動力工程設(shè)計規(guī)模和功能定位

　　這篇動力工程期刊投稿發(fā)表了動力工程設(shè)計規(guī)模和功能定位，動車段需要車組安全可靠運行，成都動車段工程技術(shù)創(chuàng)新，完善了工程設(shè)計，積累了動車組檢修技術(shù)經(jīng)驗，繼承發(fā)展，為其他動車段工程設(shè)計提供借鑒，有效實現(xiàn)資源共享;總圖布置充分考慮地形條件、工藝技術(shù)因素，避免與市政道路干擾;創(chuàng)新采用大量工程技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞:動力工程期刊投稿,動車段

　　成都動車段目前是全路7個動車段之一。工程總占地133.33hm2(2000余畝)，新建房屋建筑面積40.19萬m2，工程總投資63.44億元(其中已投產(chǎn)工程32.75億元)。成都動車段分為運用設(shè)施和檢修設(shè)施。運用設(shè)施設(shè)計檢查線16條，存車線64條;檢修設(shè)施設(shè)計有動車組三、四、五級修，三級修8列位，四、五級修22列位，靜調(diào)線16列位。工程由2010年立項至今，運用設(shè)施和三級修設(shè)施已經(jīng)建成投產(chǎn)，至2017年底剩余的運用設(shè)施全部建設(shè)完畢，四、五級修設(shè)施正在開展可行性研究。成都動車段從立項、功能定位、規(guī)模確定、段址選擇、總圖規(guī)劃、工程設(shè)計等方面都在創(chuàng)造性地開展工作。無論是規(guī)劃布局上、還是在具體的技術(shù)細節(jié)上，都有許多突破和創(chuàng)新。

　　1立項與功能定位

　　根據(jù)高速鐵路的運輸需求，成都必須要具備動車設(shè)施。是只解決運用的問題、還是需要考慮檢修的問題，是服務(wù)于成都樞紐、還是成都局甚至更大范圍的西南片區(qū)，這是首先需要解決的問題。原鐵道部根據(jù)當時的路網(wǎng)規(guī)劃資料已做過相對明確的規(guī)定，但隨著路網(wǎng)規(guī)劃的調(diào)整，已經(jīng)不能適應(yīng)全國高速鐵路發(fā)展的需要，必須全面系統(tǒng)的對全路路網(wǎng)進行分析計算，形成成都動車設(shè)施的合理功能定位。根據(jù)2004年1月《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，全路配套建設(shè)了北京、上海、武漢、廣州等4個動車段，承擔全路1200列動車組三、四、五級修(或稱“高級修”)作業(yè)。在充分分析我國4個動車段檢修能力的基礎(chǔ)上，對我國高速、提速網(wǎng)路開行動車組的數(shù)據(jù)進行了深入計算，首次突破性地提出全國4個動車段布局無法滿足全路檢修能力的需要。

　　全路動車組的檢修能力總?cè)笨谳^大，為更好地適應(yīng)高速動車組運營需求，需優(yōu)化、調(diào)整原規(guī)劃的動車段布局。經(jīng)過中國鐵路總公司組織的多次研討，一致認為:成都動車段的建設(shè)有利于完善全路動車組檢修設(shè)施的布局，推進西部地區(qū)高速客運網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，提升西部重要城市———成都市的戰(zhàn)略交通地位，強化成都鐵路局在全國路網(wǎng)中的作用，從而進一步促進西部區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。成都動車段經(jīng)過4年的創(chuàng)造性研究與探索，終于立項。同時，也明確了成都動車段的功能定位為:檢修設(shè)施覆蓋成都局、昆明局，運用設(shè)施滿足成都樞紐近、遠期發(fā)展的需要的戰(zhàn)略思路。

　　2設(shè)計規(guī)模

　　成都動車段功能定位為規(guī)模設(shè)計提供了依據(jù)。但由于其屬于路網(wǎng)性的動車段，要確定合理的建設(shè)規(guī)模，需考慮區(qū)域、時間兩個維度。根據(jù)調(diào)整后的中長期路網(wǎng)規(guī)劃進行測算，提出2020年全路動車組配屬將達到1800列以上(根據(jù)鐵路總公司2016年公報，截止2016年底全路配屬動車組已經(jīng)超過1800列)，西南地區(qū)成都、重慶、貴陽、昆明樞紐的動車組投放量也將超過300列�？紤]到其他4個動車段設(shè)計規(guī)模為250～400列/段，成都動車段檢修能力按照配屬300列設(shè)計，則2020年全路7個動車段檢修能力可達到2000列，可以較好地滿足全路動車組檢修需求[3-4]。

　　3段址選擇在充分研究

　　成都樞紐客站分工、樞紐鐵路網(wǎng)規(guī)劃布局的基礎(chǔ)上，綜合研究工程配套、工程投資等因素確定的成都動車段段址。

　　3.1成都動車段選址適應(yīng)成都樞紐布局規(guī)劃，并首次采用“兩站一段”布局模式

　　成都樞紐采用“內(nèi)客外貨”布局，建設(shè)有“兩主兩輔”的客運站系統(tǒng)，其中的成都站、成都東站為主要客站，承擔成都樞紐的動車組始發(fā)終到作業(yè)。本項目設(shè)計時，恰逢成都東編組場、成都東機務(wù)段等貨運設(shè)施外遷至成都北編組站，成都動車段就選址在這片功能已經(jīng)廢棄的區(qū)域，位于成都站與成都東站之間，并且首次提出采用“兩站一段”布局模式，即一個動車段承擔兩個車站始發(fā)動車組檢修作業(yè)需求，實現(xiàn)了資源共享。動車段距離兩個車站僅有3km和7km，極好地滿足了動車組“快速檢修、集中始發(fā)”的要求。通過2條動走線連接成都站城際場，4條動走線連接成都東站城際場。經(jīng)理論計算和模擬仿真，該布置可滿足2個車站高峰小時接發(fā)車作業(yè)需求。

　　3.2成都動車段選址有效利用了鐵路用地，節(jié)約了工程投資

　　成都動車段選址利用了近60hm2(900畝)鐵路用地，約占工程總占地的一半。為深入研究工程投資，適應(yīng)城市建設(shè)，成都動車段還研究了石板灘、龍?zhí)端�、泰興選址方案。綜合分析征地、拆遷、土石方等工程投資，原址方案較石板灘、泰興選址方案投資節(jié)約48%，較龍?zhí)端路桨竿顿Y節(jié)約36%，而且原址方案距離成都東站較石板灘、龍?zhí)端�、泰興段址方案縮短了48%、20%、50%，極大地降低了運營成本。通過多方案、同精度比選，從工程投資角度有力地論證了成都動車段選址的合理性[6-8]。

　　4總平面布局研究

　　(圖2)段址選擇為工程建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，動車段總平面布置是驗證段址選擇合理性的重要一環(huán)。然而在這片區(qū)域，受周邊地形及中間橫穿的水渠、市政下穿道路的制約，如何去合理布置動車段的總平面布局，將是一個非常困難的課題。

　　4.1充分研究地形特點，合理布置總圖

　　成都動車段西端出入段線下穿成綿立交橋，躲避了咽喉區(qū)交叉公路橋墩;東端出入段線上跨蜀龍路，在蜀龍設(shè)計中，配合做好了鐵路上跨的公路的框架涵;存車Ⅰ場布置在30路區(qū)域，存車Ⅱ場布置在致力路區(qū)域，有效地避開了有深基礎(chǔ)的房屋與河流干擾。存車Ⅱ場布置在方家河區(qū)域，下澗槽需改遷至檢修庫前。成都動車段總圖成功布置在這個區(qū)域[9]。

　　4.2運用設(shè)施采用“兩級兩場”格局，檢修設(shè)施采用“多聯(lián)跨盡頭式”布置，滿足工藝布局要求

　　運用設(shè)施東場為存車I場，布置了32條存車線，連接樞紐主要客站—成都東站，實現(xiàn)大容量、高密度的接發(fā)車作業(yè);西場布置了貫通式檢查庫和存車Ⅱ場�；�于成都動車段“兩站一段”的布置特點，配套規(guī)劃了貫通式檢查庫，以滿足成都站、成都東站兩個方向的入庫作業(yè)需求;檢修設(shè)施采用“多聯(lián)跨盡頭式”形式，使得檢修集中，空走距離短等[10]。

　　4.3總圖布局充分考慮了工程分期建設(shè)的因素，適應(yīng)了成都樞紐路網(wǎng)建設(shè)需要，保障了高速鐵路正常運營成都動車段運用設(shè)施包括成綿樂、西成、成渝、成貴等引入工程，對應(yīng)滿足已經(jīng)相繼開通的成灌線、成遂渝、成綿樂、成渝，以及后期的西成、成貴等各線開行動車組的需要。另外，為滿足部分線路開通運營的緊迫性，部分工程又采用了分期建設(shè)。比如為了滿足成灌線2010年5月開通，成綿樂工程需先期實施檢查庫、臨修庫、不落輪鏇庫等設(shè)施，所以在總圖布局中，將該部分設(shè)施靠近成都站方向布置，并預(yù)留貫通條件。

　　不僅滿足了成灌線的開通需要，還沒有廢棄工程，后期全面建設(shè)成綿樂項目的其他工程時也不會對運營生產(chǎn)造成干擾�？紤]到動車組三級修的緊迫性和四、五級修檢修作業(yè)內(nèi)容的不確定性，根據(jù)原鐵道部的批復(fù)，將檢修設(shè)施分為先期工程和后期工程。先期建設(shè)三級修設(shè)施，緩減全路動車組三級修檢修壓力，后期建設(shè)四、五級修設(shè)施，目前已經(jīng)基本完成設(shè)計工作。

　　5工程技術(shù)

　　成都動車段在廠房組合、工藝設(shè)計、系統(tǒng)工程等方面，實現(xiàn)了多個方面的創(chuàng)新。

　　5.1成都動車段廠房布局緊湊合理、整齊美觀

　　成都動車段運用設(shè)施布置緊湊，在73.33hm2(1100畝)用地內(nèi)布置了檢查線16條，存車線64條;檢修設(shè)施設(shè)置充足，在60hm2(900畝)的用地內(nèi)規(guī)劃建設(shè)了約30萬m2檢修房屋，預(yù)計可承擔配屬300列動車組檢修需求。成都動車段用地指標在國內(nèi)居于前列。檢修庫房集中布置。靜調(diào)庫、三級修庫、轉(zhuǎn)向架庫、四、五級修庫等主要檢修庫房采用并列式多聯(lián)跨結(jié)構(gòu)集中布置，檢查庫分為2個八線庫，也采用并列式布置。以上庫房長度均為468m，提高生產(chǎn)區(qū)的美觀性，也便于管線布置，同時也拉開一定距離，有效解決消防、采光等問題。轉(zhuǎn)向架庫設(shè)于三級修庫與四、五級修庫之間，有效地解決了轉(zhuǎn)向架走行距離長的設(shè)計難題，極大地提高了檢修效率，提高了設(shè)備利用率。

　　5.2成都動車段優(yōu)化了工藝設(shè)計，采用現(xiàn)代化裝備，促進了動車組檢修技術(shù)

　　(1)創(chuàng)新檢修模式。在國內(nèi)動車組轉(zhuǎn)向架檢修設(shè)計中首次采用“以流水修為主，定位修為輔”的模式。充分利用了流水修的檢修效率高、定位修的資源利用率高的優(yōu)點。轉(zhuǎn)向架流水修首次采用“直線型徑路流水修，關(guān)鍵工序雙工位補強”方式。采用直線型徑路流水線，檢修工藝順暢，管理方便，物流干擾少。為有效解決流水修固有缺點靈活性相對較低的問題，在工藝流程關(guān)鍵的分流和合流節(jié)點，比如轉(zhuǎn)向架與輪軸分解、組裝等工位，設(shè)置雙套設(shè)備，提高了檢修的靈活性和冗余度[11]。

　　(2)檢查庫前采用雙股道方式，承擔上水、卸污、補洗等作業(yè)，提高了檢查庫運用檢查效率，釋放了作業(yè)能力[12]。

　　(3)優(yōu)化部分工藝，適應(yīng)了鐵路技術(shù)發(fā)展。比如:修改存車Ⅰ場股道長度，滿足成都東站按照C2模式接車需求;在兩場咽喉間設(shè)置了3條平行連接股道，大大提高了咽喉通過能力，適應(yīng)了動車組夜間高峰小時不均衡通行要求;生產(chǎn)庫房內(nèi)采用綜合管廊取代綜合管溝方案，有效地解決了因成都地區(qū)地下水位高、管溝容易積水等問題。

　　(4)以現(xiàn)代化裝備為載體，凸顯工藝設(shè)計的先進性，引領(lǐng)我國動車組檢修技術(shù)發(fā)展。比如在國內(nèi)不落輪鏇工藝普遍采用單軸鏇修的情況下，綜合分析正常鏇修、故障鏇修、設(shè)備維修、調(diào)車等情況，經(jīng)過理論計算，提出單軸鏇修能力不足，無法滿足后期運營需求，在成都動車段設(shè)計中首次采用雙軸鏇修模式，并按照2臺一次規(guī)劃，在實際運營中，取得了良好的效益。依此為成功典范，全路大范圍地開展了單軸改雙軸的調(diào)整設(shè)計[13]。

　　5.3成都動車段采用了系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)，克服了大型維修設(shè)施工程設(shè)計難題，為后續(xù)工程設(shè)計積累了寶貴的經(jīng)驗

　　(1)采用水泥攪拌樁加固地基方案，滿足了大型庫房地面沉降要求。在三級修庫、轉(zhuǎn)向架庫區(qū)域，地面荷載要求較大，采用成都膨脹土回填，無法滿足“基床底層壓實系數(shù)不小于0.91”的要求。設(shè)計中采用水泥攪拌樁加固地基方案，保證了工程質(zhì)量[14-15]。(2)合理布置橫向排水系統(tǒng)，有效解決長大場區(qū)排水問題。成都動車段東西長約3km，設(shè)計了3條橫向排水系統(tǒng)，間距約1km，有效地解決了長大場區(qū)排水問題，同時排水涵洞的設(shè)計綜合考慮了房屋、線路、縱向排水、散水、管線、道路等布置。

　　(3)根據(jù)工程建設(shè)時序，合理規(guī)劃建設(shè)供電、供水工程�？紤]到電力供應(yīng)不宜多次擴容情況，工程設(shè)計中一次性擴容成都東站上游變電站，一次性新建開閉所，滿足成都動車段遠期用電需求，因供水接入不受影響，考慮到工程投資，采用多次接入方案。

　　(4)系統(tǒng)完成大型庫房設(shè)計，為后續(xù)工程積累設(shè)計經(jīng)驗。成都動車段最大檢修庫房接近5萬m2，采用多聯(lián)跨、消防泡、消火栓、電動窗、消防聯(lián)動門等多項工程技術(shù)，有效解決了大型庫房的消防、采光、環(huán)保等問題。并綜合考慮工藝流程、設(shè)備安裝、物品運輸、生產(chǎn)管理等，形成了系統(tǒng)的高鐵維修設(shè)施工程技術(shù)，為后續(xù)工程積累設(shè)計經(jīng)驗。

　　6結(jié)論

　　成都動車段設(shè)計通過大量的數(shù)據(jù)分析，研究了全路動車組檢修設(shè)施規(guī)劃布局，解決了全路動車組檢修能力不足和不均衡的問題。成都動車段檢修設(shè)施建設(shè)規(guī)模立足于滿足西南地區(qū)動車組檢修需求，并符合全路動車組檢修設(shè)施整體規(guī)劃布局要求;運用設(shè)施則根據(jù)成都樞紐高鐵路網(wǎng)建設(shè)情況，采用“兩站一段”的方式，滿足了成都站、成都東客站開行動車組的需要。

　　從樞紐配套、工程投資等方面研究了段址選址，又因地制宜、充分滿足工藝流程需求，按照“總體規(guī)劃、分步實施”的思路，完成了總圖布局，適應(yīng)了樞紐工程分期建設(shè)的順利推進。采用先進性、完整性、系統(tǒng)性等思路開展工程設(shè)計，在工程各項點都有了不同程度的突破和創(chuàng)新，保證了優(yōu)質(zhì)的工程質(zhì)量。成都動車段工程的建設(shè)經(jīng)驗，將有助于推進我國高速鐵路動車段工程技術(shù)的進一步發(fā)展。

　　作者：向航鷹 單位：中鐵二院工程集團有限責任公司

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