巴基斯坦既有铁路提速改造施工及运输组织过渡方案研究

陈建宏

(中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，山东济南 250022)

在以往的铁路既有线提速改造工程中，一般采用封闭部分线路或对部分地段限速的方式来进行施工过渡。 然而，采取此种措施势必会对行车造成干扰，并影响线路的通过能力[1]。 国内既有铁路网发达且运营调度技术成熟，可采用相邻路网绕行、归并组合列车开行等方式来解决施工期间线路运能不足的问题[2]。在巴基斯坦ML-1 线(纳瓦布沙阿至罗赫里段)提速改造过程中，因相邻线路设备陈旧、到发线长度不足等因素，不具备绕行条件，且巴基斯坦铁路总公司不同意停开任何列车，故需要寻找合理的运输组织及施工过渡方案，以解决纳瓦布沙阿至罗赫里段施工期间的运输组织问题。

1 工程概述

1.1 既有线概况[3]

巴基斯坦伊斯兰共和国铁路ML-1 线位于巴基斯坦信德省、旁遮普和开伯尔-普赫图赫瓦三省境内，是巴基斯坦铁路运输的主通道。 线路南端起于卡拉奇，向东北方向经罗赫里、木尔坦、拉合尔后，转向西北方向经拉瓦尔品第止于白沙瓦，既有正线全长1 726 km。

既有ML-1 线为内燃宽轨(轨距1 676 mm)铁路，提速改造段落位于信德省纳瓦布沙阿市北部、苏库尔县南部，线路南起纳瓦布沙阿市城区，向北经帕蒂丹、拉哈路、梅赫拉普、海尔布尔至罗赫里城区。 既有正线全长186.5 km，既有线路主要技术标准见表1。

表1 线路主要技术标准

纳瓦布沙阿至罗赫里段目前日行车对数为31 对(其中旅客列车17 对，货物列车14 对)。 该段既有车站为18 个，其中2 个为线路所(见表2)。

1.2 工程内容

ML-1 线是巴基斯坦铁路运输的主通道，客货交流需求旺盛，但轨道结构年久失修，病害严重，限速区段多，且通信、信号制式较多，设施落后，导致线路能力难以正常发挥。 因此，需要对线路进行改造，以提升线路运行速度及通过能力。 本段线路设计速度目标值为

160 km/h。

经过多年运营，该段线路设备陈旧老化，工务状况不良，线路几何尺寸变化较大。 部分地段曲线半径较小，缓和曲线长度、夹直线长度和坡段长度不能满足行车速度160 km/h 的要求;另外，既有桥梁承载力也不能满足提速需求，故需要对线路及相关配套工程进行改造。

表2 既有车站

1.3 工程难点

巴基斯坦铁路部门提供的资料显示，纳瓦布沙阿至罗赫里段双线通过能力为41 对/日，目前使用能力为31 对/日，富裕能力仅10 对/日。 根据以往经验，施工势必会对线路通过能力造成影响，但是该段线路不存在可供绕行的其他线路，且巴基斯坦铁路总公司不同意停开列车。 因此，如何保证施工期间线路的通过能力成为工程的最大难点。

2 施工及运输组织过渡方案

2.1 施工过渡方案

在铁路既有线改造过程中，选择一个合理可行的施工过渡方案，可以最大限度地减少施工工期并降低工程投资。 因此，在保证施工期间列车正常运营的前提下，根据国内既有线改造经验，本次共研究了以下几个施工过渡方案。

(1)要点施工方案[4-5]

利用天窗或要点进行施工。 每日利用固定时间对线路进行施工作业，施工完成后即可恢复线路正常运行。

方案优点:利用天窗点施工，可以保证既有线维持双线运行，对当前通过能力影响较小。

方案缺点:①根据巴方提供的列车时刻表，目前该段线路24h 运行，无固定的维修天窗，多利用行车间隙进行简单养护维修。 若采用要点施工，将会压缩每日运营时间，势必会影响线路的通过能力，使原本就不富裕的通过能力进一步降低。 ②易造成施工过程的不连续，严重影响施工进度。 ③要点施工对于短距离线路或者工点施工具有优势，但对于近200 km 长的既有线改造，不仅耗费人力、物力较多，且延长了施工工期，造成工程投资增加巨大。

(2)新建线路方案[6-7]

为了减少施工对列车运营的影响，考虑新建线路进行运营，待新建线路通车后，再对既有线进行全部或部分改造。

方案优点:采用新建线路进行过渡，因新建线路条件较好，单线通过能力可基本满足既有线路的能力需求。

方案缺点:巴基斯坦土地及房屋为私人所有，征地、拆迁难度较大;另外，新建线路需要对既有车站进行大规模改造，以满足新线引入条件。 因此，新建线路投资巨大，且施工工期得不到保证。

(3)封闭部分线路方案

封闭单侧线路，对封闭线路进行系统性改造，此举需将线路由双线改为单线运行，且部分地段需要采取限速措施，影响线路通过能力。 通常采用增设会让站的方式来提高线路的通过能力。

方案优点:该方案仅需在既有区间增设部分会让站，即可对线路进行长距离、系统性、连续性改造，施工难度低，且工程投资较省。

方案缺点:区间新增临时会让站将增加行车调度的难度。

(4)方案比选

经过经济比选以及专家讨论，并征求巴基斯坦铁路总公司意见，认为封闭部分线路(增加临时会让站)方案具有节省投资、保证工期、施工难度低等诸多优点，故选择封闭部分线路(增加临时会让站)方案为推荐方案。

2.2 运输组织方案

(1)运营能力分析[8-10]

过渡施工期间，采用封闭一侧线路，另一侧线路限速运行的方式。 改造段落按单线运行、区间限速45 km/h、牵引质量2 400 t 进行估算。 既有线路运行能力分析见表3

经计算，本段限制区间为Gambat-Tando Masti Khan，平图能力为24 对/日，货物列车使用能力为1.6 对/日，能力利用率超过100%，能力严重不足。

表3 既有线路运行能力分析 对/d

(2)临时会让站设置原则

根据行车计算，在单线运行、区间限速45 km/h的情况下，站间距不大于7.5 km 可基本满足既有线的运输需要。 故在站间距大于7.5 km 时，两站之间应增加临时会让站。 纳瓦布沙阿至罗赫里段共需增加临时会让站14 处。 增加会让站后，该段运行能力见表4。

表4 增加会让站后线路运行能力 对/d

续表4

由表4 可知，增加会让站后，单线通过能力完全满足目前列车运行需求。

临时会让站为横列式布置，到发线有效长为700 m。 根据本线既有铁路通信作业方式，在临时会让站新设有线调度电话系统和无线微波通信系统(通信设备配备ups 不间断电源)，提供站间调度通信、机车司机与会让站值班员的无线通信等功能[11]。

(3)信号联锁过渡[12-14]

ML-1 线车站信号主要采用传统带有机械臂板的信号机，个别车站使用继电联锁、色灯信号以及电动转辙机。 本段线路除罗赫里站及两个线路所使用电锁器机械联锁外，其余车站均采用全电子计算机联锁设备。为保证施工期间各站联锁方式的一致，经过经济比选，决定停用既有联锁设备，新建电锁器联锁过渡(临时会让站亦采用电锁器联锁)。 股道按双向接发列车设计，室外新设色灯信号机，道岔采用电动转辙机牵引。区间为半自动闭塞。 列车从发车站出发时，通知接车站办理接车进路，开放进站信号机，准备接车。 车辆完整到达接车站后，信号关闭[11-13]。

2.3 施工段落划分

提速改造期间，双线运营改为单线运营，在满足行车能力需求的前提下，部分列车的运行时分会受到影响。 为减少这类影响，共研究了三个段落划分方案。

(1)一次封闭单线施工方案(方案1)

一次性封闭单线185 km，利用单线运营，一次性新设14 处会让站。

(2)分三段封闭先后施工方案(方案2)

单次封闭约60 km 单线，其余段落仍采用双线运行，每次封闭需新设约5 处会让站。

(3)分六段封闭先后施工方案(方案3)

施工期间单次封闭约30 km 单线，其余段落仍采用双线运行，每次封闭需新设2～3 处会让站。

(4)旅客列车延误对比

编制模拟运行图，计算旅客列车延误时间，延误情况如表5。

表5 旅客列车延误分析

(5)方案比选 各方案优缺点如表6。

表6 分段施工优缺点分析

施工工期、工程投资、旅客列车延迟时间等诸多方面的对比表明，全线分三段先后施工方案具有节约工程投资、与既有客车运行时间相对吻合等优点，故推荐采用全线分三段先后施工方案。

3 结束语

近年来，越来越多的中国企业参与到海外铁路项目的建设中，但国内常用的施工及运输组织方案不一定完全适用于海外铁路工程。 在本项目中，采用增加会让站方案保证施工期间的线路通过能力(推荐全线分三段先后施工方案为最终方案)。 研究表明，科学合理的施工过渡及运输组织方案可以将施工对既有线的运营干扰降到最低，为营业线的行车安全提供了有力的保障[15-16]。