山鋼萊蕪分公司專用鐵路編組站改造方案研究

趙振剛

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司 濟南設計院，山東 濟南 250022)

1 概述

1.1 專用鐵路編組站現狀

山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司(以下簡稱“萊鋼”)專用鐵路(萊鋼站—萊鋼編組站—新鋼站—顏莊站)位于濟南市鋼城區，由萊鋼運輸分公司負責運營管理和設備養護維修，于20 世紀70 年代隨鋼廠同步建設，接軌于磁萊鐵路(磁窯—萊蕪)萊鋼站北咽喉，設萊鋼編組站1 座。2000 年以后隨著萊鋼型鋼區建設，專用鐵路向北擴建，新增了顏莊接軌站，形成外部南、北2 個接軌站，內部南、北2 個運輸組織中心的格局。專用鐵路南部運輸組織以萊鋼編組站為中心，北部運輸組織以新鋼站為中心，主要辦理鐵礦石、焦炭、煤炭到達作業和鋼材發送作業。2019 年完成到達運量1 981 萬t，其中萊鋼編組站1 310 萬t，新鋼站671 萬t；發送鋼材75 萬t，全部由萊鋼編組站完成。萊鋼編組站通過萊鋼站接軌磁萊鐵路，既有站中心里程K3+174，主要承擔列車到發、調車、裝卸線取送車、機車出入段等作業，車站呈東西向布置，設到發兼調車線15 條，有效長209 ～ 844 m；站場西側北端設有機務段，南端設有車輛段；設貨物線4 條；一鐵區調車場、鋼材庫線在編組站西咽喉接軌；1 ～ 4 號翻車機卸車線、解凍庫線、噴煤場線、油庫線在編組站東咽喉接軌。既有萊鋼專用鐵路平面示意圖如圖1 所示。

1.2 萊鋼達產后專用鐵路編組站設計運量

根據萊鋼新舊動能轉換項目規劃，將實施鋼鐵新舊產能置換，實施完成后，萊鋼設計鋼鐵產能1 290 萬t/a。專用鐵路進行同步改造，改造主要技術標準為：正線數目為單線，設計速度40 km/h，限制坡度7.5‰，最小曲線半徑300 m，內燃牽引，機車類型HXN3B，牽引質量5 000 t，到發線有效長1 050 m，閉塞類型為采用電話聯系，按調車辦理。萊鋼達產后，專用鐵路貨物設計運量及流向圖如圖2 所示，萊鋼編組站設計運量如表1 所示[1]。

由表1 可知，萊鋼編組站設計運量為到達量2 173 萬t/a，發送量450 萬t/a，分別占萊鋼專用鐵路總到達量、總發送量的67.1%和64.3%。萊鋼編組站將繼續承擔專用鐵路南部運輸組織中心的功能，日均辦理5 000 t 貨物列車到發數量為19 對/d，卸車列數為18 列/d，裝車列數為5 列/d，在擬建的礦石、煤炭卸車場和鋼材庫線辦理。

圖1 既有萊鋼專用鐵路平面示意圖Fig.1 Schematic Plan of existing dedicated railway of Laiwu branch

圖2 專用鐵路貨物設計運量及流向圖Fig.2 Designed capacity and traffic directions of cargo bydedicated railway

表1 萊鋼編組站設計運量 萬t/aTab.1 Designed traffic volume of dedicated railway of Laiwu branch

1.3 萊鋼編組站主要問題

萊鋼編組站自20 世紀70 年代建成后經多次改擴建和設備升級，但站場總體布局未發生大的變化。因建成時間較長，隨著鐵路技術和設備的不斷發展，既有萊鋼編組站已嚴重制約運量進一步增長，不能適應新舊動能轉換要求。存在的主要問題如下。

（1）無貫通正線導致列車速度慢。編組站兩側咽喉區正線未貫通，列車通過作業均經道岔側向辦理，限制了通過列車的速度，存在著較大的安全隱患，同時增加了道岔養護維修工作量。

（2）到發線、裝卸線有效長不足導致停車與卸車困難。既有編組站到發線條數雖有15 條，但線路平均有效長僅509 m，遠低于磁萊鐵路的1 050 m 到發線有效長標準。因到發線有效長不足，經萊鋼站到發的5 000 t 貨物列車需要在編組站頻繁進行解體和編組作業，增加了到發線占用時間，延長了車站停時，降低了作業效率[2-3]，造成能源、資源的浪費。車站現設有翻車機4 處，裝卸線有效長296 ～ 420 m，均不能滿足5 000 t 貨物列車整列裝卸要求，卸車作業需將車列多次解體，卸后空車牽出后再多次編組，降低了作業效率。

（3）站坪坡度超限存在停車安全隱患。既有到發線有效長范圍內站坪坡度1.6‰ ～ 2.7‰，不符合《鐵路車站及樞紐設計規范》第3.3.2 條“到發場宜設在平道上，困難條件下可設在不大于1‰坡道上”的要求，增加了車站作業人員防溜工作量，存在一定的安全隱患[4]。

2 專用鐵路編組站改造方案

2.1 改造目標及控制因素

（1）改造目標。根據新舊動能轉換項目總體規劃和內部運輸要求，結合地形、征地拆遷等建設條件，研究確定萊鋼編組站改造目標如下：①正線貫通，至萊鋼站方向預留增建二線條件；為滿足內部運輸要求，萊鋼編組站至鋼鐵站新建聯絡線2 條。②為滿足車列到發和內部運輸要求，萊鋼編組站到發線數目維持15 條不變，到發線有效長標準與磁萊鐵路統一，采用1 050 m。困難條件下，不應小于1 000 m。新設牽出線，有效長不小于550 m。③新設的礦石、煤炭卸車區具備整列裝卸條件。根據新舊動能轉換項目規劃，配合高爐改造，在編組站以東、新設置的聯絡線南側指定位置設礦石、煤炭卸車區。設雙車翻車機4 臺，配套設置卸車線束2 束(2 重2 空1 走行)，共10 條線。有效長標準1 050 m，困難條件下，不應小于1 000 m。設解凍庫線4 條，落地庫線1 條。④對站場縱斷面坡度進行軟化改造，編組站到發線有效長范圍內坡度不大于1‰，咽喉區坡度不大于5.5‰ (限制坡度7.5‰減2‰)，裝卸線有效長范圍內坡度采用平坡。

（2）控制因素。改造方案研究的控制因素如下：①編組站西咽喉上跨橋。在編組站西咽喉K2+353.77處，設有1 ～ 30 m 道路上跨鐵路橋梁1 座。該橋建于2008 年，使用狀態良好，建設單位要求本次改造不影響該橋。經現場調查，橋下既有鐵路中心至橋臺邊緣距離6.55 m，線路可利用的撥移空間較小，控制線路平面改造方案。②西咽喉曲線。專用鐵路正線在既有西咽喉外方為曲線，曲線半徑300 m，緩和曲線長度30 m，緩直點距離最外方道岔岔心87.702 m。曲線兩側為既有貨運設施和深路塹，撥移改造空間較小，控制線路平面改造方案。③新設礦石、煤炭卸車區位置、標高。在編組站東側新設礦石、煤炭卸車區，位置由鋼廠總圖專業確定。受北側既有市政道路控制，卸車區位置不具備大幅調整的條件，控制站場平面改造方案。經測量，卸車區重車線警沖標至編組站西咽喉曲線間距離約2 800 m，編組站改造及新設卸車區需要在2 800 m 范圍內布置完成，包括2 個咽喉區，編組站到發線有效長1 050 m，卸車線有效長1 050 m，2 個咽喉區總長需壓縮至700 m以內。同時卸車區位于路塹地段，根據鋼廠總圖專業要求，應盡量抬高裝卸線標高，減少卸車區挖方高度，控制縱斷面改造方案。④編組站東部上跨既有城市道路雙泉路，位于路塹地段。應盡量抬高線路標高，控制縱斷面改造方案。

2.2 改造方案

萊鋼編組站改造方案主要從正線平面改造、站場平面改造、縱斷面改造3 個方面進行研究。

2.2.1 正線平面改造方案

（1）維持既有編組站直線方向不變，因I—8 道向西延長后與西咽喉外方正線曲線距離最短，因而選擇I—8 道作為站內正線，與西咽喉既有正線貫通連接。改造后，西咽喉上跨橋下新設正線至橋臺4.76 m，不需對既有上跨橋進行改造。考慮至萊鋼站既有正線南側建筑物較多，至萊鋼站預留二線設于既有正線左側。

（2）東咽喉礦石、煤炭卸車場西側設置至鋼鐵站聯絡線2 條。至鋼鐵站聯絡線右線與卸車區最西側線路線間距31.5 m，聯絡線間線間距5 m。

（3）考慮編組站東咽喉設置需要，跨雙泉路處直線邊設置為與既有鐵路平行，線間距采用33 m，直線長度約440 m。

按照上述改造，可以實現正線東西向貫通，并布置了咽喉區設置條件。萊鋼編組站正線平面改造方案示意圖如圖3 所示。

2.2.2 站場平面改造方案

（1）到發線功能分組。根據建設單位要求，到發線條數維持既有15 條。西咽喉均與正線貫通，東咽喉如全部連通礦石、煤炭卸車場，則咽喉區長度較長，影響到發線有效長[5-6]。考慮到發線條數較多，選擇部分連通卸車線方案。結合正線位置、作業能力，對編組站到發線進行分組如下：①考慮卸車區直進直出需要，正線及南側的1 道至IX 道共9 條到發線，以承擔礦石、煤炭卸車區車列到發作業為主，以承擔鋼鐵站方向車列到發作業為輔，連通礦石、煤炭卸車區及鋼鐵站方向。②正線北側10 道至15 道共6 條到發線，不承擔礦石、煤炭卸車區作業，以承擔鋼鐵站方向車列到發作業為主，調車、存車作業為輔，僅連通鋼鐵站方向。③為提高運輸靈活性，全部到發線設置為雙進路，均連通萊鋼站和鋼鐵站方向。

（2）東咽喉平行進路設置。東咽喉承擔著礦石、煤炭卸車區車列到發、至鋼鐵站聯絡線車列到發、牽出線調車等作業。為滿足通過能力要求，提高運輸組織效率[7-9]，平行進路布置為以下5 個：①礦石車列到(發)作業進路；②煤炭車列到(發)作業進路；③聯絡線到達作業進路；④聯絡線發送作業進路；⑤牽出線調車作業進路。

（3）道岔選擇。道岔型號與既有保持一致，采用9 號道岔。受站坪長度控制，采用組合道岔以縮短咽喉區長度。東西咽喉共設置一渡兩交組合道岔1 組、一渡三交組合道岔1 組、交分道岔3 組；礦石、煤炭卸車場采用對稱道岔2 組。正線、到發線道岔均采用60 kg/m 軌混凝土岔枕道岔，減少養護維修工作量。

改造后編組站15 條到發線有效長1 021 ～ 1 159 m，平均1 077 m；礦石、煤炭裝卸線有效長1 031 ～1 069 m，平均1 050 m，均達到了改造目標。

萊鋼編組站站場平面改造方案示意圖如圖4 所示。

圖3 萊鋼編組站正線平面改造方案示意圖Fig.3 Schematic diagram of main line plane reconstruction scheme of marshalling station of Laiwu branch

2.2.3 縱斷面改造方案

編組站東端上跨既有城市道路雙泉路，為減少雙泉路下挖改造工作量，盡量抬高站場縱斷面。編組站西咽喉區坡度根據《鐵路線路設計規范》，采用限制坡度7.5‰減2‰，即5.5‰，編組站到發線有效長范圍內坡度按困難條件采用1‰。為減少裝卸場翻車機處挖方高度，東咽喉區坡度采用5‰，礦石、煤炭卸車場卸車線坡度設計為平坡。站場縱斷面呈“西抬東落”的特點，西咽喉最大抬道高度0.64 m，東咽喉最大落道量0.8 m，翻車機處挖方深度約20 m。設計坡度如圖4 中坡度標所示，均達到了改造目標。

圖4 萊鋼編組站站場平面改造方案示意圖Fig.4 Schematic diagram of station plane reconstruction scheme of marshalling station of Laiwu branch

2.3 方案總結

上述方案較好地解決了萊鋼編組站目前運輸生產中存在的問題，達到了預定的改造目標。主要經驗如下。

（1）既有站場改造，線位應充分利用既有線，或以既有線為基準平行布置。例如，編組站正線選擇充分利用既有線、東咽喉正線與既有線平行布置，聯絡線與礦石、煤炭裝卸線平行布置，可以充分利用既有土地和地形，避免大拆大改。

（2）站坪長度受限時，可以對到發線進行功能分組，在滿足使用要求的前提下，減少不必要的進路設置，以縮短咽喉區長度。例如，改造方案中，在1 道至IX 道可以滿足礦石、煤炭卸車場到發能力的情況下，10 道至15 道可不連通卸車場。

（3）為提高運輸組織的靈活性，應對咽喉區功能進行分析，設置足夠的平行進路。

（4）站坪長度受限時，為縮短咽喉區長度，可以靈活采用交叉渡線與交分道岔組合的多種組合道岔類型，貨物線可以采用對稱道岔。

3 結束語

萊鋼編組站是萊鋼重要的鐵路運輸基礎設施，是萊鋼專用鐵路運輸組織的中心。對萊鋼編組站進行改造，不僅能解決既有站場在運輸生產中存在的問題，而且能為鋼鐵產能新舊動能轉換提供運輸支持。萊鋼編組站改造后，實現了正線貫通、整列到發、整列卸車、到發線坡度1‰、卸車線為平坡等目標，運輸能力、效率和安全性將得到全面提升，對貫徹國家“公轉鐵”政策措施，促進企業實現新舊動能轉換，提高經濟和社會效益具有重要的意義。