南昆線百威段基礎(chǔ)設(shè)施改造研究

陳 武

（中國鐵路南寧局集團有限公司 計統(tǒng)部，高級工程師，廣西 南寧 530029）

1 引言

南昆線鐵路江（江西村）百（百色）段增建復(fù)線已于2017年12月底建成啟用，中國鐵路南寧局集團有限公司管轄內(nèi)百（百色）威（威舍）段仍是單線鐵路，基礎(chǔ)設(shè)施較薄弱，區(qū)段長期處于高位運輸狀態(tài)，運輸能力已超飽和，亟需升級百威段鐵路基礎(chǔ)設(shè)施條件，以提升南昆線運輸能力。

2 既有設(shè)備和運輸存的在問題

2.1 設(shè)備基礎(chǔ)保障能力不足

2.1.1 工務(wù)設(shè)施設(shè)備問題 路基較為薄弱，膨脹土路基難以徹底整治，邊坡防護、排水等設(shè)施不完善；既有枕木為1997年上道的Ⅱ型混凝土枕，強度不足且擋肩開裂、掉塊、承軌槽壓潰、螺桿銹蝕，維修保養(yǎng)困難；道床石砟碎化嚴(yán)重，彈性差，道床板結(jié)，臟污、排水不良；隧道整體性差，掉塊、漏水、涌水等病害較為突出。

2.1.2 電務(wù)設(shè)施設(shè)備問題 百威段扼流變壓器、信號電源屏、450MHz 無線列調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、區(qū)間行車閉塞通道及信號聯(lián)鎖設(shè)備等電務(wù)設(shè)備均為1997 年投入運營時期設(shè)備，大多超期服役，設(shè)備老化嚴(yán)重，設(shè)備性能指標(biāo)下降，嚴(yán)重影響運輸生產(chǎn)和行車指揮的正常運行。

2.1.3 供電設(shè)施設(shè)備問題 既有設(shè)備運行多年，老化嚴(yán)重，可靠性低，隨著運量提升，部分變電設(shè)施如斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)等已無法滿足運輸需求。田林、平林、龍廣變電所供電臂達30多公里，線路坡度大導(dǎo)致系統(tǒng)電壓損失大，造成供電臂末端網(wǎng)壓低，影響電力機車正常運行。主變?nèi)萘科?，饋線過負荷跳閘頻繁（每年近60次），百萬千瓦時跳閘次數(shù)達到0.024 次，遠超0.01 次的指標(biāo)，過負荷現(xiàn)象嚴(yán)重。接觸線導(dǎo)線載流能力低，大坡段既有導(dǎo)線過載能力超標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足載流需求，部分區(qū)段曾出現(xiàn)燒線斷股現(xiàn)象。

2.1.4 路外環(huán)境復(fù)雜 百威段屬典型山區(qū)鐵路，線路地形條件復(fù)雜，途經(jīng)村莊多，線路兩側(cè)老百姓生活、生產(chǎn)對鐵路運輸干擾較大，部分區(qū)段暫未封閉或封閉失效，路外環(huán)境不確定因素多，制約或影響鐵路運輸工作的正常開展。

2.2 運輸矛盾較為突出

2.2.1 單線運輸限制輸送能力提升 百威段為單線鐵路，上行方向多為重車運行，下行方向為輕車運行，上下行運輸不均衡，運輸效能低。百色往威舍上行方向多為上坡地段，兩地相對高差1163m，上行方向為重車運輸，對既有設(shè)備損耗較大，產(chǎn)生設(shè)備病害，降低設(shè)備使用性能。

2.2.2 區(qū)段運輸能力超飽和 隨著2015 年HXD1C型機車在南昆線投入使用，百威段貨車采用雙機牽引，牽引質(zhì)量由原有的4000t提升至4500t，普超列車達5000t，處于飽和運輸（2020 年日均開行貨車30.5對，使用能力利用率達104.8%，已超使用能力運行）。段線路坡度大，存有較多Ⅱ型混凝土枕，既有供電臂過長，隨著牽引質(zhì)量提升，既有軌道設(shè)備和供電能力呈現(xiàn)不足，運輸能力矛盾凸顯，運輸能力和效率嚴(yán)重受阻。

3 基礎(chǔ)設(shè)施改造方案研究

3.1 短期改造方案研究

結(jié)合日常保養(yǎng)維修，采用大修方式恢復(fù)既有設(shè)備使用功能和性能，夯實基礎(chǔ)設(shè)施安全條件。采用技術(shù)改造方式，逐年對既有重點設(shè)備進行改造或升級，提升既有設(shè)備使用性能和既有線路運輸能力。

3.1.1 大修 2019 年投入約8920 萬元重點對南昆線K322+408～K421+500 共10km 的薄弱道床實施全斷面清篩大修，對南昆線K322+408～K421+500共53.5km的軌道薄弱地段更換新枕大修，對百威段29.2km的回流線及架空地線進行大修；2020年投入約9170萬元重點對南昆線K212+832～K421+488薄弱地段更換新枕大修，對南昆線K389及K391水害沖毀設(shè)備實施復(fù)舊大修，對南昆線百威段接觸網(wǎng)實施大修（一期）；2021年投入約1.967億元重點對南昆線K212+884～K454+981 共68km 地段進行換枕大修，對南昆線百威段進站接近軌發(fā)碼延長設(shè)備大修，對南昆線品甸及清水河?xùn)|共9站信號電纜實施大修，對南昆線百威段接觸網(wǎng)實施大修（二期）；2022年預(yù)計投入約17700萬元重點對南昆線K228+100～K484+500更換新軌大修、對南昆線百威段安龍等9站14組道岔進行更換大修，對南昆線K240+060～K312+830(喜屯—板桃)換砟及基床封閉大修，對南昆線百威段接觸網(wǎng)實施大修（三期），對南昆線百威段田林等11信號電纜進行大修，全面恢復(fù)既有設(shè)備的使用性能和使用狀態(tài)，充分保障鐵路運輸生產(chǎn)正常開展。

3.1.2 技術(shù)改造 2021-2023 年預(yù)計投入約5 億元的技術(shù)改造資金推進南昆線永樂至品甸29 站扼流變壓器改造、南昆線永樂等12 站信號電源屏改造、百色至局界區(qū)段無線列調(diào)通信系統(tǒng)補強、南昆線K236+582等9個平交道口改立交、南昆線百威段隔離開關(guān)遠動改造、南昆線牽引變電所二次防雷改造、南昆線百威段牽引供電能力改造等項目建設(shè)，改造或升級既有設(shè)備性能，穩(wěn)固提升既有線條運輸能力和效能，重點推進百威段牽引供電能力改造（項目投資19983萬元）。

3.1.3 改造難點 全段共設(shè)6 個牽引變電所，供電臂設(shè)置11區(qū)段，其中田林、平林、龍廣變電所供電臂長超30公里的達5段（鵝城-喜屯31.01km、喜屯-田林30.27km、田 林-龍 巖32.95km、龍 巖-平 林31.65km、龍廣-清水河?xùn)|34.30km），供電臂設(shè)置過長，線路坡度大導(dǎo)致系統(tǒng)電壓損失大，造成供電臂末端網(wǎng)壓偏低，影響電力機車正常運行。

3.1.4 解決方案 結(jié)合前期對百威段增建二線可行性研究方案，增設(shè)雙線時可按改造后的供電設(shè)施布局為雙線提供供電需求，新建興義、白水河、汪甸、巖龍、八渡5座牽引變電所，拆除既有龍廣、平林、田林變電所。

3.1.5 改造效果 改造后變電所設(shè)置和供電臂長度較為科學(xué)合理（改造后牽引變電所由6個變?yōu)?個，供電臂區(qū)段設(shè)置由11段變?yōu)?5段，供電臂長度最大為下塘-汪甸28.8km），供電能力得到全面提升，既滿足初期運輸需求，又能滿足增建二線后的供電需求，牽引變電所改造前后對比如表1。

表1 牽引變電所改造前后對比

3.1.6 建設(shè)方式 按廣西、貴州管界、建設(shè)協(xié)調(diào)難易程度及建設(shè)資金籌措情況，分步分年度建設(shè)。一期建設(shè)新建興義、白水河變電所，同步改造冊亨變電所，拆除既有龍廣變電所；二期建設(shè)新建汪甸、巖龍、八渡變電所，拆除既有平林、田林變電所。

3.2 中長期改造方案

《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（發(fā)改基礎(chǔ)〔2016〕1536號）將南昆鐵路擴能列入國家中長期規(guī)劃（規(guī)劃期為2016-2025年，遠期展望到2030年）普速鐵路網(wǎng)珠三角至西南通道。2014 年11 月完成項目預(yù)可行性研究設(shè)計，2017 年2 月完成項目可行性研究設(shè)計（初稿），2019 年9 月完成修編預(yù)可行性研究設(shè)計，待國鐵集團組織開展項目前期研究，擇機啟動項目建設(shè)。增建二線后，單線變?yōu)殡p線，百威段運輸能力和運輸效率將得到極大提升。以2019 年的貨運密度為例，單線運行上行最大貨流密度1404 萬噸，下行最大貨流密度為3145 萬噸。單線改雙線后，近期（2035年）上行最大貨流密度可達3727萬噸，下行最大貨流密度可達5524萬噸；遠期（2045年）上行最大貨流密度可達4579 萬噸，下行最大貨流密度可達6766萬噸，區(qū)段線位貨流數(shù)據(jù)說明貨運空間提升明顯，運輸能力潛能較大。

4 結(jié)論

自改造方案提出以來，大修、技術(shù)改造及資金的大力投入，既有工務(wù)、電務(wù)、供電設(shè)備得到改善和提升，設(shè)備基礎(chǔ)條件得到夯實，為南昆線暢通運輸提供穩(wěn)定保障，全面提升了南昆線運輸能力。