漢巴南鐵路蘭渝聯絡線電分相設置方案研究

喬響路

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司 北京 102600)

1 引言

隨著我國鐵路網快速發展，出現多條線路引入同一個車站的局面。受不同線路供電方案的影響，需研究聯絡線設置電分相的方案。漢中至巴中至南充鐵路南充至巴中段[1](以下簡稱“漢巴南鐵路”)引入既有蘭渝線南充北站，需在蘭渝聯絡線(以下簡稱“聯絡線”)設置電分相。但受疏解區各線立交關系、線位走向、橋梁方案、大坡道等因素的影響，電分相設置條件困難[2]，故而需要深入研究聯絡線設置電分相的可行性。

2 南充北站線路概況

南充北站現狀僅有蘭渝線引入，規劃成達萬鐵路于既有蘭渝場(普速場)西側新建高速場引入車站，在建漢巴南鐵路分別引入高、普兩個車場，同時新建存車場一處，分線別引入高、普車場，見圖1。

圖1 蘭渝聯絡線設置電分相方案

3 聯絡線設置電分相方案

3.1 供電關系

聯絡線設置電分相的目的主要是為了使各線分開供電，便于管理和養護維修。該方案蘭渝線、漢巴南鐵路均單獨供電，成達萬鐵路與存車場由成達萬鐵路新建南充北牽引變電所負責供電。配套電分相設置情況見圖1。

3.2 蘭渝聯絡線電分相

3.2.1 方案概述

(1)電分相設置的線路長度要求

?高速鐵路設計規范?(TB 10621―2014)中11.5.5條[3]規定，電分相不宜設置在變坡點，列車過分相斷電區距最近信號機不宜小于550 m[4]。

?鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)?第491條規定[5]，斷電標設置在電分相中性區段起始位置前第2根支柱上。結合接觸網桿間距不大于50 m的要求，“斷”標與電分相中性區段起始位置距離按100 m考慮。

?軌道交通客運列車斷電過分相系統相互匹配準則?(GB/T 36981―2018)8.4規定，分相區為“斷”與反向“斷”標之間的距離[6]。

根據上述參數，結合關節式電分相長度，聯絡線兩端信號機之間的距離至少為1.5 km，聯絡線最短長度約1.7 km，見圖2。

圖2 電分相距離關系

(2)限制因素

①立交關系復雜

由圖1可知，南充北站北端咽喉區有蘭渝線、南充東聯絡線、漢巴南鐵路、成達萬鐵路、存車場走行線以及G212國道等，立交關系十分復雜。

②坡度大、中間存在邊坡點

由于聯絡線長度、兩端標高以及立交凈空要求等的影響，聯絡線上行方向自南充北站出站后需先穿過成達萬鐵路，然后迅速上升，故中間有一處變坡點，且采用1處25‰的上坡(長1.02 km)，列車正常行車時，分相部分位于大坡度上。下行聯絡線需采用1處20‰的下坡(長1.08 km)，下行反向行車時，列車過分相的坡度較大。綜上，聯絡線長度短、中間有變坡點、坡度大等因素均給電分相設置帶來了較大影響[7]。

③存在低限速徑路

南充北站蘭渝場廣元端道岔分布具體情況見圖3。

圖3 蘭渝場廣元端道岔分布

圖3中道岔編號12、14和10的道岔均為12號道岔，側向限速45 km/h。南充北站(蘭渝場普速場)至田家溝線路所僅一個閉塞分區，按照鐵總運〔2019〕222號文[8]的規定，當辦理南充北經編號12/14道岔側向至田家溝線路所的進路時，該進路內降級發送UU碼，限速45 km/h。

(3)電分相設置位置

受諸多限制因素的影響，上行聯絡線可供設置電分相的位置非常有限，還需兼顧聯絡線的長度不能過長，故電分相的位置選在中性區的端點距離變坡點30 m處。下行聯絡線的電分相全部位于20‰的坡度上，雖無變坡點，但考慮到聯絡線的工程，可選位置也十分有限。

3.2.2 檢算結果

考慮各種因素及電分相設置位置，由于部分運行進路存在限速45 km/h的條件，按保守原則，以此限速進行牽引模擬檢算，結果見圖4。

圖4 牽引模擬檢算結果

由牽引模擬計算結果可知，上行聯絡線列車自車站正常啟車時自動斷電過分相的出口速度僅為5.7 km/h，存在較大運營安全隱患[9]。

經檢算，下行聯絡線雖位置選址受限，但列車正常行車可順利通過電分相(下坡)；反向行車按線路限速運行時，亦可通過電分相，但出口速度不高。

3.2.3 優化措施

綜上分析，上行聯絡線受控因素較多，且檢算結果較差，故對其提出改進措施。

(1)道岔更換為18號道岔

將上行運行徑路中的12號道岔改為18號道岔，優化側向通過條件。

由于車站大里程方向受到既有馮家寺中橋施工間距要求，道岔接入位置無法向大里程移動，故在保持蘭渝聯絡線上行線接入點不變的條件下，動走線接入18號道岔會使既有咽喉向南調整，按改造困難條件，緊密布置咽喉后，道岔約向南推移30 m，相應改建部分站臺。

兩方案工程投資估算對比情況見表1。

表1 兩方案工程投資估算對比

由表1可知，18號道岔方案較12號道岔方案增加約4 060.2萬元，且需多拆除10組道岔(其中蘭渝正線道岔5組、到發線道岔5組)，拆除2.65 km既有鋪軌(其中蘭渝正線約0.7 km)，改建部分曲線站臺，施工對既有線運營影響較大。

(2)鎖定蘭渝聯絡線上行運行徑路

蘭渝聯絡線上行方向列車斷電過分相出口速度較低的主要原因為運行徑路中存在限速，故消除運行徑路的限速點也可有效提高電分相出口速度(17.7 km/h)，即維持蘭渝聯絡線設置電分相，禁用經編號12/14＃道岔側向由南充北站(蘭渝場)至田家溝線路所的所有接發車進路。但該方案需經由運營單位(成都局集團公司)審核通過后，方可實施。

3.3 優缺點分析

(1)優點

蘭渝線(含南充北站蘭渝場)維持既有供電方式，增加供電線路長度較短，無需對既有牽引變電所進行改造；該方案可以實現各線之間獨立供電，高速、普速鐵路分開供電，避免了天窗時間不一致給養護維修時間、運輸組織方案帶來的諸多不便。

(2)缺點

受電分相布置條件的影響，蘭渝聯絡線的長度增加，工程投資增加；聯絡線方案、田家溝線路所位置的變化也同時影響了成達萬鐵路引入南充北站以及南充北站高速場的設置方案，給其帶來不利的限制條件。

4 聯絡線不設電分相方案

4.1 僅將蘭渝聯絡線電分相移至正線

4.1.1 改移方案

取消蘭渝聯絡線設置的電分相，將其移動至田家溝線路所的大里程端，見圖5。

圖5 改移后電分相設置方案

4.1.2 優缺點分析

(1)優點

該方案避免了聯絡線設置電分相帶來的一系列運輸組織問題[10]及特殊的信號系統處理措施；聯絡線的線位、田家溝線路所的站位選擇均相對自由，可有效縮短聯絡線的長度，節省工程投資。

(2)缺點

①該方案蘭渝聯絡線、田家溝線路所及漢巴南鐵路正線A(B)至C之間約3 km的新建線路需要由既有蘭渝線龍桂牽引變電所供電，其供電范圍加大；接觸網供電線需加長[11]，引至新的上網點，投資增加約70萬元。

②蘭渝線為普速鐵路，采用“V”形天窗；漢巴南鐵路為高速鐵路，采用矩形天窗。天窗形式和時間均不一致，給養護維修、運輸組織帶了較大困擾。

4.2 南充北站統一供電

(1)方案概況

通過在各線區間正線設置電分相，實現南充北站統一供電[12]。利用成達萬鐵路在南充北站附近新建的南充北牽引變電所(AT牽引變電所)，出4回AT饋線為成達萬鐵路正線供電，2回直供饋線為漢巴南鐵路供電，2回直供饋線為存車場供電，2回直供饋線分別為南充北高速場、普速場供電。

調整既有蘭渝線在南充地區供電格局，在蘭渝線南充北站廣元端區間增設一組電分相，并新建直供分區所一座。蘭渝線龍桂牽引變電所至大寶山分區所供電臂打斷為兩部分，其中龍桂牽引變電所至南充北(長度約6.58 km)維持既有供電格局，南充北至大寶山分區所方向(長度約17.11 km)改由南充北牽引變電所出2回直供饋線為其供電。電分相設置情況見圖6。

圖6 統一供電后電分相設置方案

(2)優缺點分析

①優點

南充北站統一供電，既實現了各線之間獨立供電，也避免了聯絡線設置分相給運輸組織帶來的困擾，提高了列車運營安全保證。

②缺點

該方案改建蘭渝線供電方案增加工程投資約200萬元；另外，該方案受成達萬鐵路南充北供電方案影響較大(建設時機滯后漢巴南鐵路)，且涉及對既有蘭渝線的供電方案調整較大，需經有關部門審查并獲得批復方可確定實施。

5 結束語

通過本文分析可知，聯絡線電分相設置方案不僅與工程本身有關，還與供電方案、養護維修、運輸組織方案等有較大關聯，故建議在鐵路設計過程中，需重視對聯絡線電分相設置方案研究。

另外，本文在提供聯絡線電分相研究的方法、思路以及影響因素、關鍵問題等的同時，還旨在強調其研究的復雜性，也給鐵路建設項目聯絡線方案的設計提出了新的思考，建議在關注工程的同時，也注重對站后工程運營的影響；有關各方提前開展研究，避免造成廢棄工程，甚至給運營帶來不可逆轉的困擾。