神华集团铁路大型养路机械配置分析

华 昊，李红利，何国华，王众保

(1.中国神华轨道机械化维护分公司，天津 300467；2.中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所，北京 100081)

在铁路运营中必须配置大型养路机械设备，对轨道结构进行维修，使线路质量保持持续良好状态，保证运输安全，实现轨道设备的耐久性。合理配置大型养路机械，能及时维修线路，挖掘运输潜能，对于神华集团运量的提升和线路运营成本的降低非常重要[1]。本文对神华集团铁路的大型养路机械配置进行分析研究，根据实际维修天窗、大型养路机械作业效率和线路维修工作量的相互关系，提出线路养护设备的配置优化方案。

1 神华集团铁路线路概况

神华集团铁路线路主要为两条东西向铁路，一条从包头出发，经包神线、神朔线、朔黄线抵达黄骅港；另一条从准格尔矿区出发，经大准线，进入中国铁路总公司的大秦线。加上连接大准铁路和朔黄铁路的联络线，整个神华集团铁路线路正线延展超过 5 000 km，线路具体情况见表1。

表1 神华集团铁路线路情况

随着经济发展，市场对能源的需求日益增加，神华集团铁路线路运量逐年增加，至2016年年底神华集团包神线、神朔线、朔黄线、大准线的年运量分别达到了1.31，2.45，2.74，1.22亿t，远远超出线路当年的设计运输能力。因此，各条线路的维修工作量非常大，有必要在现行线路设备维修天窗条件下对集团铁路大型养路机械的配置进行分析计算，以保证线路几何平顺性和设备正常工作状态。

先根据神华集团铁路线路设备修理周期，计算神华集团铁路线路年平均维修工作量，以及在现有单组大型养路机械设备的维修能力和线路全年天窗时间内能够完成的维修工作量，提出神华集团铁路线路全年维修工作所需的大型养路机械配置。

2 神华集团大型养路机械配置分析

决定既有线大型养路机械配置的因素有维修线路里程、维修周期、维修天窗、作业能力、停留线的设置等。

目前国内外大型养路机械采用封锁天窗作业，天窗时间是影响大型养路机械效率发挥的最重要因素。线路维修天窗时间越长，越有利于充分发挥大型养路机械作业效率，但天窗时间加长意味着压缩线路运输时间，对运输的干扰较大，因此合理配置线路维修天窗是既保证线路维修又保证线路正常运输的关键。据研究分析，我国铁路线路大型养路机械较科学、合理的作业天窗是3～4 h[2-3]。

目前神华集团铁路各条线路每年实际可用大型养路机械作业天窗约为69个4 h天窗。神华各条线路气温变化接近，由于受冬季天气影响，冬季天窗无法进行大型养路机械作业[4-6]。经统计，天窗设置时间段相似，各条线路大多同步开展施工作业，大型养路机械使用相对比较集中，故全线路综合使用天窗数量与单条线路天窗数量基本相当，约为69个4 h天窗。以下作业天窗数量和时长均以此进行整体估算。

神华集团铁路线路总里程与中国铁路总公司的呼和浩特铁路局集团公司相当，其地理位置、环境气候也相似，故本文将呼和浩特铁路局集团公司的大型养路机械配置做为其横向比较分析的参考。

我国铁路线路综合维修和大修作业采用维修机组和大修机组相配套的模式[7]。为了提高天窗的利用率和确保主型机械在给定的天窗时间内能有效地进行机械作业，减少大型养路机械维修对线路运输的干扰，实际工作中维修机组和大修机组的主型机械捣固车和清筛机采取备份配置。当主型机械发生故障时，备用机械车可及时投入使用。

2.1 呼和浩特铁路局集团公司大型养路机械配置

国家铁路局既有线线路设备维修周期统一按现行铁运[2006]146号《铁路线路修理规则》(以下简称现行修规)执行，各铁路局和公司根据承担运营线路里程，合理配置其维修和大修大型养路机械。

由于中国铁路总公司大多数线路为客货共线线路，维修作业量较大，线路综合维修天窗大多为3 h。中国铁路总公司大型养路机械配置基本按照每年90个3 h天窗估算机组作业能力，但整个实际作业天窗受运输影响较大，会根据线路运输需要进行相应设置[8-9]。

以中国铁路总公司的呼和浩特铁路局集团公司为例，局管内正线延展长 5 878 km，正线道岔 2 043 组。截至2016年底，该局配置全断面清筛车6台、道岔清筛机1台、区间捣固车31台、道岔捣固车10台、稳定车21台、配砟整形车13台、线路打磨车2台。这些配置基本与路局每年维修和大修需求相匹配。2016年呼和浩特铁路局集团公司实际完成线路清筛180 km，线路捣固 3 281 km，道岔捣固 1 008 组，道岔打磨300组，钢轨打磨 1 000 km，道岔清筛180组。

2.2 神华集团大型养路机械配置

中国神华轨道机械化维护分公司主要承担神华铁路轨道大修、清筛、捣固、整形等业务，配置全断面道砟清筛机12台、隧道清筛机1台、道岔清筛机1台、区间捣固车34台、道岔捣固车8台、稳定车14台、配砟整形车12台。

于2017年年底，神华集团依据近几年线路年运量，以及国家铁路局大秦线维修经验和现行修规，研究确定了神华集团铁路线路养护维修周期，见表2。

表2 神华集团铁路线路养护维修周期 年

根据表2，计算得出神华集团铁路主要线路年平均养护维修工作量，见表3。

据现场调研，清筛机、捣固车、稳定车、配砟整形车组成的养路机组平均作业效率为800～1 000 m/h；而使用DCL-32捣固车机组较使用DC-32捣固车机组作业效率提高约30%[10]。

若不考虑大型养路机械从待避线至作业现场的行驶时间，1个大型养路机械机组在不同天窗作业效率及工作量见表 4。

表5为按照表 3、表 4中的神华集团铁路线路年平均养护维修工作量和大型养路机械天窗作业效率，维修天窗分别执行3 h和4 h时，所需的大型养路机械(机组)配置。由表5可见：

1)在天窗总时长基本一致的情况下，完成神华集团铁路线路设备的年度维修任务(参见表 3)，不同时长天窗所需大型养路机械配置较明显的差异主要体现在大修机组(道床清筛)，而维修机组无明显差异。执行3 h天窗较4 h天窗需多配备2组大修机组和1组道岔清筛机组。故安排线路区间和岔区道床清筛作业宜用4 h天窗，而道床捣固整道和钢轨打磨作业可多安排3 h天窗。

表3 神华集团铁路主要线路年平均养护维修工作量

2)中国神华轨道机械化维护分公司现有大型养路机械配置中，除大修机组(道床清筛)设备配置符合需求外，维修机组的缺口还比较大。其中，DCL-32捣固车维修机组缺3台，道岔捣固车缺1台，钢轨打磨车缺6台，道岔打磨车缺8台，桥隧清筛机缺若干。

表4 1个大型养路机械机组在不同天窗作业效率及工作量

表5 大型养路机械(机组)配置

3)从运行里程来看，神华集团全断面清筛机数量为呼和浩特铁路局集团公司的2倍。在同等天窗条件下预期线路清筛里程也约为呼和浩特铁路局集团公司实际完成里程的2倍。神华集团捣固车维修机组增加3组后，整体捣固机数量比呼和浩特铁路局集团公司多30%，在同等天窗条件下预期捣固里程也比呼和浩特铁路局集团公司实际完成里程多30%。据此，认为目前设备配置情况合理，与实际情况大致相当。

需要强调的是上述大型养路机械配置需求是根据前述设备大修、维修周期计算得出的，但在铁路实际运营维修过程中，由于多条线路的养护维修时间点存在差异，对于大型养路机械的使用和调度会根据线路状态实时发生变化，维修工作量与上述计算结果会发生一定的偏差。

综合以上分析，按照神华集团铁路目前线路总里程和运量，需要配置如表 6所示数量的大型养路机械，以满足线路正常维修需求，保证线路正常运输。

表6 神华集团铁路大型养路机械配置

鉴于购置大型养路机械投入费用较大，对于表 6的需求配置与实际存在的缺口，建议统筹各线路养护维修时间和设备调用情况，采取租赁或其他措施解决。

3 结论及建议

通过对大型养路机械配置的对比分析，并结合神华集团铁路线路现有大型养路机械配置情况，建议进行以下优化：

1)在目前天窗和维修周期下，维修设备还有一定的缺口，可采取租赁或其他措施解决。

2)目前在道岔区等大型养路机械无法覆盖的作业区段可以结合人工维修完成作业。

3)线路中隧道、桥梁占比较高，而目前缺少专用清筛设备，可跟踪最新技术，与相关机构合作研制专用设备进行机械化清筛。