大型铁路站场改造方案研究

李金峰

（中国铁路武汉局集团有限公司，湖北武汉 430071）

0 引言

随着我国铁路建设高速发展，包括普速铁路在内的铁路网日趋完善，多式联运枢纽建设、配套设施升级改造等逐渐成为普速铁路建设的主要任务，既有站场改造工程也越来越多。既有站场改造方案的优劣，直接关系到铁路网运输能力、运输安全管控、工程建设工期和投资等，需综合考虑运输过渡、软件过渡、安全管控等影响，科学制定站场改造方案。结合襄阳铁路枢纽襄阳北编组站增建上行系统工程，对大型铁路站场改造方案进行研究。

1 工程概况

既有襄阳北编组站为三级四场单向纵列式编组站，设到达场（Ⅰ场）、调车场（Ⅱ场）、出发场（Ⅲ场）、上下行直通场（Ⅳ场）等4个场，西侧为军供站，下行系统与直通场、军供站南北端分别设环发线（R2）、环到线（R1）。枢纽引入的疏解线有西到线、南到货车线、发东货车线、发南货车线、焦柳下行线、焦柳上行线、汉丹下行线、汉丹上行线。

增建上行系统为纵列三级三场，上、下行调车场相邻6条股道及中间走行线作为交换场，形成双向纵列三级七场站型［1］。新建机务折返段，拆除还建中型机械化维修基地、网工区、军供站、整倒装线及特货线。枢纽内涉及改建的相关正线、联络线、疏解线共10条，其中：改建正线2条（改焦柳上行线、改汉丹下行线）；改建联络线2条（既有环到线改场间联络线、改建环发线）；改建疏解线1 条（改西到线），新建疏解线5 条（南到线、东到线、发北线、发西线、北立折线）［2］。站场改造平面布置示意见图1。上行系统采用自动化驼峰、点连式调速系统，并预留远期规划增容条件。主要工程量为：新建东到线、南到线、改焦柳上行线3座特大桥，共3600.9 延长米；铺设线路93.81 km；铺设道岔130 组（新岔105 组、重铺25 组）。襄阳北编组站近远期规模见表1。

图1 站场改造平面布置示意图

表1 襄阳北编组站近远期规模

2 站场改造方案分析

2.1 主要特点

2.1.1 新老场交叉影响大

新建线路与既有线路交叉范围广，在既有功能未通过过渡工程或运输调整替代前，无法拆除交叉处既有线以实施新建线路［3-4］。如：上行调车场（Ⅴ场）线位覆盖既有直通场、军供站，在未建成新军供站、上行系统未具备直通场功能以前，不能拆除既有军供站和直通场；改环发线降标高，线位与既有环发线基本重合，不封锁该线无法实施；焦柳上行线、汉丹下行线、R1 线与下行出发场（Ⅵ场）整体斜向交叉，不完成三线改移无法形成场型等。

2.1.2 重点结构物受既有线影响大

受标高、线位等影响，需要先完成运输功能替代，拆除既有线，再进行重点结构物实施。如：顺正河中桥与既有直通场标高接近，不能满足线路架空施工条件，拆除线路后方能实施框架及上方驼峰；清风路立交下穿上行出发场（Ⅵ场），其标高与军供站北咽喉股道接近，拆除线路后方能实施框架及上方上行出发场（Ⅵ场）股道；焦柳上行线特大桥5#墩位于R1线路中心，需要完成功能替代并拆除后方能实施等。

2.1.3 营业线施工难度大

改建线路多、邻线施工多、龙口拨接多，均涉及营业线施工，造成施工组织、安全控制难度大。如：改西到线、改汉丹下行线两端拨接，东到线、南到线、改焦柳上行线一端拨接，焦柳上行线、汉丹下行线在军供站南段拨接龙口达700 m，汉丹下行线、焦柳上行线军供站北端及L3 线拨接分别连通上行出发场11、7、2 道等，且全部为营业线（含邻线）施工；利旧道岔、接线岔拆除和插铺基本为要点施工，特别是1/18 道岔质量、长度体量大，实施难度大。

2.1.4 工程接口复杂

站前、站后各专业施工交叉、相互配合要求高，每拆除1组道岔、插铺新岔、开通过渡线路，都需要信号、接触网等专业密切配合。因施工过渡，产生联锁软件过渡，涉及相关场、相邻站试验及换装，运输、车务、机务、车辆、供电、工务、电务等施工配合要求高，各专业相互提供作业面、配合实施等接口复杂［5］。

2.2 站场改造方案

基于上述施工难点，在基本不削弱运输能力的原则下，采取“工程过渡、运输调整、分步开通”的方式予以解决。先实施非营业线影响范围内的工程，再根据过渡方案逐步要点实施，主要站场改造步骤如下：

第1步：实施非营业线影响范围内的工程。

第2 步：改造环发线（R2 线）。利用货运量较少的春运时期，封锁既有环发线2个月，进行降道、拨线施工。R2 线封锁期间，发西向、发北向车流利用下行出发场北咽喉F1、J4 线通过既有直通场（Ⅳ场）发车。期间同步实施南到线原位跨环发线框架桥。

第3步：开通改西到线。先实施非营业线影响的邻线工程，预留两端拨接龙口，天窗点内实施龙口拨接、天窗点毕开通，同时为场间联络线提供部分线位。

第4步：改汉丹下行线过渡开通。先提前10 d封锁R1 线，实施改汉丹下行线2 个交叉缺口，过渡线路接至军供站原R1 线端口，要点停用既有汉丹下行线，将改汉丹下行线十堰端龙口拨接至既有汉丹下行线，过渡开通改汉丹下行线。同时，实施改焦柳上行线、场间联络线、发北线、发西线交叉口，为贯通创造条件；开通新Ⅵ场计算机联锁设备（过渡版），为发西线、场间联络线开通创造条件。

第5步：开通场间联络线、发西线。军供站既有汉丹下行线端口拨接至Ⅵ场11 道，启用Ⅵ场北咽喉，发西线具备汉丹下行线平行进路功能，场间联络线替代既有R1线功能。

第6步：开通发北线。要点封闭拆除既有焦柳线相关线路，军供站端拨接至Ⅵ场7道，郜营端拨接至既有焦柳上行线，发北线基本替代焦柳上行线功能，并为Ⅵ场东半场线路实施创造条件。

第7步：开通新军供站、改焦柳上行线、改汉丹下行线、东到线、南到线及新Ⅳ场10 道至既有Ⅳ场过渡联络线。提前5 d 停用改汉丹下行线过渡线路，功能由发西线替代，实现该段改汉丹下行线正位；要点7 h，按照营业线一级施工管理，新军供站南端拨接正位连通焦柳上行线、汉丹下行线。开通后，东到、南到客车经新军供站，东到、南到货车经新Ⅳ场10 道过渡线路至既有Ⅳ场，同时为拆除既有军供站创造条件。

第8 步：拨接既有Ⅳ场L3 线至Ⅵ场2 道过渡线路，停用L1 线，为整1 线、Ⅵ场南咽喉及清风路立交施工创造条件。

第9步：拨接既有Ⅳ场L1线至整1道过渡线路，停用L3过渡线路，正位Ⅵ场东侧咽喉线岔。

第10 步：开通Ⅵ场全场，利用蒙西直通预留线路及军供站股道作为连通新Ⅳ场10道至Ⅵ场的过渡线路，东到、南到货车经过渡线路至Ⅵ场，实现Ⅵ场对既有Ⅳ场的功能替代，以拆除既有Ⅳ场，为顺正河中桥、Ⅴ场实施创造条件。

第11步：实施交换场改造，实施Ⅴ场及剩余尾工。

第12 步：进行驼峰场溜放试验及全站SAM 系统试验，进行验收并开通。

3 实施方法

按照以上站场改造方案，总体安排分步实施，根据各分步开通节点倒排路基、结构物、轨道、接触网以及联锁软件编制、仿真试验、现场试验等各专业、工序条件，为安全如期实现分段开通创造条件。

3.1 物资设备供应

对全站物资设备实行“分类管理、分级负责、专业服务、统筹供应”，分甲供、自购物资设备，抓好技术规格书编审、规范招标评审及进场验收。进一步按照施工图设计梳理物资设备清单，充分考虑招标、生产、运输、倒运及程序办理等合理周期，并考虑1个月的提前量，编制物资设备供应计划。

其中，钢轨、道岔、轨（岔）枕、道砟等大宗物资设备通过铁路运输。为减少二次倒运工作量，站场内线上料在天窗点卸车至邻近位置，再进行短距离倒运；改西到线、R2 线等邻近既有线较近线路在天窗点内从相邻既有线卸车至设计位置，避免二次倒运；东到线、南到线、发北线、改汉丹下行线、改焦柳上行线等采取接轨后以工具轨铺设线路按工程线开通，长轨、接触网立柱等卸车至设计位置。其他外来物资设备通过铁路运输至车站，然后通过汽车倒运；当地物资设备通过汽车运输。

3.2 铺设非营业线影响范围轨道

总体采用人工辅助机械铺设，铺设范围一般控制在既有线线路中心5 m 以外（或封闭网外）。正线无缝线路采用换铺法施工，站场线岔采用人工铺设，站场线路和道岔按计划提前实施，并按工程线开通，为架梁、运长轨等作业创造条件。

3.2.1 道岔铺设

施工单位技术人员严格复核施工图，确定铺设道岔型号、道岔开向、坐标、数量及采用的标准图，编制道岔铺设作业指导书，并按常规施工方法进行铺设。

3.2.2 线路铺设

站场内线路按常规铺轨方法铺设，利用汽车将道砟运至指定位置，利用铲车进行底砟摊铺，测量人员复核标高。人工配合吊车将枕木、钢轨倒运至设计位置，进行人工方枕后铺设轨道。初步完成轨道铺设后，利用铲车（轮胎式）补砟，再用小型捣固机捣固并起道，达到工程线标准并开通后，利用大型捣固机捣固、抬道，直至设计标准。

正线线路采用换铺法铺设，利用工具轨按常规方法完成轨道铺设，并利用大型捣固机捣固、抬道，达到设计标准后，将长轨运至现场并卸至设计位置线路外侧，人工配合小型机械进行换轨作业，工具轨置于线路中心，最后利用轨道车牵引平板回收工具轨。

3.3 营业线轨道施工

3.3.1 道岔拆除

按照施工图，道岔拆除主要集中在军供站内的利旧道岔拆除和军供站南咽喉改造，拆除施工需在天窗点内实施，拆除后由轨排代替道轨恢复行车。

首先，根据拆除道岔前后切割位置（一般在原钢轨焊缝之外附近），精确计算轨排配轨长度，在线路外侧预铺轨排；天窗点起逐次封锁线路，接触网停电，扒除岔枕间道砟，利用起道机械提升道岔，下部穿横向平行轨道并在轨道与岔枕间安设滑轮小车，人工配合机械横向推动，牵引道岔移出线外；再按照相同原理，将轨排移至原道岔直股位置，两端采用应急夹板固定、安设跳线，上砟捣固恢复线路参数，接触网同步调整；一般在天窗点毕前30 min 进行电务试验；各设备单位检查设备状况，达到标准后销记、开通线路并限速（一般控制在45 km/h以下）。

根据后续施工方案，确定应急夹板处置方式，如果该段线路短期内即停用，可加强养护不予进一步处置；如果线路长期运行，则在2～3 个天窗点内对钢轨接头进行焊接、提速捣固、接触网精调，加强线路参数检查、养护，直至提速至设计速度。

3.3.2 道岔插入

道岔插入一般采用侧位插铺方式，即在设计位置线路外侧（不满足条件时在线路外侧纵向前后一定距离内）组装道岔，利用天窗点进行插入作业。

道岔插入工序与上述道岔拆除施工原理类似，即先切割、移除对应位置既有线路轨排，再利用横向（必要时增加纵向）滑移轨道，人工配合机械推动、牵引至设计位置；再上砟捣固、接触网调整至规定参数，天窗点毕前30 min 进行电务试验，曲股（或直股）不开通时尖轨扳至规定位置并钉固、加锁（车务、工务双锁）；最后，由设备单位检查设备状况，达到标准后销记、开通道岔。

道岔插入后，利用1～2 个天窗点内对基本轨两端接头进行焊接，同步实施大机捣固、接触网精调，逐步提速至设计速度。

3.3.3 线路拨接

线路拨接施工一般指改（新）建线路接轨至既有线路，引起既有线线位调整和改（新）建线路拨移正位，以实现新、旧轨道顺接的施工以及仅有既有线线位调整的施工。按接轨方式分为道岔接轨、非道岔接轨。道岔接轨指在既有线设计位置插铺道岔以接入新铺线路，非道岔接轨是指在设计位置断开既有线路以接入新铺线路，两者都可能由既有线、新铺线路共同拨接实现顺接。当新、旧线路纵曲线调整时，往往伴随抬道、降坡施工。

线路拨接施工一般在天窗点内进行，原则上减少既有线拨移工程量，可通过安全距离外新线路预铺正位或接近正位实现。现通过军供站南咽喉焦柳上行线、汉丹下行线转线拨接施工予以说明，该处施工主要目的是改焦柳上行线与既有线交叉处龙口拨接连通，并插铺1组道岔，改汉丹下行线与既有汉丹下行线拨接连通，2条改建线路开通后替代既有线功能，为后续施工创造条件。营业线施工等级为Ⅰ级，详细施工方案见图2。

图2 汉丹上行线、焦柳上行线拨接施工方案示意图

第1步：天窗点前准备，完成非营业线施工。改汉丹下行线铺至已拆除线路处，在已拆除线路处预铺轨排41 m，轨排最大拨移量5.00 m；改焦柳上行线铺至既有汉丹下行线外侧道岔岔尾、已拆除线路处，侧位预铺道岔，在新铺线路上预铺道岔岔尖至新线接口段长度的轨排；标记好既有汉丹下行线、南到线切口以及临时回流线布设径路。准备好挖机、铲车、起道机、小型捣固及大型捣固机械，线外备足道砟，劳动力1200 人，做好技术、安全交底等，召开天窗点前会核实施工准备情况。

第2步：天窗点内施工，鉴于工作量大，经原中国铁路总公司特批7 h 天窗点。将作业区分成3 部分：（1）焦柳线龙口，拆除既有线120 m、抬道0.90 m，插铺道岔1 组、推进轨排40 m；（2）汉丹下行线K315+144—K315+496 段拨线352 m，最大拨移量3.65 m；（3）汉丹下行线K315+496—K315+577段拨线81 m，拆除既有线60 m、落道0.25 m，最大拨移量5.00 m。

3个作业区同步作业：

（1）点起在既有线标定位置切口，以便于拨接作业；

（2）拆除龙口范围既有线、扒除拨移既有线范围道砟；

（3）进行降道、抬道挖除和上底砟施工；

（4）按照侧位预铺方式插入道岔，利用横、纵移滑道拆除既有线轨排、推进预铺的新轨排，人工辅助机械拨移轨道（对于拨移量超过1.00 m部分利用横移滑道）；

（5）连接轨排间、岔轨间接口；

（6）补充道砟并利用小型捣固机捣固线路，待达到工程线条件后进入大型捣固机捣固，同步进行接触网调整；

（7）线路参数、接触网参数达到标准后，拆除施工回流线，大型捣固机捣固、接触网梯车撤场，进行电务相关试验；

（8）道岔开通直股加锁（车务、工务双锁），各设备管理单位检查相关设备状况，确认开通条件；

（9）确认达到开通条件后，销记、开通。

第3 步：后续养护。在2～3 个天窗点内对轨道接头进行焊接，再利用2个天窗点进行大机捣固，加强线路参数检查和日常养护，直至提速至设计速度。

4 站场改造施工控制重点

4.1 科学编制总体方案

大型站场改造对运输影响较大，要通过科学编制总体方案以减少对运输的影响。方案以轨道铺设为主线，统筹信号、接触网等配套施工。要充分征询运输、机务、车辆、供电、工务、电务等各部门意见，掌握既有设备分布、状态，了解既有运输组织方式，了解各方向客货列车进路、平行进路以及可行的既有替代进路，作为方案编制的基本依据。

原则上，方案应先实施非营业线影响范围工程，待满足条件后，集中分步实施涉营业线施工。每一步营业线施工，小到1 组道岔，大到1 条线、1 个场，都要考虑功能替代，一般可通过运输组织调整，或通过先期开通新线、新场实现功能替代；同时，还应考虑新功能替代后，进路长度、运行速度等对作业效率的影响［6］。由于新修过渡线路实施周期长、投资大，一般不宜作为运输过渡首选，必要时尽可能利用既有线路、新铺线路，减少新建过渡工程量。初步完成编制后，由铁路局集团公司组织相关部门、站段，实地踏勘、核实，对总体方案进行完整推演，再下达审批意见。项目管理机构、各参建单位要严格落实，不宜轻易改变总体方案。

4.2 优化联锁换装方案

由于编组站车场多且位于枢纽重要位置，涉及相邻站多，联锁换装一般涉及多个场、站，编制工作量大、试验周期长、实施组织复杂，容易出现问题。因此，在考虑总体方案及过渡方案时，尽量通过技术手段减少换装或不换装，必须换装时要减少涉及场、站数量。同时，严格仿真试验、现场试验，确保联锁关系与联锁图表一致。

4.3 细化局部专项方案

局部改造专项方案一般指道岔拆除、插入、线路拨接、接触网改造等单个工点具体施工，应包括施工项目、负责人、作业内容、地点、时间、影响，还包括限速范围、设备变化、施工方式及流程、施工过渡方案、施工组织、施工安全和质量的保障措施、施工防护办法、列车运行条件、验收开通安排等基本内容，并根据各工点现场实际制定针对性措施。

4.4 高度重视工程接口

大型站场改造施工是复杂的系统工程，各单位、各专业、各步施工环环相扣、相互提供条件，工程接口必须提前谋划、科学组织。以铺轨施工为主线，重点把握轨道与信号、车辆、接触网专业接口，信号、车辆、电力与房建专业接口，信号与电力、接触网与电力、车辆与通信等专业接口，确保各专业为接口提供作业条件，全面合理地统筹安排“一体化”施工［7-8］。

4.5 保障物资设备供应

站前、站后物资设备无论属于甲方提供还是自购，都要以总体方案为依据，梳理清单、编制计划，合理安排招标、生产、运输等各环节周期，以服务现场、不影响现场为原则。

4.6 统筹把握天窗计划

站场改造涉营业线轨道、接触网、信号、电力、通信等专业均涉及要点，据粗略统计，本工程施工天窗总数达400个左右，数量大、工点多、交叉多且较为集中，繁忙枢纽运输给点条件有限。针对该情况，应根据总体方案统筹编制天窗计划，根据各专业、各单位每步涉营业线施工影响范围，采取共用天窗模式，各单位要上足资源以占满天窗时间、空间，提升作业效率以减少要点数量。同时，充分考虑设备管理单位运营维护要点，做好协调对接，力争错开作业，的确不能错开时争取共用天窗。天窗计划作为要点施工基本依据，纳入施工组织设计和铁路局集团公司各月度计划管理，提升天窗管理的计划性［9-10］。

4.7 做好质量安全卡控

总结为“十抓”：重点抓好基础管理，完善责任管理体系；抓红线管理，坚持红线管理常态化；抓源头控制，做好设计质量、方案论证、原材料进场检验；抓样板引路，落实各专业工程首件评估制度；抓长效机制，通过技术交底、警示教育、包保盯控、管理诊断等长效机制进一步规范管理和作业行为；抓标准化建设，提升“四化”支撑水平；抓重点关键，落实物理隔离、线缆防护、大机作业、要点施工组织等强制措施；抓专项活动，根据各阶段施工安全重点开展针对性专项活动，确保每个活动有计划、有推进、有反馈、有成果、有回访、有成效；抓履职履责，等压传递压力、督导落实岗位责任，以形成齐抓共管态势；抓监督考核，通过严肃信用评价等奖惩手段形成震慑。

4.8 提升溜放试验水平

根据我国编组场使用经验，时有空车溜行不到位、脱轨等情况发生，需在溜放试验阶段消除各种隐患。驼峰溜放是铁路编组站的主要功能，驼峰自动化系统功能试验主要包括：减速器单项、三部位、摘错、追钩、钓鱼等22 项，试验内容多、配合单位多、试验周期长，要明确每个试验的实施单位、试验方法、安全措施、实施标准等，试验方案须经铁路局集团公司批准后方能实施。在实施过程中，严格落实批准的试验方案，原始记录准确、齐全，根据情况及时调整设备状况，将设备状况调至设计标准和使用条件。

5 结束语

通过科学制定总体方案、细化局部方案，抓好物资设备供应，做好分步开通施工条件，加强营业线施工过程控制，把好开通关口，使襄阳北编组站增建上行系统安全如期建成投产，工程投资控制在批复范围内，对枢纽铁路运量未造成任何影响。根据本工程建设管理经验，又顺利实施了襄阳北站预留能力扩能、京广线大花岭站改造、武汉北疏解区改造等项目，得到了实践检验，效果良好，可供类似建设项目参考借鉴。