南昆线百威段基础设施改造研究

陈 武

（中国铁路南宁局集团有限公司 计统部，高级工程师，广西 南宁 530029）

1 引言

南昆线铁路江（江西村）百（百色）段增建复线已于2017年12月底建成启用，中国铁路南宁局集团有限公司管辖内百（百色）威（威舍）段仍是单线铁路，基础设施较薄弱，区段长期处于高位运输状态，运输能力已超饱和，亟需升级百威段铁路基础设施条件，以提升南昆线运输能力。

2 既有设备和运输存的在问题

2.1 设备基础保障能力不足

2.1.1 工务设施设备问题 路基较为薄弱，膨胀土路基难以彻底整治，边坡防护、排水等设施不完善；既有枕木为1997年上道的Ⅱ型混凝土枕，强度不足且挡肩开裂、掉块、承轨槽压溃、螺杆锈蚀，维修保养困难；道床石砟碎化严重，弹性差，道床板结，脏污、排水不良；隧道整体性差，掉块、漏水、涌水等病害较为突出。

2.1.2 电务设施设备问题 百威段扼流变压器、信号电源屏、450MHz 无线列调系统设备、区间行车闭塞通道及信号联锁设备等电务设备均为1997 年投入运营时期设备，大多超期服役，设备老化严重，设备性能指标下降，严重影响运输生产和行车指挥的正常运行。

2.1.3 供电设施设备问题 既有设备运行多年，老化严重，可靠性低，随着运量提升，部分变电设施如断路器、电流互感器、隔离开关等已无法满足运输需求。田林、平林、龙广变电所供电臂达30多公里，线路坡度大导致系统电压损失大，造成供电臂末端网压低，影响电力机车正常运行。主变容量偏小，馈线过负荷跳闸频繁（每年近60次），百万千瓦时跳闸次数达到0.024 次，远超0.01 次的指标，过负荷现象严重。接触线导线载流能力低，大坡段既有导线过载能力超标准，无法满足载流需求，部分区段曾出现烧线断股现象。

2.1.4 路外环境复杂 百威段属典型山区铁路，线路地形条件复杂，途经村庄多，线路两侧老百姓生活、生产对铁路运输干扰较大，部分区段暂未封闭或封闭失效，路外环境不确定因素多，制约或影响铁路运输工作的正常开展。

2.2 运输矛盾较为突出

2.2.1 单线运输限制输送能力提升 百威段为单线铁路，上行方向多为重车运行，下行方向为轻车运行，上下行运输不均衡，运输效能低。百色往威舍上行方向多为上坡地段，两地相对高差1163m，上行方向为重车运输，对既有设备损耗较大，产生设备病害，降低设备使用性能。

2.2.2 区段运输能力超饱和 随着2015 年HXD1C型机车在南昆线投入使用，百威段货车采用双机牵引，牵引质量由原有的4000t提升至4500t，普超列车达5000t，处于饱和运输（2020 年日均开行货车30.5对，使用能力利用率达104.8%，已超使用能力运行）。段线路坡度大，存有较多Ⅱ型混凝土枕，既有供电臂过长，随着牵引质量提升，既有轨道设备和供电能力呈现不足，运输能力矛盾凸显，运输能力和效率严重受阻。

3 基础设施改造方案研究

3.1 短期改造方案研究

结合日常保养维修，采用大修方式恢复既有设备使用功能和性能，夯实基础设施安全条件。采用技术改造方式，逐年对既有重点设备进行改造或升级，提升既有设备使用性能和既有线路运输能力。

3.1.1 大修 2019 年投入约8920 万元重点对南昆线K322+408～K421+500 共10km 的薄弱道床实施全断面清筛大修，对南昆线K322+408～K421+500共53.5km的轨道薄弱地段更换新枕大修，对百威段29.2km的回流线及架空地线进行大修；2020年投入约9170万元重点对南昆线K212+832～K421+488薄弱地段更换新枕大修，对南昆线K389及K391水害冲毁设备实施复旧大修，对南昆线百威段接触网实施大修（一期）；2021年投入约1.967亿元重点对南昆线K212+884～K454+981 共68km 地段进行换枕大修，对南昆线百威段进站接近轨发码延长设备大修，对南昆线品甸及清水河东共9站信号电缆实施大修，对南昆线百威段接触网实施大修（二期）；2022年预计投入约17700万元重点对南昆线K228+100～K484+500更换新轨大修、对南昆线百威段安龙等9站14组道岔进行更换大修，对南昆线K240+060～K312+830(喜屯—板桃)换砟及基床封闭大修，对南昆线百威段接触网实施大修（三期），对南昆线百威段田林等11信号电缆进行大修，全面恢复既有设备的使用性能和使用状态，充分保障铁路运输生产正常开展。

3.1.2 技术改造 2021-2023 年预计投入约5 亿元的技术改造资金推进南昆线永乐至品甸29 站扼流变压器改造、南昆线永乐等12 站信号电源屏改造、百色至局界区段无线列调通信系统补强、南昆线K236+582等9个平交道口改立交、南昆线百威段隔离开关远动改造、南昆线牵引变电所二次防雷改造、南昆线百威段牵引供电能力改造等项目建设，改造或升级既有设备性能，稳固提升既有线条运输能力和效能，重点推进百威段牵引供电能力改造（项目投资19983万元）。

3.1.3 改造难点 全段共设6 个牵引变电所，供电臂设置11区段，其中田林、平林、龙广变电所供电臂长超30公里的达5段（鹅城-喜屯31.01km、喜屯-田林30.27km、田 林-龙 岩32.95km、龙 岩-平 林31.65km、龙广-清水河东34.30km），供电臂设置过长，线路坡度大导致系统电压损失大，造成供电臂末端网压偏低，影响电力机车正常运行。

3.1.4 解决方案 结合前期对百威段增建二线可行性研究方案，增设双线时可按改造后的供电设施布局为双线提供供电需求，新建兴义、白水河、汪甸、岩龙、八渡5座牵引变电所，拆除既有龙广、平林、田林变电所。

3.1.5 改造效果 改造后变电所设置和供电臂长度较为科学合理（改造后牵引变电所由6个变为8个，供电臂区段设置由11段变为15段，供电臂长度最大为下塘-汪甸28.8km），供电能力得到全面提升，既满足初期运输需求，又能满足增建二线后的供电需求，牵引变电所改造前后对比如表1。

表1 牵引变电所改造前后对比

3.1.6 建设方式 按广西、贵州管界、建设协调难易程度及建设资金筹措情况，分步分年度建设。一期建设新建兴义、白水河变电所，同步改造册亨变电所，拆除既有龙广变电所；二期建设新建汪甸、岩龙、八渡变电所，拆除既有平林、田林变电所。

3.2 中长期改造方案

《中长期铁路网规划》（发改基础〔2016〕1536号）将南昆铁路扩能列入国家中长期规划（规划期为2016-2025年，远期展望到2030年）普速铁路网珠三角至西南通道。2014 年11 月完成项目预可行性研究设计，2017 年2 月完成项目可行性研究设计（初稿），2019 年9 月完成修编预可行性研究设计，待国铁集团组织开展项目前期研究，择机启动项目建设。增建二线后，单线变为双线，百威段运输能力和运输效率将得到极大提升。以2019 年的货运密度为例，单线运行上行最大货流密度1404 万吨，下行最大货流密度为3145 万吨。单线改双线后，近期（2035年）上行最大货流密度可达3727万吨，下行最大货流密度可达5524万吨；远期（2045年）上行最大货流密度可达4579 万吨，下行最大货流密度可达6766万吨，区段线位货流数据说明货运空间提升明显，运输能力潜能较大。

4 结论

自改造方案提出以来，大修、技术改造及资金的大力投入，既有工务、电务、供电设备得到改善和提升，设备基础条件得到夯实，为南昆线畅通运输提供稳定保障，全面提升了南昆线运输能力。