施。原设计方案见图1，主要存在的问题如下。

1.2.1 施工安全风险高

（1）站场改动大，正线拨接次数多，施工安全压力大，安全难以控制。

（2）北环上、下行正线拨接过渡期间：下行车经Ⅳ道的进路改为侧向发车，若经Ⅲ道发车需占用下行咽喉区；上行车经牵出线、1股和2股均为侧向发车；上、下行均无通过列车进路，极大降低了运输效率，扰乱了行车秩序，大大增加了运输压力，存在运营组织风险。

（3）在西固环线改造过渡期间，将长时间影响小运转作业，且通勤客车无法进入1道停车，停入其他股道通勤职工上下车时，存在人身安全隐患。

（4）兰化联络线改造期间将长时间影响兰化专用线取送车作业。

（5）在111#、112#、113#桥墩施工过程中，由于离线路太近，需做军便梁加固，存在行车安全风险。

（6）站改工程量大，作业面集中，改造时间长，综合风险较大，工期不可控。

图1 石岗站原设计方案

1.2.2 对石岗站功能的影响

（1）西固环线与兰化专用线间无平行进路，西固环线向5—7道接发车时，兰化专用线将长时间无法进行取送车作业，互相干扰极为严重。

（2）西固环线经8号—10号道岔向5—7道接发车时，将使北环下行正线无法办理接发车作业，互相干扰极为严重。

1.2.3 施工中存在的问题

（1）站场改动大，施工方案复杂，施工过程难以控制，信号过渡次数多，安全难以保证。

（2）作业地点集中，场地受限，作业面难以展开，人员组织、协调管理难度大。

（3）正式工程新增道岔等站前站后设备数量多，短时间内难以保证供应，且过渡工程新增6组道岔设计按借用考虑，设计时并未考虑实际情况，资源无法调配。

（4）征地拆迁工作量大，占地面积多，工期无法保证。

（5）新铺线路长，挖填土方量大，大型机械作业多，成本较高。

（6）停点次数多，封锁线路时间长，施工行车干扰大，实施阶段方案审查难以通过，对兰化作业影响大。

1.3 优化后的方案

针对以上问题，建设单位积极组织设计、施工、监理、运营等单位人员进行现场实地踏勘，召开多次方案研究、讨论分析会议，经过9次优化稳定形成了最终方案：取消新建联络线；将111#门式墩改为普通墩，承台旋转至外边缘与既有西固环线平行，将墩身、承台放大，桩基加密（增加3根）；将112#、113#门式墩由跨2条线路调整为跨3条线路，西固环线线位、北环正线间道岔基本保持不变；适当保留部分货运线与北环上行线连接，使1—2道与Ⅲ道同时具备接发车功能。石岗站优化设计方案见图2，方案优化后具有以下优点：

（1）优化后施工条件便利，取消原方案中新建西固城—石岗联络线的建设及既有西固环线的拨移，仅需对既有28号道岔进行改造，18号、22号道岔利旧，为便于维护，将32号—38号交分道岔更换为混凝土型，新增道岔数量少，新铺线路长仅约230m，土方量很少，投资少、实施组织管理简单，信号过渡次数少，接触网改移量小，安全得到了保证，且大型机械道路畅通，材料运输便利，解决了111#墩施工侵限等问题。

（2）满足了运输需求和功能：保留1—7道股道有效长与既有一致；保留原有西固环线与兰化302线的平行进路；原有进站、出站信号机等列车信号机坐标不变，改造时无需更换LKJ数据；解决了西固环线与北环下行正线同线运行的干扰问题；保留部分货运线与北环上行线连接，使1—2道与Ⅲ道同时具备接、发车功能。

（3）减少了对运输的干扰：取消北环上下行正线、西固环线施工，减少了对北环正线、西固环线的行车干扰；施工期间保证了通勤客车、小运转等车列的正常运行；减少施工“天窗”约50个；减少封锁线路约10次。

（4）最大程度降低了安全风险：取消正线交叉渡线及10余组道岔的拆除和换铺；取消了线路加固；减少了信号过渡；减少了接触网过渡改移；减少了安全投入及站段配合次数、时间。

（5）为整体工程推进创造了良好局面，使项目整体建设进度可控。

（6）节省用地约21333m2（32亩），减少拆迁房屋974m2，减少总体投资约2117万元，在经济、技术、安全等方面取得了很好的效益。

2 河口南站方案优化

2.1 工程概况

东川货运中心铁路向西穿越东川隧道后引入河口南站，在东咽喉区东川线与既有兰新下行线线位重叠，需将既有兰新下行线由原Ⅴ道贯通改为Ⅳ道贯通，将既有兰新上行线由原Ⅱ道贯通改为Ⅲ道贯通，改造后东咽喉兰新线与西咽喉兰青线上、下行正线贯通，东咽喉东川线与西咽喉兰新下行线正线贯通，西咽喉兰新上行正线连接Ⅱ道不变，东咽喉利用4组18号道岔渡线进行转线运行。

图2 石岗站优化设计方案

2.2 原设计方案

在东咽喉北侧改建货物线及牵出线、换铺H1号道岔，新铺L1/L3号道岔渡线将上行线与牵出线连通，作为上行过渡便线；另外在东咽喉南侧预铺350m下行过渡便线，通过陇口拨接将上行线与南牵出线连通，作为下行过渡便线，在储运公司、焊轨厂专用线分别设置1台、2台脱轨器作为安全隔离设备；在两过渡便线间预铺改建兰新上、下行正线，移设9/11号道岔渡线，移设13号道岔（1/18号），插入和新铺55、57、59、61、65号道岔（均为1/18号），将过渡兰新线转入正式线位；预铺东川线并接轨连通Ⅴ道，还建东咽喉南、北两侧的牵出线、货物线等。河口南站原设计方案见图3，存在的主要问题如下：

（1）上、下行过渡便线设计考虑利用既有2条牵出线，实际2条牵出线上的H1、Z1、G1、G3为1/9号木枕道岔，且线路质量较差，平时只进行调车作业，线路标准达不到正线条件，过渡期间作为客、货运列车正线，安全无法保障。

（2）北侧拨移货场牵出线时，侵占耕地，存在临时用地征用办理手续，短时间内无法完成，影响工程实施进度，工期无法控制，后期需还建恢复，造成投资浪费。

（3）南侧牵出线连接储运公司、旧轨料库、焊轨厂，焊轨厂是西北片区百米定尺轨厂焊存放基地，2014年正值兰新客专、中川铁路、天平铁路、敦格线等国家基建项目建设高峰期，下行过渡正线与牵出线共用后，严重影响焊轨厂、旧轨料库、储运公司取送车作业，重要的是影响国家西北片区铁路基建项目百米无缝钢轨的焊接与配送。

（4）下行过渡便线连接的专用线设置3台脱轨器作为与正线的安全隔开设备，脱轨器表示未纳入联锁，需设人操纵脱轨器的转换，并人工确认位置正确，安全可靠性无法保证，且脱轨器对速度范围外的行车无法起到脱轨作用，专用线与正线间的安全隔离不彻底。

（5）下行过渡便线新铺350m路基及线路、专用线设置3台脱轨器，上行过渡便线增设L1/L3、L5号道岔及渡线，拨移货场线及牵出线，过渡工程投资较高，不利于控制投资。

2.3 优化后的方案

面对以上问题，建设单位积极组织设计、施工、监理、运营等单位人员进行现场实地踏勘，召开多次方案研究、讨论分析会议，结合进度、工期、投资、用地等考虑，经过4次优化稳定形成了最终方案：停用货场线、H1号道岔及东边牵出线部分，取消牵出线拨移、L1—L3号道岔、上行过渡便线及专用线增设的3组脱轨器、过渡联锁软件修改、耕地占用等项目内容，将上行线用曲线半径分别为1000m、800m、1800m的3个反向曲线顺接完成过渡；紧邻上行过渡便线南侧拆除既有废弃桥梁一座，新建一座箱形桥与两侧既有箱形桥相接；预铺兰新上、下行正线，铺设4组18号道岔，点内插入1组18号道岔、1组渡线、上行和下行正线拢口拨接、平移1组渡线和1组18号道岔、线路曲线拨移；东川线引入河口南站。

方案优化后（见图4）的主要优点：

（1）对上行过渡便线进行优化加固，使正线行车速度与既有保持一致，保证正线行车安全与运输效率。

（2）停用货场，取消牵出线拨移工程，未侵占耕地，节约了征地拆迁资金。

图3 河口南站原设计方案

图4 河口南站优化方案

（3）取消下行过渡便线，节约了工程投资约1385万元，同时也保证了焊轨厂、储运公司出入车作业，未对货运收入、西北片区铁路建设长轨运输造成影响。

（4）对上行过渡便线优化后，取消3组过渡道岔，使站场布置形式与既有保持一致，减少联锁软件过渡修改1次，缩短了建设工期，为工程建设创造了便利条件。

（5）西咽喉Ⅳ道和Ⅴ道间增设60/62号道岔渡线，使Ⅳ道具备向兰新下行发车的功能，为行车组织提供了便利条件。

3 枢纽既有线施工方案优化关键问题

根据以上两站优化过程，结合兰州铁路枢纽其他既有线站改实际情况，在枢纽既有线施工方案优化时，应着重思考以下几方面的问题：

（1）枢纽车站一般在市区内，站场设计应尽可能缩小范围，减少占地面积，降低征地拆迁难度，为工程顺利实施提前打好基础。

（2）枢纽车站一般连接多条专用线，设计时应考虑设备产权、站前站后设计结合、施工时停用时间限制等；专用线道岔、线路质量较差，若站前不改造，仅站后改造可能存在设备无法安装或安装后难以保证正常使用的情况。

（3）站场布局时，若咽喉区存在多条铁路干线、专用线，应布置各种平行进路，尽可能具备同时接车、同时发车、同时接发车、同时接发车与调车的功能，使用最少设备使运输功能最大化，为行车组织提供灵活、便利的条件。

（4）既有线更新改造一般跟不上铁路发展的步伐，正线可能仍存在大量复式交分道岔，而现阶段铁路提速、动车组开行，使得设备难以满足运营要求，需同步考虑至少将正线或客车进路上的复式交分道岔更换。

（5）目前铁路沿线均开行通勤小客车（站站停），小站一般只有一个基本站台，涉及小站改造时，应考虑好小客车的停靠线路，并在实施阶段组织好旅客乘降。

（6）车站改造时，车务人员一般希望将既有专用线相关道岔也纳入联锁，以便行车组织，此时需对现场进行详细调查，往往专用线轨道信号设备无法安装，以减少不必要的反复工作和废弃工程。

（7）站改方案应合理优化，尽量减少联锁软件的修改次数。

（8）站改方案应充分考虑LKJ数据的换装工作，尽量减少LKJ数据换装次数，LKJ数据要真实准确。

（9）当对站场布局较为复杂的电气集中车站仅进行正线拨移过渡改造时，为降低电路改造施工的安全风险与压力，可考虑增加部分电缆，保持既有站形不变，即室外轨道区段、信号机对应设置，室内道岔过渡的方式进行处理。

（10）枢纽改造涉及的站场都较为复杂，对信号显示关系、电码化载频等问题应统筹研究考虑。

（11）为使线路便于大机捣固维护，一般客运站等股道应尽量不采用宽枕板。

（12）站前与站后、站后与站后设计应进行充分技术交底工作，使设备安装互不影响使用，接口关系正确。

（13）对既有站场应进行细致调查，尽可能利旧设备，降低工程投资。

（14）尽量减少过渡工程，过渡便线工程标准一般不低于本线标准。

（15）站场改造应尽可能改善行车功能，不能弱化站场功能。

（16）应对既有隐蔽的光缆、电缆径路进行调查，制定迁移割接专项施工方案。

（17）在既有站场行车进路富余的条件下，应考虑行车绕行过渡方式，腾出场地进行点外铺轨、铺岔及设备安装，尤其是大号码道岔铺设等，尽可能降低或分解天窗点内施工的内容，降低安全风险与压力。

（18）复线区段涉及区间线路多次拨移情况时，应考虑将闭塞改为半自动方式或将区间自闭电缆等一次迁改到位，减少工程中信号电缆的反复迁改，既能降低安全风险，又能节省工程投资，还可节约工期。

4 结束语

既有线改造是一项重点、难点工程，尤其是枢纽既有线改造工程，更是复杂、庞大，优化好枢纽既有线建设方案非常重要。在具体项目建设过程中，要结合现场实际情况，综合统筹考虑，做到征地拆迁、运营安全、投资、进度、运营需求等多方面的协调开展。

杨广青：中川铁路有限公司，助理工程师，甘肃 兰州，730000

艾强娃：兰州枢纽工程建设指挥部，工程师，甘肃 兰州，730000

责任编辑 高红义

中图分类号：U218

文献标识码：A

文章编号：1672-061X（2015）05-0015-04