動(dòng)力工程設(shè)計(jì)規(guī)模和功能定位

　　這篇?jiǎng)恿�工程期刊投稿發(fā)表了動(dòng)力工程設(shè)計(jì)規(guī)模和功能定位，動(dòng)車段需要車組安全可靠運(yùn)行，成都動(dòng)車段工程技術(shù)創(chuàng)新，完善了工程設(shè)計(jì)，積累了動(dòng)車組檢修技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，繼承發(fā)展，為其他動(dòng)車段工程設(shè)計(jì)提供借鑒，有效實(shí)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(dòng)力工程期刊投稿,動(dòng)車段

　　成都動(dòng)車段目前是全路7個(gè)動(dòng)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(dòng)車段分為運(yùn)用設(shè)施和檢修設(shè)施。運(yùn)用設(shè)施設(shè)計(jì)檢查線16條，存車線64條;檢修設(shè)施設(shè)計(jì)有動(dòng)車組三、四、五級(jí)修，三級(jí)修8列位，四、五級(jí)修22列位，靜調(diào)線16列位。工程由2010年立項(xiàng)至今，運(yùn)用設(shè)施和三級(jí)修設(shè)施已經(jīng)建成投產(chǎn)，至2017年底剩余的運(yùn)用設(shè)施全部建設(shè)完畢，四、五級(jí)修設(shè)施正在開展可行性研究。成都動(dòng)車段從立項(xiàng)、功能定位、規(guī)模確定、段址選擇、總圖規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)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(xì)節(jié)上，都有許多突破和創(chuàng)新。

　　1立項(xiàng)與功能定位

　　根據(jù)高速鐵路的運(yùn)輸需求，成都必須要具備動(dòng)車設(shè)施。是只解決運(yùn)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(dāng)時(shí)的路網(wǎng)規(guī)劃資料已做過相對(duì)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(duì)全路路網(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算，形成成都動(dòng)車設(shè)施的合理功能定位。根據(jù)2004年1月《中長(zhǎng)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(gè)動(dòng)車段，承擔(dān)全路1200列動(dòng)車組三、四、五級(jí)修(或稱“高級(jí)修”)作業(yè)。在充分分析我國4個(gè)動(dòng)車段檢修能力的基礎(chǔ)上，對(duì)我國高速、提速網(wǎng)路開行動(dòng)車組的數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入計(jì)算，首次突破性地提出全國4個(gè)動(dòng)車段布局無法滿足全路檢修能力的需要。

　　全路動(dòng)車組的檢修能力總?cè)笨谳^大，為更好地適應(yīng)高速動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)需求，需優(yōu)化、調(diào)整原規(guī)劃的動(dòng)車段布局。經(jīng)過中國鐵路總公司組織的多次研討，一致認(rèn)為:成都動(dòng)車段的建設(shè)有利于完善全路動(dòng)車組檢修設(shè)施的布局，推進(jìn)西部地區(qū)高速客運(yùn)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(qiáng)化成都鐵路局在全國路網(wǎng)中的作用，從而進(jìn)一步促進(jìn)西部區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。成都動(dòng)車段經(jīng)過4年的創(chuàng)造性研究與探索，終于立項(xiàng)。同時(shí)，也明確了成都動(dòng)車段的功能定位為:檢修設(shè)施覆蓋成都局、昆明局，運(yùn)用設(shè)施滿足成都樞紐近、遠(yuǎn)期發(fā)展的需要的戰(zhàn)略思路。

　　2設(shè)計(jì)規(guī)模

　　成都動(dòng)車段功能定位為規(guī)模設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。但由于其屬于路網(wǎng)性的動(dòng)車段，要確定合理的建設(shè)規(guī)模，需考慮區(qū)域、時(shí)間兩個(gè)維度。根據(jù)調(diào)整后的中長(zhǎng)期路網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行測(cè)算，提出2020年全路動(dòng)車組配屬將達(dá)到1800列以上(根據(jù)鐵路總公司2016年公報(bào)，截止2016年底全路配屬動(dòng)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(dòng)車組投放量也將超過300列�？紤]到其他4個(gè)動(dòng)車段設(shè)計(jì)規(guī)模為250～400列/段，成都動(dòng)車段檢修能力按照配屬300列設(shè)計(jì)，則2020年全路7個(gè)動(dòng)車段檢修能力可達(dá)到2000列，可以較好地滿足全路動(dòng)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(dòng)車段段址。

　　3.1成都動(dòng)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(yùn)站系統(tǒng)，其中的成都站、成都東站為主要客站，承擔(dān)成都樞紐的動(dòng)車組始發(fā)終到作業(yè)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，恰逢成都東編組場(chǎng)、成都東機(jī)務(wù)段等貨運(yùn)設(shè)施外遷至成都北編組站，成都動(dòng)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(gè)動(dòng)車段承擔(dān)兩個(gè)車站始發(fā)動(dòng)車組檢修作業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)了資源共享。動(dòng)車段距離兩個(gè)車站僅有3km和7km，極好地滿足了動(dòng)車組“快速檢修、集中始發(fā)”的要求。通過2條動(dòng)走線連接成都站城際場(chǎng)，4條動(dòng)走線連接成都東站城際場(chǎng)。經(jīng)理論計(jì)算和模擬仿真，該布置可滿足2個(gè)車站高峰小時(shí)接發(fā)車作業(yè)需求。

　　3.2成都動(dòng)車段選址有效利用了鐵路用地，節(jié)約了工程投資

　　成都動(dòng)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(dòng)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(yùn)營(yíng)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(dòng)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，動(dòng)車段總平面布置是驗(yàn)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(dòng)車段的總平面布局，將是一個(gè)非常困難的課題。

　　4.1充分研究地形特點(diǎn)，合理布置總圖

　　成都動(dòng)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?jiān)O(shè)計(jì)中，配合做好了鐵路上跨的公路的框架涵;存車Ⅰ場(chǎng)布置在30路區(qū)域，存車Ⅱ場(chǎng)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(chǎng)布置在方家河區(qū)域，下澗槽需改遷至檢修庫前。成都動(dòng)車段總圖成功布置在這個(gè)區(qū)域[9]。

　　4.2運(yùn)用設(shè)施采用“兩級(jí)兩場(chǎng)”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(yùn)用設(shè)施東場(chǎng)為存車I場(chǎng)，布置了32條存車線，連接樞紐主要客站—成都東站，實(shí)現(xiàn)大容量、高密度的接發(fā)車作業(yè);西場(chǎng)布置了貫通式檢查庫和存車Ⅱ場(chǎng)�；�于成都動(dòng)車段“兩站一段”的布置特點(diǎn)，配套規(guī)劃了貫通式檢查庫，以滿足成都站、成都東站兩個(gè)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(yùn)營(yíng)成都動(dòng)車段運(yùn)用設(shè)施包括成綿樂、西成、成渝、成貴等引入工程，對(duì)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(dòng)車組的需要。另外，為滿足部分線路開通運(yùn)營(yíng)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(shí)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(xiàng)目的其他工程時(shí)也不會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)造成干擾。考慮到動(dòng)車組三級(jí)修的緊迫性和四、五級(jí)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(jí)修設(shè)施，緩減全路動(dòng)車組三級(jí)修檢修壓力，后期建設(shè)四、五級(jí)修設(shè)施，目前已經(jīng)基本完成設(shè)計(jì)工作。

　　5工程技術(shù)

　　成都動(dòng)車段在廠房組合、工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程等方面，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)方面的創(chuàng)新。

　　5.1成都動(dòng)車段廠房布局緊湊合理、整齊美觀

　　成都動(dòng)車段運(yùn)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(jì)可承擔(dān)配屬300列動(dòng)車組檢修需求。成都動(dòng)車段用地指標(biāo)在國內(nèi)居于前列。檢修庫房集中布置。靜調(diào)庫、三級(jí)修庫、轉(zhuǎn)向架庫、四、五級(jí)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(gè)八線庫，也采用并列式布置。以上庫房長(zhǎng)度均為468m，提高生產(chǎn)區(qū)的美觀性，也便于管線布置，同時(shí)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(jí)修庫與四、五級(jí)修庫之間，有效地解決了轉(zhuǎn)向架走行距離長(zhǎng)的設(shè)計(jì)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(dòng)車段優(yōu)化了工藝設(shè)計(jì)，采用現(xiàn)代化裝備，促進(jìn)了動(dòng)車組檢修技術(shù)

　　(1)創(chuàng)新檢修模式。在國內(nèi)動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架檢修設(shè)計(jì)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(diǎn)。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(bǔ)強(qiáng)”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(diǎn)靈活性相對(duì)較低的問題，在工藝流程關(guān)鍵的分流和合流節(jié)點(diǎn)，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(dān)上水、卸污、補(bǔ)洗等作業(yè)，提高了檢查庫運(yùn)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(chǎng)股道長(zhǎng)度，滿足成都東站按照C2模式接車需求;在兩場(chǎng)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(dòng)車組夜間高峰小時(shí)不均衡通行要求;生產(chǎn)庫房?jī)?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(jì)的先進(jìn)性，引領(lǐng)我國動(dòng)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(jì)算，提出單軸鏇修能力不足，無法滿足后期運(yùn)營(yíng)需求，在成都動(dòng)車段設(shè)計(jì)中首次采用雙軸鏇修模式，并按照2臺(tái)一次規(guī)劃，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)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(jì)[13]。

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

　　(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(jí)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(shí)系數(shù)不小于0.91”的要求。設(shè)計(jì)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(zhǎng)大場(chǎng)區(qū)排水問題。成都動(dòng)車段東西長(zhǎng)約3km，設(shè)計(jì)了3條橫向排水系統(tǒng)，間距約1km，有效地解決了長(zhǎng)大場(chǎng)區(qū)排水問題，同時(shí)排水涵洞的設(shè)計(jì)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(shí)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(kuò)容情況，工程設(shè)計(jì)中一次性擴(kuò)容成都東站上游變電站，一次性新建開閉所，滿足成都動(dòng)車段遠(yuǎn)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(jì)，為后續(xù)工程積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。成都動(dòng)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(dòng)窗、消防聯(lián)動(dòng)門等多項(xiàng)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(yùn)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(jì)經(jīng)驗(yàn)。

　　6結(jié)論

　　成都動(dòng)車段設(shè)計(jì)通過大量的數(shù)據(jù)分析，研究了全路動(dòng)車組檢修設(shè)施規(guī)劃布局，解決了全路動(dòng)車組檢修能力不足和不均衡的問題。成都動(dòng)車段檢修設(shè)施建設(shè)規(guī)模立足于滿足西南地區(qū)動(dòng)車組檢修需求，并符合全路動(dòng)車組檢修設(shè)施整體規(guī)劃布局要求;運(yùn)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(dòng)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(shí)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(jìn)。采用先進(jìn)性、完整性、系統(tǒng)性等思路開展工程設(shè)計(jì)，在工程各項(xiàng)點(diǎn)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(dòng)車段工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，將有助于推進(jìn)我國高速鐵路動(dòng)車段工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　作者：向航鷹 單位：中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司

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