南同蒲到發(fā)線延長至1 050 m改造工程設計體會

張 萍 吳迪陽

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司太原設計院，山西太原 030013)

1 南同蒲線擴能概況

南同蒲線北起榆次站，南至隴海線陜西省的華山站，正線全長498.4 km，始建于1933年。南同蒲線是山西省中南部地區(qū)南北方向主要的鐵路運輸通道，也是連接晉煤外運兩大主要通道石太線和侯月線最重要的后方通道。南同蒲線所穿越的山西省中南部地區(qū)礦產資源十分豐富，是山西經濟發(fā)展最快的地區(qū)之一。山西是我國重要的能源基地，煤炭，焦炭的輸出量在國內、國際都占有重要的份額。近年來，受國內、國際市場的拉動，山西經濟保持高速增長，產品外運需求與運力的矛盾異常突出，在其他外運通道石太、京原等能力飽和的情況下，擴大侯月線、打通南同蒲將是緩解山西運力矛盾的最有效途徑。為了保障山西中南部呂梁，晉中，臨汾市的煤炭、焦炭等產品的外運，促進區(qū)域經濟發(fā)展，擬定侯月線在現有運量的基礎上太原鐵路局增運3 500萬t。侯月線為復線電氣化鐵路，到發(fā)線有效長1 050 m，貨物列車牽引質量可達5 000 t。根據路網布局及貨源分布，侯月線增流量主要來源于南同蒲中段及介西支線，因此，將南同蒲線到發(fā)線延長至1 050 m，統一南同蒲與侯月線主要技術標準是侯月線增流擴能必須的配套項目之一。只有打通南同蒲，減少中間改編環(huán)節(jié)，才能加速機車車輛周轉，更好地發(fā)揮侯月線大通道作用，完成侯月線增流及今后運能儲備的任務。

南同蒲線榆次西至侯馬北段共有車站32個，其中有9個站即介休、義棠、兩渡、南關、圣佛、趙城、臨北、張禮、高顯已在2004年擴能改造完成，車站到發(fā)線有效長已延長至1 050 m。剩余23個車站在南同蒲榆次至侯馬北復線電氣化擴能改造中，到發(fā)線有效長全部延長至1 050 m，并電化掛網。南同蒲榆次至侯馬北復線電氣化擴能改造工程于2010年12月31日全線開通。

2 南同蒲線榆次西至侯馬北段電化擴能主要技術標準

鐵路等級：Ⅰ級；

正線數目：雙線；

限制坡度：榆次西至介休6‰，介休至侯馬上行12‰，下行6‰；

最小曲線半徑：榆次西至介休段800 m，趙城至侯馬北段600 m，介休至趙城段原則上維持既有；

牽引種類：電力；

機車類型：SS4；

牽引質量：5 000 t；

到發(fā)線有效長度：1 050 m；

閉塞類型：自動閉塞。

3 設計原則

對于南同蒲到發(fā)線延長至1 050 m工程，任務書要求之設計原則為：“①不增加股道，車站不作改動，僅在原有股道基礎上增、改擴建；②對重點車站先行進行到發(fā)線1 050 m改造；③改建方案盡量利用既有設備，不大拆大改；④到發(fā)線盡可能向一端延長，以期在滿足到發(fā)線有效長1 050 m情況下，盡可能減少工程量及投資”。

4 趙城車站既有概況

趙城站位于臨汾盆地北部邊緣，屬汾河Ⅰ級階地沖積平原，由東、西兩側向汾河傾斜，地表覆蓋有巨厚層第四系砂質黃土，工程地質條件較好。趙城車站是南同蒲線上比較大的中間站， 是太原鐵路局重點發(fā)展的上規(guī)模裝車站之一。站中心里程為K577+865.3，車站位于直線上，站房位于線路右側，有正線2股，到發(fā)線6股，調車線2股，貨物線3股。到發(fā)線有效長為850 m 。相鄰車站榆次方向為辛置站(距離14.3 km)，華山方向為洪洞站(距離14.3 km)。車站榆次方向最外道岔即下行1號道岔、上行7號道岔外方下行接有半徑為R-800 m，上行接有半徑為R-500 m的反向曲線，華山方向最外道岔即上行2號道岔岔心至彎道頭有336.76 m直線段，后接有半徑為R-1 000 m的右轉曲線。在直線段里程K578+550處有一2-6.7 m鋼筋混凝土T梁橋。

車站北端接有縣煤炭運銷公司發(fā)煤站及華清公司兩條專用線和牽出線，南端連接有趙城煤焦集團專用線和山西焦化廠、山西維尼綸廠專用鐵道。在山西維尼綸廠專用鐵道線內接有霍州礦務局專用線，在山西焦化廠專用鐵道線內接有瑞德焦化廠鐵路專用線。

4.1 趙城車站設計過程

趙城車站北咽喉(榆次方向)外上下行正線分開繞行約3 km并受曲線限制，故1 050 m工程只能將各到發(fā)線分別向南咽喉(華山方向)延長，趙城車站南咽喉盡量保持既有道岔聯鎖關系向南平移，各道岔型號及相對位置基本上保持不變，只考慮28號道岔及30號道岔與K578+550 2-6.7 m鋼筋混凝土梁橋的關系(道岔盡可能不布置在橋上的設計原則)。

延長車站股道工程設計，在地形、地物條件允許的情況下，采取緊湊咽喉布置措施，，應盡量在車站一端咽喉延長，而不要兩端同時延長，避免過多增加工程量，同時可減少運營干擾，這一點非常重要。但南咽喉改造延長后，正線Ⅰ道、Ⅱ道、到發(fā)線3道、5道、7道、4道有效長均滿足1 050 m，而9道、11道有效長由于受趙城煤焦集團鐵路專用線及地形限制，同時也受股道延長后最外方新設道岔即上行2號道岔外曲線限制，有效長不足1 050 m。根據紀要要求，9道、11道到發(fā)線有效長必須滿足1 050 m的設計原則，經與建設單位多次協商，開會協調，現場反復踏勘，認真收集現場資料，反復論證，南咽喉(華山方向)已沒有延長空間，若必須改造南咽喉(華山方向)換回9道，11道有效長，勢必帶來更大的投資，經對趙城站南、北咽喉改造，認真論證，將北咽喉(榆次方向)41號、43號道岔合并為復式交分道岔，這樣可保證9道、11道有效長滿足1 050 m。

4.2 趙城車站設計過程中細節(jié)解決方法

(1)避免道岔尖端設在橋涵上，以免造成道岔轉轍器信號標志基座設置的困難(見圖1)。

據此設計原則，股道延長受既有3道有效長限制需延長204 m，(3道有效長為846 m)，各道岔型號及相對位置基本上保持不變，28號道岔設計為50 kg—1/12單開道岔，道岔型號采用專線4257，尖軌前端基本軌長為3.22 m，岔前16.853 m。若按規(guī)定延長后的28號道岔的岔尖恰好擺在K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上，這就帶來了道岔轉轍器信號標志埋設混凝土基座的困難，同時正線上既有橋梁枕底梁頂的道岔厚度只有0.16 m，若在此處設置道岔，將成為線路上的薄弱環(huán)節(jié)。為了改善線路條件，還需抬道1 km左右來順坡，并需補充道碴，需要要點封鎖線路進行改造，影響正線的正常運營。采用再往南延長3道22 m設置28號道岔岔心，使28號道岔岔前避開2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋及橋臺，就避免了上述弊端，對既有線路無需改建，也避免了對運營的干擾，又滿足了道岔轉轍器信號標志基座設置的要求。

(2)避免道岔設在路堤與橋臺連接的過渡段內(見圖1)。

圖1 28號、30號道岔布置示意(單位：m)

Ⅱ道、4道延長受既有有效長限制需延長192 m，(Ⅱ道、4道有效長為858 m)，30號道岔設計為60 kg—1/12單開道岔，道岔型號采用SC330，尖軌前端基本軌長為3.22 m，岔前16.853 m，2道、4道延長192 m后的30號道岔的岔尖部位位于軟土路基上，導曲線及部分轍軌位于K578+550 2-6.7 m鋼筋混凝土梁橋上。根據國家現行標準《鐵路路基設計規(guī)范》TB1001—2005第7.5.1條規(guī)定，在“一次鋪設無縫線路的Ⅰ級鐵路，路堤與橋臺連接處應設置路橋過渡段?！惫时緱l規(guī)定，正線上的道岔不宜設在路堤與橋臺連接的過渡段內，主要考慮路堤與連接地段易產生路基沉降和由于兩者剛性不同，給道岔的平穩(wěn)性帶來不利影響，甚至造成安全隱患和行車事故。故在困難條件下，必須設置時，應采取路基加強措施，有條件時可調整橋跨，使道岔讓出臺尾或將道岔設在橋上。

鑒于上述情況，按規(guī)范要求，在困難條件下必須設置時，其一，采取路基加強措施，其二，調整橋跨，使道岔讓出臺尾或將道岔設在橋上。為解決30號道岔與里程K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋之間的關系，采取了如下措施。

路基加固措施：

南同蒲鐵路始建于1933年，至今已有80多年的歷史，路基早已穩(wěn)固，采取路基加固的方法，必須改動路基才行，這樣勢必增加大量工程，并給運營造成極大的干擾，這顯然是不可取的。

調整橋跨，使30號道岔全部位于橋上：

南咽喉(華山方向)延長后，在里程K578+550 2～6.7鋼筋混凝土梁橋處，線路左側由于5道、7道、9道、11道到發(fā)線相應延長，使得線路左側需新接2～7.0 m框架橋24 m長；線路右側，由于Ⅱ道、4道延長192 m，使得30號道岔岔心位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上，線路右側需新接2～7.0 m框架橋7.0 m長。

若調整橋跨，使30號道岔全部位于橋上，需將既有里程K578+550 2-6.7鋼筋混凝土梁橋全部拆除，30號道岔設計為60 kg—1/12單開道岔，道岔全長為37.907 m，故需在原位置新建一座2～20 m框架橋，頂面積2 199.72 m2后才能使30號道岔全長全部位于2～20 m框架橋橋上，解決道岔設在路堤與橋臺連接處的問題，需增加投資2 446萬元；又鑒于南同蒲到發(fā)線延長至1 050 m改造工程工期時間緊，為盡可能減少工程量，節(jié)省投資，不建議采用調整橋跨解決30號道岔的岔尖部位位于軟土路基上，導曲線及部分轍軌位于K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上的問題。

30號道岔岔心南移，使30號道岔全部位于路基上：

若30號道岔全長全部位于路基上，30號道岔岔心只需南移35 m，道岔全長避開里程K578+550 2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋， 30號道岔全長位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋南側，2道、4道信號機位置位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋北側，并信號機基座位置也避開了2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋。

3道按站場實測條件，需往南延長204 m，由于28號岔尖位于2～6.7 m鋼筋混凝土梁橋上，信號機基座受影響，需再往南移20 m，共需延長224 m；Ⅱ道、4道按站場實測條件，需往南延長192 m，由于受30號道岔位于路堤與橋臺過渡段，給道岔的平穩(wěn)性帶來影響，需將30號道岔再往南移35 m，共需延長227 m；南咽喉整體南移后，南咽喉新設最外側道岔即上行2號道岔岔前距既有彎道頭50.86 m，滿足設計要求，節(jié)省投資2 446萬元。

5 圣佛車站既有概況

圣佛車站是南同蒲線上的一個中間站，站中心里程為K555+987.6，車站位于直線上，站房位于線路左側，目前車站現有正線2股(Ⅰ、Ⅱ道)；到發(fā)線2股(3、4道)；到發(fā)線兼交接線2股(6、8道)；到發(fā)線有效長為850 m系列。存車線2股(5、7道)；貨物線1股(9道)；牽出線1股(10道)，車站北咽喉(榆次方向)接有白龍礦專用鐵道，南咽喉(華山方向)接有霍州煤電集團專用線11道、12道。

圣佛站北咽喉(榆次方向)外為半徑R-400 m的曲線，線路東側為山體，西側為大運公路，公路外側為汾河，白龍礦專用線從北咽喉(榆次方向)接軌，設汾河大橋到達汾河西岸。南咽喉(華山方向)東側為霍州煤電集團專用線，西側為大運公路及汾河。

本站1 050工程確定向南(華山方向)延長。延長后為不侵占公路，4道、6道、8道設置反向曲線調整線間距后盡量向Ⅱ道靠近，Ⅱ、4道線間距過中間站臺后由11.5 m在咽喉區(qū)變?yōu)?.0 m。改造后6道、8道有效長僅1 013 m。為此將北咽喉(榆次方向)既有21、27道岔合并為復式交分，這樣可使6道、8道有效長延長19 m，保證6道、8道有效長滿足1 050 m。

(1)圣佛車站到發(fā)線南(華山方向)延4道、6道、8道布置在直線上(見圖2、圖3)。

圖2 圣佛站到發(fā)線南延4道、6道、8道布置在直線上

圖3 DK556+830—557+150段橫斷面(單位：m)

圣佛車站站房對側即8道外側路基坡腳，緊鄰大運公路路肩，公路外側就是汾河，公路護坡與河岸防護緊聯為一體。Ⅱ道、4道線間距為11.5 m，考慮站場平順，整齊，4道、6道、8道線路以直線往南順延后，在鐵路里程K556+830～K557+150段占用了既有大運公路320 m長，大運公路需向西側改移，公路最大外移量為10 m。既有公路為二級標準，路面寬12 m(包括路肩加固硬化)，改移公路考慮曲線加寬及其他因素路面采用14 m寬。公路外側設置漿砌片石公路路肩擋墻，擋墻頂設公路邊護樁，公路內側與鐵路間設漿砌片石排水槽。

為盡量減少擠壓汾河河道，公路外側在鐵路里程K556+830～K557+150段，長320 m，需設置擋墻與河岸防護結合起來。擋墻兼護岸加大基礎深度，并用石籠防護以防沖刷。擋墻位置正好占用原護坡近三分之二范圍，這對汾河200多m寬的河道壓縮沒有影響。

(2)圣佛車站到發(fā)線南延4道、6道、8道布置在曲線上(見圖4、圖5)。

圖4 圣佛站到發(fā)線南延4道、6道、8道布置在曲線上(單位：m)

圖5 DK556+975—557+080段橫斷面(單位：m)

4道、6道、8道到發(fā)線以直線往南延伸后，引起大運公路西移，并占用汾河河道護坡，改移大運二級公路320 m長，增設M10漿砌片石路肩擋墻，增設M7.5漿砌片石排水溝，增設公路防護樁320個，若4道、6道、8道到發(fā)線以直線往南延伸，需增加投資234萬元。

經與南同蒲籌建指揮部多次協商，本著節(jié)約投資，固本減末的原則，本著不改移大運公路，不侵占汾河河道原則為前提的條件下，改造圣佛站1 050工程。

鑒于上述精神，設計時認真收集現場資料，多方面進行分析、比選，反復論證。由于Ⅱ道、4道之間設置有中間站臺，線間距為11.5 m，為不侵占公路，站場到發(fā)線南延時避開Ⅱ道、4道中間站臺后，在里程K556+548.11處開始，以半徑R—4 000 m的反向曲線，將4道、6道、8道南延，將Ⅱ道、4道之間線間距設計為5.0 m，各道岔型號及相對位置基本上保持不變，使最外股道6道在里程K556+975—K557+080段設長105 m路肩擋土墻收回坡腳，不侵占公路，解決了圣佛站到發(fā)線延長1 050 m工程改移大運公路和汾河河道的問題，節(jié)省投資234萬元。

6 結束語

通過上述設計，進一步認識到，車站股道延長應結合設計任務書的要求，認真收集現場資料，多方面進行分析、比選、反復論證，摸清情況，統籌兼顧，才能充分利用既有設備，避免大拆大改，消除不安全因素，充分體現出節(jié)約、固本簡末、安全第一的原則。設計中堅持高標準、嚴要求，是設計好中間站技改及其他設計工作的重要保證。

[1] 中華人民共和國鐵道部.GB50090—2006 鐵路線路設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006

[2] 中華人民共和國鐵道部.GB50091—2006 鐵路車站及樞紐設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006

[3] 中華人民共和國鐵道部.TB10001—2005 鐵路路基設計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005

[4] 鐵道第四勘察設計院.鐵路工程設計技術手冊(站場及樞紐)[M].北京：中國鐵道出版社，2004

[5] 《常用道岔主要參數手冊》編寫組.常用道岔主要參數手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2007

[6] 鐵道部第三勘察設計院.鐵路站場設計常用數據手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1990

[7] 劉其斌，馬桂貞.鐵路車站及樞紐[M].北京：中國鐵道出版社，2003