普速鐵路站場遷移施工技術研究

魯 勇 中國鐵路上海局集團有限公司南京鐵路樞紐工程建設指揮部

近年來，隨著邳州當地經濟的高速發展，邳州港的貨運運輸能力不能滿足要求，邳州市決定對位于隴海鐵路南側的邳州港區進行搬遷，搬遷至隴海鐵路北側運河之濱，新建邳州港鐵路專用線接入隴海鐵路碾莊站。碾莊站位于隴海線K167+921處，目前只有兩股正線、兩股到發線，不能滿足貨運量增大后列車接發需求，需要擴大碾莊站站場規模，由于碾莊站處于碾莊鎮中心位置，對既有車站改造必然會形成大規模拆遷，經過經濟比選，最終選擇將碾莊站搬遷，向東搬遷約4km，里程為K163+900，位于邳州與碾莊區間，在正線兩側新增到發線6股，鐵路專用線從新建碾莊站東端咽喉區接軌引出。

圖1 新碾莊站總平面示意圖

碾莊站站場遷移施工范圍廣，涉及隴海線邳州～碾莊及碾莊～大許家兩個區間，影響炮車、邳州、碾莊及大許家站四站的信號設備，營業線施工內容較多，主要為新站范圍內區間正線整治、既有碾莊站道岔及站線拆除，新建碾莊站道岔插鋪，同步進行鐵路“四電”改造，施工難度大，重點是還要保證鐵路的正常運輸，合理組織施工將是該工程的重中之重。新站場范圍內正線幾何狀態不良，完全達不到站內正線的技術標準，因此在站場遷移前必須要將線路狀態調整達標，這必然是本次施工技術上攻克的難點。新碾莊站總平面示意圖見圖1。

1 新站場范圍內正線現狀

隴海線經過多年來的運營及維修，尤其是每年的集中修作業，使軌道的幾何狀態一直處于變化之中，道床厚度也遠遠超出正常的標準。設計提供的線路數據是在設計階段測量得到的，施工階段要遲于設計階段，因而必須要對線路現有狀態進行復測，測量上下行正線線間距和標高，從而準確掌握現場的實際情況，為線路幾何狀態調整做好充分的準備。經過現場復測，得到以下有關數據。上下行標高統計分析表見表1，上下行線間距統計表見表2。

表1 上下行標高統計分析表

表2 上下行線間距統計表

從以上數據可以看出，該段正線線間距均在4.07 m～4.15 m之間，成不規則變化，兩端線間距較中間小，線路標高下行較上行高，并且單股道標高成不規則走勢，位于K162+360處兩線標高差值達18 cm，并且差值從小里程向大里程方向遞減，位于K164+910處兩線標高幾乎相等。設計圖紙的既有線間距為4.1 m，設計標高數據與實測數據也不盡相等，因此只能采用實測數據作為施工的參考依據。

2 線路現狀對站場遷移的影響

2.1 線間距不滿足規范要求

根據現場測量的數據顯示，新碾莊站場范圍區間正線線間距為4.07 m～4.14 m不等，根據《鐵路技術管理規程》（鐵總科技〔2014〕172號）的相關規定，站內正線線間距為5 m,因此需要通過對新碾莊站內范圍一股正線進行撥道來實現。由于在新碾莊正線道岔插鋪后，線路撥道受道岔制約將無法進行，因此必須在站場遷移之前完成。在選擇對哪股正線撥道方面，主要從上下行線外側地形的基本情況進行分析比選，下行線外側為當地灌溉河道，新站場增設到發線已擠占半條河道，而上行線側為農田，原地面標高較高，通過經濟比選，下行外側幫填路基不但要增加河塘地段處理工作量，路基填高較高，而且要進一步擠占河道，經濟和社會效益兩個方面都不理想，上行線則更為經濟，因此選擇對上行線側進行撥道施工，撥道范圍為新碾莊站場范圍，線路里程K162+365.911～K164+904.023，共計 2.54 km。

2.2 線路高差不能滿足站場咽喉區線路坡度的要求

根據站場設計規范規定，站場咽喉區的線路坡度一般不超過1‰。站場咽喉區連接兩線的道岔連云港方向分為2#、4# 及 12#、14#，徐州方向分為 1#、3# 及 9#、11#，全部為聯動道岔，型號為60 kg-1/12號道岔（專線4249），道岔鋪設必須在平坡上，而道岔間渡線長度為17.792 m，根據設計規范，咽喉區兩線間的高差不得超過1.8 cm。由于兩端咽喉區分別位于K162+654～K163+041及K164+260～K164+605線路里程，兩線間高差平均分別為15 cm及3 cm，因此要進行線路標高調整，從實測數據看出，上行線標高較低，選擇對上行線進行抬道作業，來實現上下行標高一致，為后續道岔鋪設施工做好準備。

3 線路狀態調整的技術研究

由于新站場范圍內正線存在上述問題，必須要在站場遷移前完成線路幾何狀態調整工作。首先要分析技術上是否能夠實現，同時還要綜合考慮對鐵路運輸等相關因素。

3.1 線路撥道技術研究

撥道范圍為線路里程K162+365.911～K164+904.023，共計2.54 km，由于長距離撥道沒有相關的經驗，必須要做好充分的調查研究。經過調查，東隴海線貨車天窗點為下午14：20～16：20，共計 120 min，而客車天窗點為下午 14：00～17：30 共計210 min，因此在不影響客車的情況下，封鎖最多可申請的時間為210 min。在線路進行人工撥道后，必須使用大型養路機械對線路方向進行精確調整，同時為使道床達到密實度要求，需要大機對線路進行兩搗一穩作業，才能確保線路開通列車的正常運行，使用大型養路機械必然受到作業速度的限制，大機正常作業速度為600 m/h，由于撥道距離長，涉及相關專業多，封鎖總時間受限制，必須合理安排作業順序才能實現施工正點，各工序間實現流水作業，最大限度地利用封鎖時間，根據各道工序的時間橫道圖，大機作業時間安排1小時10 min，因此長距離撥道一次無法實現，必須要分段進行，每次撥道的長度應不超過大機最大作業長度660，才能保證封鎖的正點開通。線路幾何狀態調整施工工序橫道圖見圖2。

圖2 線路幾何狀態調整施工工序橫道圖

分段撥道必須要考慮過渡問題，由于撥道前后的線間距發生變化，必須要通過反向曲線進行順接，兩端起始點固定反向曲線半徑采用15 000 m。在撥道期間申請上行線限速慢行60 km/h，根據鐵路線路設計規范，過渡反向曲線選擇2 000 m半徑，夾直線長度選擇30 m，再根據每次撥道位置實測的線間距進行計算，計算公式如下：

R為曲線半徑；f為夾直線長；S為線間距；φ為轉向角；L為過渡反向曲線長度；T為切線長；h為線路超高。

3.2 線路抬道技術研究

線路抬道的關鍵是有充足的道砟儲備，經過現場調查，該段線路道床平均厚度約70 cm，全線抬道的平均厚度為9 cm，撥道后道床寬度的增加0.9 m，同時要考慮新鋪道床的沉降量等因素，經過計算分析需要補充3 600 t道砟，才能滿足以上各方面因素的需要。為預防新老道床的不均勻下沉問題，撥道地段預鋪新道床時，需加寬新道床寬度以滿足壓實機具作業需要，再利用天窗對新道床進行分層壓實，確保道床的密實度，道床加寬部分的道砟待線路抬道時使用。

線路抬道量最大為18 cm，位于撥道范圍的小里程端，一次抬道量過大會造成道床的不穩定，同時加大接觸網調整的工作量，并且使用大型養路機械每次抬道量正常為5 cm，因此抬道工作也必須分次進行。結合線路分段進行撥道，小里程端抬道量較大，因此封鎖施工應安排從小里程向大里程方向進行，這樣可以充分利用封鎖時間，在中間幾次撥道非大機作業時間，安排大機對撥道已完成地段進行分次抬道，直至滿足上下行標高一致的要求。分次抬道要做好線路標高的過渡，必須對線路進行順坡，根據線路設計規范，線路最大限制坡度不超過6‰，同時線路開通后限速慢行，線路坡度按照5‰控制，每次線路順坡長度為10 m。

3.3 線路幾何狀態調整施工

線路幾何狀態調整前申請封鎖計劃，采用60列老K車分三次卸砟，在上行線外側預鋪道床，道床適當加寬50 cm，由于上行線外側到發線4道已鋪設完畢，線路防護柵欄已遷移，采用壓實機具對道床進行壓實，減少撥道后線路的下沉量，剩余部分道砟堆放于道床外側留作備用。

撥道前應對線路進行應力放散，消除鋼軌溫度應力，確保撥道施工的順利進行。應力放散前應收集既有線無縫線路的技術資料，根據當地氣溫、線路狀況等情況安排應力放散工作，由于撥道地段線路較長，分兩次進行應力放散，申請封鎖施工計劃按照普通線路應力放散法進行放散。

撥道施工從小里程K162+365.911端開始，分5次進行，除第一次撥道長度400 m(含過渡曲線長度)外，其余均為600 m左右，封鎖時分組進行作業，每組配足一定數量的作業人員及工具，并配備挖掘機，線路撥移后采取大型養路機械進行兩搗一穩作業，并對線路進行抬道作業，同步對接觸網位置及標高相應進行調整，確保線路開通后滿足行車要求。每次封鎖申請時間為210 min，封鎖期間停用碾莊站至邳州站間上行線基本閉塞，點畢前電務進行聯鎖試驗。撥道封鎖期間分別于第2、3、4次對抬道量過大的小里程方向逐次進行抬道，并再次對接觸網標高進行調整，確保線路狀態調整達到新站場的相關技術標準。撥道結束后再利用兩個封鎖點對全線范圍內進行大機搗固及穩定作業，逐級對線路進行提速，直至恢復常速。

4 站場遷移施工

根據通常站場改造的施工方法，一般應先完成新碾莊站場改造，再拆除既有站場設備，但這樣勢必會在一段時間同時出現兩個碾莊站，另外新站正線道岔插鋪后無法納入聯鎖，不符合鐵路行車的相關規定。因此站場遷移必須先拆除既有碾莊站，同步開通新碾莊站，從而保持碾莊站的唯一性，此方案缺點是在啟用新車站時只能先開通正線，再進行后續到發線接入，這樣必然會形成碾莊站短時間內無法接發列車，從而形成邳州站～碾莊站～大許家站三站一區間格局，由于區間長度達37 km，一但出現突發情況，不能及時進行處理時，列車無法待避，因此該方案會對鐵路運輸會產生一定的影響。

在完成新碾莊站場范圍內正線幾何狀態調整后，各項工作準備就緒后，實施對既有碾莊站拆除施工。為確保鐵路的正常運輸，盡量縮短碾莊站不能接發列車的時間，碾莊站拆除順序按照先拆除下行正線道岔，再拆除上行正線道岔，這樣在下行正線施工過程中只對本線限速慢行，鄰線正常通行列車，待本線施工完畢恢復常速后再施工鄰線，從而大大縮短對隴海正線限速慢行時間，同時加大人力和機械設備的投入，每次拆除道岔兩組，從而大幅度減少封鎖次數，缺點是大型養路機械必須分兩次進場作業，降低大型養路機械使用效率。到發線及其余道岔申報鄰近營業線施工計劃逐步拆除。既有碾莊站拆除后，啟用新碾莊站，新站場在啟用時只有兩股正線，隨后陸續插鋪正線道岔，組織機車壓道及接觸網熱滑試驗，分步開通到發線。道岔施工期間正線限速慢行，待道岔全部插鋪完成后，對道岔進行大型養路機械搗固作業，線路逐步提速至恢復常速，最終碾莊站站場遷移施工全部完成。

5 結束語

普速鐵路站場遷移施工涉及到技術難題多，營業線施工強度大，安全風險較高，在實施過程中各參建單位要保持密切配合，經過精心組織、現場統一指揮，百余次施工封鎖全部安全正點，確保站場遷移的順利完成。碾莊站站場遷移在做好充分調查的前提下，采用人工結合大機分段完成正線長距離撥道，合理安排作業順序，充分利用封鎖時間分次對線路實施抬道作業，并有效解決撥道后新舊道床不均勻沉降，合理安排站場遷移施工順序同時兼顧鐵路運輸問題，對今后類似站場遷移施工具有一定的指導意義。