哈大高速鐵路轉臨時便線接觸網過渡設計研究

張 健

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司,天津 300251)

哈大高速鐵路轉臨時便線接觸網過渡設計研究

張 健

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司,天津 300251)

以哈大高速鐵路轉臨時便線接觸網過渡設計為背景,著重論述高速鐵路轉臨時便線接觸網過渡設計中發現的新問題及處理方法。通過對多個設計方案在技術標準、對運營高速鐵路的影響、施工難度、經濟評價等方面對比分析,提出準確定位高速鐵路臨時便線標準,避免在運營高速鐵路線路兩側設置臨時便線用接觸網支柱以及靈活運用永臨結合設計原則的設計思想。

高速鐵路；接觸網；便線；過渡；設計

1 概述

接觸網過渡改造是鐵路建設的重要組成部分，國內在普速鐵路接觸網過渡轉線中積累了豐富的經驗。2013年6月30日和7月4日，哈大高速鐵路上下行分別從運營的本線安全轉至臨時便線，拉開了高速鐵路轉線過渡的序幕。以哈大高速鐵路轉線過渡設計為例，總結高速鐵路接觸網轉線過渡設計中發現的新問題及解決方法，并探索普速鐵路接觸網轉線過渡的設計原則在高速鐵路轉線中如何靈活運用。

2 哈大高速鐵路轉線過渡設計

2.1 哈大高速鐵路轉臨時便線的設計背景

哈爾濱至大連高速鐵路于2012年12月開通，設計時速為350 km，運營時速為300 km。沈陽南站工程為哈大高速鐵路DK369+400～DK373+300區間范圍新建車站，因運營哈大高速鐵路影響站場及站房施工，需建設臨時便線，將哈大高速鐵路轉至臨時便線運營。臨時便線設計時速為200 km，運營時間為1.5年；等站場、哈大高速鐵路本線施工完成后，臨時便線轉至本線運行后拆除。沈陽南站建成后，哈大高速鐵路通過沈陽南站的設計時速為300 km。

哈大高速鐵路轉線過渡設計方案按以下原則制定：(1)結合線路、站場的過渡方案設計接觸網工程的過渡方案，保證列車安全可靠運行；(2)過渡方案方便施工及運營，最大限度地縮短停電時間；(3)正式工程原則上考慮永臨結合，減少廢棄[1]。

2.2準確定位便線設計標準，充分利用便線拆除材料

臨時便線為過渡使用，因為使用時間不長，運營時速較低，一般在節省投資的原則下設計標準較低[2]。但是本次哈大高速鐵路臨時便線設計時速為200 km，運營速度已經達到高速鐵路速度標準，并且運營時間較長，臨時便線運營上的故障會導致哈大高速鐵路全線列車停運，所以簡單的作為便線處理并不恰當。本次設計時將便線的標準按與哈大高速鐵路設計標準一致來處理，保證了全線設計標準的統一性，也保證了運營的安全性并利于維護檢修及備品備件的通用[3]。

臨時便線支柱采用了H型鋼柱，沒有采用橫腹桿支柱。采用的H型鋼柱雖然成本較高，但是可以利舊使用，根據工期安排，拆除后的臨時便線支柱可用于沈陽南站城際車場，橫腹桿支柱拆除后只能廢棄。與H型鋼柱配套的腕臂底座等零部件也可以利舊使用。從全局來看，這樣不僅沒有增加投資，反而比采用橫腹桿支柱成本更小。

2.3盡量避免在運營哈大高速鐵路線路兩側設置臨時便線用接觸網支柱

(1)運營高速鐵路兩側設置支柱，支柱基礎施工困難并對運營高速鐵路存在安全隱患。原哈大高速鐵路為無砟軌道高密度路基，高速鐵路上下行兩側分別組立接觸網腕臂柱，支柱基礎為路基預留鉆孔樁基礎[4]，基礎直徑為700 mm。哈大高速鐵路兩側增加股道擴建為沈陽南站后，需采用硬橫跨布置，硬橫跨鉆孔樁基礎直徑為1 000 mm，橫跨長度小于30 m的支柱基礎埋深為5.5 m，橫跨長度在30 m以上的基礎埋深為6 m[5]。

在高速鐵路附近開挖基礎，只能利用晚上天窗時間施工，并且高速鐵路路基穩固，人工開挖很困難，在一個天窗點無法完工，一般需要4個天窗點才能完成澆筑。未完成澆筑的支柱基礎坑對運營的高速列車會造成一定的安全隱患[6]。

(2)運營高速鐵路兩側設置支柱，開挖支柱基礎容易破壞高速鐵路電纜槽。

運營哈大高速鐵路支柱基礎外側為四電綜合管溝(圖1)，四電綜合管溝外壁與腕臂支柱基礎之間的距離為150 mm。如果在哈大高速鐵路兩側設置硬橫跨支柱，硬橫跨支柱基礎緊貼電纜槽，基礎開挖時會導致四電綜合電纜槽懸空甚至破壞電纜槽[7]，進而破壞電纜槽內電纜，危及運營哈大高速鐵路安全。

綜合以上兩點，從保障運營安全和減少施工難度的角度，設計時應盡量避免在運營哈大高速鐵路兩側布置臨時便線用支柱。對于不可避免在運營高速鐵路兩側設置支柱的情況，應綜合采取措施，消除安全隱患[8]。

(1)開挖基礎防護措施：基礎開挖時設置支護板，當天開挖結束但未完成澆筑時，使用袋裝土回填基坑并壓實，保障路基穩定性。

(2)電纜槽遷改措施：在支柱基礎位置，電纜槽需做局部外繞遷改。

2.4 靈活運用永臨結合的設計原則

永臨結合是過渡設計的傳統理念，臨時便線設計與沈陽南站正式工程設計相結合，能減少轉線的過渡量，避免臨時工程的拆除，節省工程投資。但是永臨結合會使正式工程提前施工投用，將正式工程設計的考慮因素提前納入到臨時便線的設計中。采用永臨結合設計時，首先滿足沈陽南站正式工程運營的設計要求，其次要滿足哈大臨時便線運營的設計要求，還要盡量減少對正在運營哈大高速鐵路的干擾，同時要考慮沈陽南站預留工程的要求。這四者在站場這種復雜的設計情況下有時是沖突的，不可同時滿足的[9]。下面以沈陽南站最復雜的道岔區段臨時便線設計情況為例，介紹如何靈活運用永臨結合設計原則。

A區設計方案：在動車出段線和預留沈大城際線間設立1個硬橫梁支柱，在動車入段線田野側設立1個硬橫梁支柱(圖2)，硬橫梁30-31、32-33采用38 m大跨度硬橫跨跨越所有正式工程線路，這樣既可以永臨結合，同時也避免了在運營哈大線兩側設立支柱[10]。

B區和C區的橫跨如果仍然采用在動車出段線和預留沈大城際線路之間立柱的方案，則不能同時滿足臨時便線和預留沈大城際線路的側面限界要求。如果采用大跨度橫梁跨越所有正式工程和預留工程線路，橫梁長度約為55 m，跨度太大，無法實施[11]；因沈陽南站建成后哈大高速鐵路通過速度為300 km/h，所以也不能采用軟橫跨[12]。下面對以下2種可行方案進行比選。

(1)連續硬橫跨方案。永臨結合；在哈大高速鐵路上行線田野側立柱，對運營高速鐵路有干擾。

(2)連續橫跨+臨時便線單獨立柱方案(圖3)。沒有永臨結合，便線拆除后，需拆除臨時便線用腕臂柱。B區：哈大下行臨時便線腕臂柱距離哈大高速鐵路較遠，對運營高速鐵路沒有干擾。但哈大上行臨時便線腕臂柱距離哈大下行線較近，影響高速鐵路運營。正式工程實施時需在哈大高速鐵路上行線田野側組立硬橫梁支柱，此時高速鐵路已經轉至便線運營，對運營沒有干擾。C區：臨時便線腕臂柱距離哈大高速鐵路較遠，對運營高速鐵路沒有干擾。正式工程實施時需在哈大高速鐵路上行線田野側組立硬橫梁支柱，此時高速鐵路已經轉至便線運營，對運營沒有干擾。

通過以上方案比選，B區仍然采用永臨結合，在哈大高速鐵路上行田野側設立硬橫梁支柱，C區采用臨時便線兩側立柱的方案。最終道岔區臨時便線過渡設計方案如圖4所示。

按上述方案實施后，施工中減少了天窗點進入哈大高速鐵路封閉網施工基礎的工作量和對既有電纜槽的遷改，最大限度減少了對運營高速鐵路的干擾。永臨結合的設計減少了轉線前的準備工作量和轉線當天的施工難度。

3 結論

通過以上分析，對于高速鐵路轉臨時便線的過渡設計應根據便線的運營速度，盡量選取與高速鐵路一致的設計標準，來確保運營安全并方便運營維護及材料利舊。永臨結合設計時應綜合考慮各方面因素，尤其是避免在運營高速鐵路兩側設置臨時便線用支柱；如果不可避免，應采取防護措施，確保運營安全。哈大高速鐵路轉臨時便線為國內首次高速鐵路轉臨時便線，所提出設計思想對后續高速鐵路轉線設計具有指導意義。

[1] 曠楚成.既有接觸網改造設計方法探討[J].電氣化鐵道，2011(5):31-34.

[2] 黃雙勝.既有電氣化鐵路接觸網改造過渡工程施工工法[J].鐵道工程學報，2003，80(4):105-110．

[3] 中華人民共和國鐵道部.TB10621—2009高速鐵路設計規范[S].北京:中國鐵道出版社，2010.

[4] 劉峰濤.高速客運專線接觸網支柱與基礎型式[J].電氣化鐵道，2006(3):20-25.

[5] 中華人民共和國鐵道部.鐵建設[2010]241號高速鐵路電力牽引供電工程施工技術指南[S].北京:中國鐵道出版社，2010．

[6] 中華人民共和國鐵道部.鐵運[2012]280號鐵路營業線施工安全管理辦法[S].北京:中國鐵道出版社，2012．

[7] 潘光艷.客運專線路基與相關站后專業系統集成問題探討[J].鐵道標準設計，2005(3):4-6．

[8] 李和剛.接觸網過渡施工技術[J].鐵道建筑技術，2011(1):59-62.

[9] 沙海柱，李魯.鐵路大型站場既有線接觸網改造施工的特點與對策[J].鐵道標準設計，2011(12):93-96．

[10]周磊.京廣線第六次提速新雞公山南咽喉平面交叉接觸網過渡工程設計[J].鐵道標準設計，2009(5):91-93．

[11]于萬聚.高速電氣化鐵道接觸網[M].成都:西南交通大學出版社，2002．

[12]中華人民共和國鐵道部.TB10757—2010高速鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準[S].北京:中國鐵道出版社，2010．

DesignResearchforOverheadContactLineSystem’sTransitionfromHigh-speedRailwaytoTemporaryDetour

ZHANG Jian

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation, Tianjin 300251, China)

The design for overhead contact line system’s transition from the Harbin-Dalian high-speed railway to a temporary detour was taken as an example in this paper. This paper emphatically discussed how to deal with the problems that were recently found in design for overhead contact line system’s transition from high-speed railway to temporary detour. After comparative analysis on multiple design schemes from some perspectives such as technical standard, influence on high-speed railway’s operation, difficulty of construction, economic evaluation and so on, this paper proposed the following design ideas: the standard of temporary detour connecting to high-speed railway should be accurately determined so as to avoid installing temporary detour’s catenary pillars on either side of high-speed railway; and the design principle of combining temporary with permanent should be flexibly utilized.

high-speed railway; overhead contact line system; temporary detour; transition; design

2014-02-26

張 健(1982—)，男，工程師，2008年畢業于西南交通大學電力系統及其自動化專業，工學碩士，E-mail:frankzhangji@163.com。

1004-2954(2014)05-0124-04

U238； U225

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.05.029