探索鋪軌基地的平面設計
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1.1平面布置的主要原則與布置圖型的選擇
1.1.1鋪軌基地的一般特點
(1)設有生產(chǎn)區(qū)與生活配套區(qū)并自成體系。
(2)通常一端與既有線連接，一端與新線連接。
(3)性質(zhì)為施工配套設置，除了全路特定的幾大基地外，其他具有臨時性。
(4)技術(shù)標準等級比較低，基地岔線及場內(nèi)線路的平縱斷面、路基、橋涵、站場、軌道等設計可參照Ⅳ級鐵路設計標準辦理。但長鋼軌存放，設置龍門吊區(qū)域等場內(nèi)部分土建結(jié)構(gòu)技術(shù)標準要求較高。
(5)超限工程列車在坡度較大的曲線地段調(diào)車存在安全隱患。
1.1.2平面布置需要遵循的主要原則
(1)基地岔線應與既有站其他站線接軌，困難條件下可與到發(fā)線接軌，與到發(fā)線接軌時應設置安全線或有隔開進路。
(2)基地由各組成區(qū)域有機結(jié)合構(gòu)成，平面布置應由主及輔，在滿足功能需要的前提下，力求緊湊，充分利用有效面積，以節(jié)省用地。
(3)采用合理的作業(yè)流程和布置方案，減少調(diào)車和重復作業(yè)。減少進路交叉，縮短機車、材料在基地內(nèi)停留時間。
(4)選擇經(jīng)濟實用的裝卸機械，按作業(yè)流程合理劃分基地功能區(qū)及場內(nèi)道路，盡量減少作業(yè)的交叉干擾。
(5)平面設計要考慮永臨結(jié)合，盡量利用擬建線路工程。
1.1.3布置圖型的選擇
按照基地與既有車站的相對位置，可分為縱列式布置與橫列式布置2種形式，采用縱列式布置的時候，鋪軌基地可利用既有車站站線作為牽出線，當采用橫列式布置的時候，基地需新建牽出線或利用擬建正線或既有車站牽出線等作為牽出線。按照基地內(nèi)到發(fā)兼調(diào)車編組場與生產(chǎn)裝卸場的相對位置，可分為以下幾種類型。
(1)橫列貫通式生產(chǎn)裝卸場橫列貫通式生產(chǎn)裝卸場常用于作業(yè)量大，地形開闊的地段。生產(chǎn)裝卸場兩端與擬建正線及既有線或牽出線貫通，以便生產(chǎn)裝卸線直接辦理接發(fā)列車作業(yè)，減少調(diào)車轉(zhuǎn)場時間，提高作業(yè)效率。但存在基地占地大、工程量大、車站咽喉復雜等不利因素。
(2)橫列混合式生產(chǎn)裝卸場橫列混合式生產(chǎn)裝卸場適用于車站地形受限，軌料到達不均衡的基地。生產(chǎn)裝卸場橫列布置，與擬建正線及既有線或牽出線部分貫通。橫列混合式生產(chǎn)裝卸場的占用面積小，投資省，咽喉布置較簡單，但靈活性偏低。圖2橫列混合式生產(chǎn)裝卸場示意
(3)橫列盡頭式生產(chǎn)裝卸場橫列盡頭式生產(chǎn)裝卸場適用于作業(yè)量不大、軌料到發(fā)不均衡、地形條件較為困難的基地。生產(chǎn)裝卸場橫列布置，僅有一端與既有線或牽出線相連，作業(yè)效率低。但橫列盡頭式裝卸場用地省、投資小，站內(nèi)交叉少，咽喉布置簡單。圖3橫列盡頭式生產(chǎn)裝卸場示意
(4)縱列貫通式生產(chǎn)裝卸場縱列貫通式生產(chǎn)裝卸場用于軌料到發(fā)均衡、地形適宜的基地。生產(chǎn)裝卸場縱列布置且與擬建正線及到發(fā)兼調(diào)車編組場連通便于生產(chǎn)裝卸線直接發(fā)車，減少轉(zhuǎn)場時間，但縱列式布局加長了站坪。
2鋪軌基地能力計算
在基地平面設計中最重要的問題就是對基地設計能力的計算，基地設計能力由各功能區(qū)規(guī)模與股道規(guī)模聯(lián)合實現(xiàn)，在對各功能區(qū)規(guī)模進行理論最小值計算后，應結(jié)合作業(yè)流程、裝卸機械、材料類型等，確定股道規(guī)模與功能區(qū)位置和規(guī)模。
2.1功能區(qū)規(guī)模計算
根據(jù)施工工藝流程和施工工藝特點將鋪軌基地設計成主生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、輔助配套設施兩大部分，各區(qū)域之間通過道路相互連接。基地的主生產(chǎn)作業(yè)區(qū)包括軌料存放區(qū)、軌排生產(chǎn)區(qū)、軌排存放區(qū)、長軌存放區(qū)、場內(nèi)車場、機務整備線等。基地的主要輔助配套設施有裝卸運輸設備和與之配套的大型機械組裝區(qū)、機修庫、油庫、水電、生活設施、通訊設施、排水、道路等。本文將主生產(chǎn)作業(yè)區(qū)規(guī)模計算分為生產(chǎn)存放區(qū)規(guī)模與股道規(guī)模計算2部分，輔助配套設施計算為第3部分。
2.1.1生產(chǎn)存放區(qū)規(guī)模計算
生產(chǎn)存放區(qū)包括軌排生產(chǎn)區(qū)，軌料存放區(qū)(含配件存放場、軌枕存放場、鋼軌存放場)，長軌存放區(qū)，軌排存放區(qū)，道岔、岔枕及道砟存放區(qū)等區(qū)域。根據(jù)鋪架作業(yè)量、來料計劃和生產(chǎn)流程功能等計算各功能區(qū)的規(guī)模。計算出的各功能區(qū)規(guī)模為理論最小值，實際設計中與基地股道設置相結(jié)合后滿足不小于理論最小值即可。
(1)存放區(qū)存放區(qū)按存放材料品類的不同進行劃分可由下式進行計算F存=AQlαnP(1)式中F存———存放區(qū)面積，m2;Q———日鋪軌計劃，鋪軌km;α———來料不均衡系數(shù);A———計劃儲備天數(shù);n———貨位排數(shù);l———每鋪軌公里貨物數(shù)量;P———單位面積堆貨量。以鋼軌儲存區(qū)為例，若采用25m的鋼軌，Q=1.5km，α=1.2，A=8d，l=80根，P=0.24根，n=6層，則F存=800m2。
(2)生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)區(qū)按存放材料品類的不同進行劃分可由下式進行計算F生=Qlnb(2)式中F生———生產(chǎn)區(qū)面積，m2;Q———日鋪軌計劃，鋪軌km;n———單位生產(chǎn)線能力;l———單位生產(chǎn)線長度;b———單位生產(chǎn)線寬度。以軌排生產(chǎn)區(qū)為例，Q=1.5km，若采用人工釘聯(lián)，可按每班每列生產(chǎn)軌排0.125鋪軌km考慮，每天最多安排2班，取n=0.25km，生產(chǎn)25m的軌排區(qū)長度可按l=30m計算，生產(chǎn)25m的軌排區(qū)寬度可按b=5m計算，則F生=900m2。
2.1.2基地股道規(guī)模計算
(1)到發(fā)兼調(diào)車編組場到發(fā)兼調(diào)車編組場主要辦理軌料的到達和發(fā)送作業(yè)及車輛的編組作業(yè)。一般情況下設到達、發(fā)送、編組與機車走行線各1條，根據(jù)基地軌料的到達發(fā)送量及其不均衡系數(shù)通過計算后可適當減少股道數(shù)量。股道長度應根據(jù)到達發(fā)送車列最大長度確定，車列可在到發(fā)線上集結(jié)，因此調(diào)車線、編組線長度可通過技術(shù)經(jīng)濟比選后選擇整列或半列。
(2)生產(chǎn)裝卸場生產(chǎn)存放區(qū)各功能區(qū)有與之相對應的股道。股道長度由各區(qū)域規(guī)模、裝卸機械、材料類型決定。以鋼軌儲存區(qū)為例，若采用25m的鋼軌，鋼軌儲存區(qū)規(guī)模為800m2，選用17m跨度的龍門吊，則鋼軌存儲線長度為53m(800/15=53，17m跨度的龍門吊內(nèi)有效存儲長度為15m)。各類生產(chǎn)存儲線可根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)流程分別組合在一起，并以適應地形與咽喉布置緊湊為原則，選擇經(jīng)濟合理的股道數(shù)量。
(3)其他線路應根據(jù)基地運輸組織需要設置機車整備線、機車等待線、安全線等線路。
2.1.3輔助配套設施計算
在基地的主生產(chǎn)作業(yè)區(qū)主體平面布置完成后，在功能最優(yōu)與費用經(jīng)濟的原則下選用與之適應的規(guī)模和位置。
3實例分析
普通線路鋪軌基地適用于軌排拼裝的有縫線路鋪軌;無縫線路鋪軌基地中長鋼軌鋪軌基地適用于單枕法施工的線路鋪軌、軌排拼裝和長鋼軌存放鋪軌基地適用于無縫線路換鋪法施工的線路鋪軌;客運專線鋪軌基地一般沒有軌排生產(chǎn)線，取代它的是長鋼軌存放場(長鋼軌一般由焊軌基地提供、無砟軌道板鐵道標準設計RAILWAYSTANDARDDESIGN2013(07)由制板廠提供)。不同類型的鋪軌基地雖然儲存、生產(chǎn)區(qū)域和設備各有不同，但基地能力計算原理相同，故本文選用有軌排拼裝的普通線路鋪軌基地用以驗證。
3.1鋪軌基地的類型與選址
南疆線紫泥泉鋪架基地為普通鐵路普通線路含制存梁場鋪軌基地，承擔喀拉塔格隧道進口附近至庫爾勒范圍的鋪架任務。根據(jù)既有站場條件、工程特點、運輸環(huán)境和地形條件，本基地設置于既有南疆線紫泥泉車站(設計關站)站對側(cè)的沙丘荒地及草地上，基地總占地161畝，設置股道8條，鋪軌5.005km，鋪岔11組。
3.2鋪軌基地平面設計
3.2.1生產(chǎn)存放區(qū)規(guī)模計算
本基地承擔DK176+500～DK461+227.35的鋪架任務，供應總量為177.2正線km，正、站線鋪軌392.72鋪軌km，架梁703孔。根據(jù)鋪軌進度要求，基地每天生產(chǎn)軌排1.5km，由于鋪軌工期短，軌枕、鋼軌供應數(shù)量集中，考慮到軌枕生產(chǎn)廠日生產(chǎn)能力和鐵路平板扣車困難等因素，基地存放軌枕、鋼軌能力按10d時間備料較為合理;故基地存放能力設計為:存放鋼軌16km;存放軌枕30000根;存放扣件20km;存放軌排10km;存儲道岔及岔枕10組;存梁120孔。因此，將數(shù)據(jù)代入式(1)、式(2)得到該基地生產(chǎn)存放區(qū)最小規(guī)模為:鋼軌存放區(qū)890m2，軌枕存放區(qū)2400m2，扣件存放區(qū)450m2，軌排存放區(qū)3000m2，道岔及岔枕存放區(qū)2250m2，存梁存放區(qū)5500m2，軌排生產(chǎn)區(qū)900m2。
3.2.2基地股道規(guī)模計算
本基地設置股道8條。到發(fā)兼調(diào)車編組場設置機1、機2、機3條股道，為調(diào)車編組及工程列車待發(fā)線;生產(chǎn)裝卸場設機4、機5材料線2條，機6橋梁整備線1條;股道設置中機7、機8為機車檢修整備線及機車停留線。在滿足計算所得生產(chǎn)存放區(qū)規(guī)模情況下，結(jié)合生產(chǎn)作業(yè)流程、裝卸機械、材料類型，并以適應地形與咽喉布置緊湊為原則。確定機4線設6臺10t、26m跨度龍門吊、有效長為613m，含軌枕存放場150m、軌排生產(chǎn)線及鋼軌存放場150m、軌排存放場200m;機5線有效長為495m，含道岔、扣件存放區(qū)375m×11m;機6線有效長為535m，設32m跨度85t吊梁龍門吊2臺，360m×35m存梁存放區(qū)。
3.2.3布置圖型的選擇
基地與既有車站采用橫列式布置，從紫泥泉車站吐魯番端咽喉處3道延長線引出，與吐魯番端的新增二線臨時接通，將新建二線作為鋪架基地牽出線使用，以便工程列車進出基地及運輸軌料，同時在庫爾勒端與新增二線臨時接通，形成作業(yè)靈活的貫通式布置。按照基地內(nèi)到發(fā)兼調(diào)車編組場與生產(chǎn)裝卸場的相對位置，采用橫列盡頭式生產(chǎn)裝卸場。
4結(jié)論
本文在對新建鐵路鋪軌基地的類型、選址原則進行總結(jié)分析的基礎上，對基地平面設計原則、設計能力、布置圖形的選擇進行了分析，探討了組成鋪軌基地能力的功能區(qū)規(guī)模與股道規(guī)模計算的方法，最后以南疆線紫泥泉鋪架基地驗證完成鋪軌基地的平面設計，可作為鐵路鋪軌基地規(guī)劃和實施時的參考。
作者：袁婧單位：中鐵第一勘察設計院集團有限公司
