（交通运输工程专业论文）山区铁路扩能改造研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 铁路运输系统是我国交通运输系统的重要组成部分。随着我国社会经济 的迅速发展铁路固有的运输能力趋于饱和，扩能改造对我国铁路的持续发 展至关重要。论文在总结我国铁路扩能改造所取得成绩的基础上，从山区社 会经济及山区铁路的特点着手，指出了山区铁路扩能改造的流程与方法。 研究依据我国铁路的现状，在分析铁路车站与枢纽的扩能改造后，阐述 了铁路区间与区段的扩能改造，并对铁路扩能改造的基本流程进行了分析， 论证了铁路扩能改造的可行性。 在把握我国铁路扩能改造现状的基础上，从分析山区社会经济的特点和 山区铁路的基本特点出发，对山区铁路扩能改造进行了探讨，指出了山区铁 路扩能改造的基本流程，并迸行了一定的阐述。同时，在分析山区铁路扩能 改造的基本方法后，研究了山区铁路扩能改造的具体方案，并对山区铁路扩 能改造的评价进行探讨。 最后，以成昆线燕岗至攀枝花段扩能改造为例，依据扩能改造的基本目 的，结合当地国民经济与社会发展现状与趋势，分析了既有线现状，论证了 建设的必要性，提出了扩能的各选方案，并通过比选提出了的扩能改造的初 步方案。 关键词：山区铁路；扩能改造；策略 西南交通大学硕士研究生学位论文第n 页 a b s t r a c t r a i l w a yw a st h ei m p o r t a n tc o n s t i t u e n to ft r a n s p o r t a t i o ns y s t e mi n o u r c o u n t r y a st h ed e v e l o p i n go fs o c i e t ya n de c o n o m i ci nc h i n a ，t h e t r a n s i t c a p a b i l i t yo fr a i l w a yt e n d e dt oe x c e e d ，e x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t y b e c a m et h ek e yt ot h es u s t a i nd e v e l o p m e n to fc h i n ar a i l w a y b a s e do nt h e a c h i e v e m e n to fe x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t y , t h ep a p e rb e g a nw i t ht h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h e s o c i e t y a n de c o n o m yo fm o u n t a i n o u sa r e a sa n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so f r a i l w a y s i n m o u n t a i n s ，p o i n t i n g o u tt h e p r o c e s s a n d m e a s u r e m e n t so fe x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yf o rm o u n t a i n o u sr a i l w a y s b a s e do nt h es i t u a t i o no fc h i n ar a i l w a y , t h ee x p a n d i n ga n d r e b u i l d i n g c a p a b i l i t yf o rr a i l w a ys t a t i o na n dh i n g ew a sa n a l y z e d ，e l a b o r a t i n gt h ee x p a n d i n g a n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yf o rr a i l w a yd i v i s i o n a n dt h eb a s i cp r o c e s sf o rr a i l w a y e x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yw a sa n a l y z e d ，a n dp r o v e dt h ef e a s i b i l i t yo f r a i l w a ye x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t y o nt h er e s u l to fs i t u a t i o nf o rc h i n ar a i l w a ye x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n g c a p a b i l i t y , b a s i n g o nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e s o c i e t ya n de c o n o m yo f m o u n t a i n o u sa r e a sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fr a i l w a y si nm o u n t a i n s ，t h em o d e sf o r m o u n t a i n o u sr a i l w a yt oe x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yw a sd i s c u s s e d ， p o i n t i n go u tt h eb a s i cp r o c e e do fm o u n t a i n o u sr a i l w a y t o e x p a n d i n ga n d r e b u i l d i n gc a p a b i l i t y a n d t h eb a s i c s t r a t e g y f o rm o u n t a i n o u s r a i l w a y t o e x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yw a sa n a l y z e di nc o m p a n yw i t ht h er e s e a r c h o ne m b o d yp r o j e c to fe x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yf o rm o u n t a i n o u s r a i l w a y , a n dt h ea s s e s s m e n ts y s t e mf o re x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yo f m o u n t a i n o u sr a i l w a yw a sd i s c u s s e da tt h es a m et i m e f i n a l l y , t a k et h er a i l w a yd i v i s i o nf r o my a n g a n gt op a nz h i h u ao fk u n m i n g t oc h e n g d ur a i l w a ya st h ee x a m p l e b a s e do nt h eg o a lo fe x p a n d i n ga n d r e b u i l d i n gc a p a b i l i t y , t h es i t u a t i o no fe x i s t i n gr a i l w a yw a sa n a l y z e da n dt h e n e c e s s i t yo fe x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yw a si m p r o v e dc o m b i n e dw i t h t h en a t i v en a t i o n a le c o n o m ya n dt h es o c i a ld e v e l o p m e n t ，p o i n t i n go u tt h eb a c k u p o fe x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t y , a n dc a r r y i n go u tt h et e n t a t i v ep l a no f e x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t yb ye v a l u a t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 k e y w o r d r a i l w a yi nm o u n t a i n o u sa r e a ；e x p a n d i n ga n dr e b u i l d i n gc a p a b i l i t y ； s t r e t a g y 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 课题的提出及其研究意义 铁路运输系统作为我国交通运输系统的重要子系统，是承担旅客、货物 中长距离输送任务的主体，随着我国社会经济的迅速发展和经济结构的调整， 社会对铁路运输提出了更高的要求。受历史条件的限制，目前我国铁路系统 尚处于功能型阶段，仅能满足社会经济发展的最基本要求。因此，扩展我国 铁路路网能力，提升铁路网的层次成为我国铁路发展的重点，具体对策包括 新线建设和既有线扩能改造。其中，扩能改造是在我国铁路路网主骨架已形 成的条件下，提升路网层次的重要途径。 我国是多山国家，山区铁路占有较大比重。在过去的建设中，受社会经 济、技术标准、施工技术等条件的限制，山区铁路技术等级相对较低，设备 简陋，直接导致列车运行速度低，运能小，影响了整个铁路系统的市场竞争 力。 山区铁路的扩能改造是打通我国铁路发展瓶颈的关键之一，在山区铁路 的扩能改造中，如何构建适合山区的扩能改造模式? 如何制订扩能改造的可 行方案? 如何在可行方案中进行选取? 扩能改造过程中工程施工与行车组织 如何协同? 区段的改造与车站及枢纽的改造如何衔接? 如何评价山区铁路扩 能改造的绩效? 研究以上问题，对山区铁路扩能改造的有效性至关重要。 山区铁路扩能改造研究正是在这样的前提下，结合成昆线扩能改造 的实际情况，进行专项研究的一个综合性研究课题，其总体目标是：面向 山区铁路开展系统分析，探讨扩能改造的切入点，建立山区铁路扩能改造的 基本流程，实现部门与部门之间、改造与运营之间的协同；研究铁路的特 点，提出适合于山区铁路的扩能改造方案及方法，为山区铁路扩能改造提供 理论依据和基本对策；探讨山区铁路扩能改造的评价指标与标准，建立山 区铁路扩能改造的绩效评价体系。 以上目标的完成，将为山区铁路扩能改造提供思路与方法，适应主管部 门和实施单位的需要，也能为今后铁路扩能改造研究提供理论上与实践上的 参考，同时对扩能改造的安全保障研究，以及铁路新线建设方案研究也具有 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 一定的参考价值。 1 2 研究现状分析 目前，国内对铁路扩能改造的研究内容比较丰富，主要从四个方面进行： 首先，针对车站及枢纽扩能改造方案研究；其次，线路及区段扩能改造方案 研究；第三，扩能改造与运输组织的协调研究；第四，扩能改造的技术细节 研究。这些研究对扩能改造的实施有积极作用，为山区铁路扩能改造及评价 体系的研究提供了十分有益的基础。 1 2 1 车站及枢纽扩能改造方案研究 车站及枢纽扩能改造是铁路网扩能的节点环节，全国各个铁路局、设计 院、大型工矿企业对该方面的实践研究较多。 孟丽根据北同蒲线客货混跑，重载列车和普通货物列车混跑的特点，对 北同蒲线的集结技术作业站大新站的车流组织方案进行了分析，结合既有设 备概况和车站到发场作业情况，提出将大新站改造为万吨列车集结技术作业 站的方案“3 。 王智业根据大秦线重载运煤专线的定位和大秦线湖东技术站的运输组织 方案，对重载列车开行方案、牵引重量、机车连挂方式、作业流程、到发线 有效长度等进行探讨，提出湖东站采用新建重空列车到发场的改造方案”1 。 魏向东，田玉柱则针对技改后车站尚存在运能与运量的矛盾，从改进运输组 织及改造设备方面提出了众多加强通过能力的措施。“1 安晓刚以大同枢纽运营现状分析为基础，针对大同枢纽的解编系统、客 运系统和线路的能力情况，探讨了湖大联络线、口泉支线至大秦线间的联络 线，以及大同南一一湖东等多条联络线的改造方案，以确保大同枢纽与大秦 线扩能改造后的能力相协调”1 。 张经化针对徐州枢纽，尤其是徐州北站客货列车进路布局不合理、专用 线在难线衔接且无牵出线、咽喉能力紧张等问题，提出了修建旅客列车正线、 立交疏解、调整道龠配列等措施”1 。王兆山，孙永明等则具体针对徐州北编 组站在改造后存在的上行出发场无改编列车接车线不足，使部分无改编列车 接入到达场，变无调为有调，影响车辆周转问题，提出了机车走行线延长和 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 联络线上增设道俞的方案”1 。 张剑，刘向东等从分析朔黄铁路肃宁北站的设备和作业情况入手，从作 业组织和设备改造两个方面提出肃宁北站扩能改造的建议实施方案，以满足 朔黄铁路运量1 2 亿吨的需求”3 。 康学东论述了北京站扩能改造工程总体规划思路、无站台柱雨棚设计形 式、地下行包库设置位置、站台限界的调整等若干问题，并提出大型客站新 建及改造有关情况的见解”1 。 朱志武，乔延洪在分析天津铁路枢纽设备、能力现状的基础上，提出天 津铁路枢纽扩能方案，具体包括南仓西疏解工程、建设南仓一天津西双线特 大桥、提高铁路后方通道能力、加速客运专线建设、完善客运站功能、建设 京津四线等八项工程n 。 张勇针对西安枢纽扩能问题，从分析西安枢纽内影响客运能力的各项因 素入手，结合西安枢纽的改扩建及西安城市规划，提出新建第二客运站一西 安北站和辅助客运站一纺织城站，并对原西安站进行扩建，形成西安枢纽客 运系统二主一辅的方案“”。 李政华对湘桂铁路扩能引入柳州枢纽3 个线路方案从主要技术标准、与 既有铁路衔接的关系，工程数量及投资估算等方面进行比较，工程数量及投 资估算等方面进行比较，确定方案i 鹿寨进德既有线改造及增建2 0 0k m h 第二线，客站为改扩建后的既有柳州站为推荐方案“”。 张炳民在分析满洲里口岸站既有设备情况和存在问题的基础上，根据车 站近远期运量少研究推荐了准轨场改造、宽轨场改造方案和新建集装箱及货 物落地场方案“”。 何向国通过对山海关编组站所处地理位置及现有站型与能力状况分析， 依据预测的车站作业量提出了山海关编组站东延、小东延和调车模式不改的 三个改造方案，并在论述每个方案的优缺点、合理性和投资概算的基础上提 出推荐方案1 。 赵国红根据襄樊铁路枢纽在路网中的重要作用，结合襄樊北编组站能力 现状，提出襄樊北编组站的改扩建方案，包括新建上行系统二级二场、三级 三场、中轴线西移三级三场3 方案，通过方案间分析对比，推荐采用中轴线 西移三级三场扩建方案”“。 张素敏，李万通结合新乡站既有设备和作业存在的主要问题，提出了对 新乡站南运转场进行扩能改造的多个方案，按照投资省、见效快，满足侯月 线亿吨煤运通道建设要求，建议采用车站内部改造的方案“。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 彭强以重庆西站为例，小确定车站现有能力的基础上，分析影响重庆西 站现有能力的各种因素，阐明对重庆西站进行扩能改造的必然性，有针对性 地提出对重庆西站进行扩能改造的几种可行性措施，根据今后车辆量上升的 特点和多种扩能措施的比选，确立新建东到发场最为有效的扩能措施，并咽 喉通过能力、到发线通过能力和改编能力进行分析、论证，验证其方案的可 行性和所产生的综合效益“。 1 2 2 线路及区段扩能改造方案研究 线路及区段扩能改造是铁路网扩能的线路环节，同时涉及点线协调 的相关研究。与车站及枢纽扩能改造类似，全国各个铁路局、设计院、大型 工矿企业对该方面的实践研究较多。 尹刚根据成昆线运量需求和能力情况，对增设线路所、自动闭塞改造、 完善信号设备、减少旅客列车开行对数等扩能措施进行分析，提出增设线路 所、自动闭塞改造、增加机车牵引动力等具体方案“。 吕峰，袁革等针对西康线投入运营后运量剧增的情况，对扩能方案提出 了建设远期预留的会让站、繁忙区段采用计轴自动闭塞、修建西安重庆 客运专线、扩建安康枢纽等建议“。 劳政昌在分析南昆线南宁南威舍通过能力现状及影响线路通过能力 的主要因素的基础上，根据运量增长情况，提出消除区间瓶颈、加强中间站 能力、提高牵引供电能力、优化运输组织、调整乘务方式和提高货物列车牵 引重量等扩能建议”。 高崇华针对贵昆线沾昆段增建二线设计，提出了减少车站个数、改善车 站条件、加强正线轨道结构、实现全封闭等扩能改造措施”“。 张宝占，庞瑞敏根据京包铁路张家口集宁段既有运输能力，提出张 家口集宁新建第二线方案，认为该方案具有通道内客货运营长度短，缩 短旅行时问及货物在途时间，降低运营成本等优点”“。 刘艳新针对长( 春) 图( 们) 线的地理位置和在路网中的作用，分区段对线 路改造方案从车站、限坡等方面进行了设计，并对牵引类型、行车组织能也 提出了相关意见与建议“”。 卢其波通过对湘桂线永州一一凭祥段的既有线现状和通过能力的调查分 析，结合线路特点，从节省投资出发，提出了分段采用不同技术改造方案和 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 技术标准，并提出采用摆式列车作为城际交通工具“。 张海兵，韩舍秀通过对既有北同蒲铁路现状的分析，结合区域地形和扩 能要求，对宁武至原平段恒山越岭线路方案进行论述，研究了既有线增建第 二线及新线取直方案，并提出合理的扩能方案研究建议”。 张奋针对大秦线扩能改造，根据开行轴重2 5 吨的2 万吨重载列车的要求， 提出延长站线，引进电控空气制动系统，采用调度集中并对列车、机车、车 辆和货物进行实时追踪，建设秦皇岛港第5 期煤码头，改造接触网传导能力 和供电设备等建议”。 刘建光根据洛阳洛阳东站间距离短，无法设通过信号机的特点，以 修建第三线为改造思路，并提出3 个选择方案，经过对能力和工程量比较， 认为通过能力最大，工程量小的方案为推荐方案，并指出还应对洛阳站和洛 阳东站进行相应改造“。 薛幸民以朔黄线为例，通过研究既有设备概况，现阶段运营特征，近远 期客货运量预测及运输需求分析确立朔黄铁路扩能改造的必要性，充分利用 既有设施，结合追踪间隔时间和天窗影响的研究，考虑货流构成、机车车辆 性能、相邻线技术装备等因素，进行运输组织方案研究，提出了5 5 0 0 t 牵引 质量方案、6 0 0 0 t 牵引质量方案、1 0 0 0 0 t 牵引质量方案，经比选推荐6 0 0 0 t 牵引质量方案”“。 1 2 3 扩能改造与运输组织的协调研究 保证扩能改造与运输生产的平行作业是铁路扩能改造的前提之一，在铁 路扩能改造的研究中，可见扩能改造与运输组织的协调性研究。 朱崇钢，姜树合根据北京站扩能改造工程实践，指出统一指挥、周密布 置、做好协调、加强监督是解决施工与运输相互干扰问题的关键，扩能改造 应在确保安全运输的前提下进行”“。 赵忠生根据济南铁路枢纽的现状，提出结合京沪新线的修建，对济南枢 纽进行扩能改造，并指出在改造应与运输组织相协调，具体包括调整t 1 3 t 1 4 、t 1 1 t 1 2 列车径路，济南站货场外迁修建立交桥等”1 。 王新平结合朔黄铁路神池南站技术改造扩能施工，指出在运输组织、运 输与施工协调、车站作业组织等方面采取积极有效措施，对保障运输、施工 平行作业，实现扩能改造施工及运输工作同步进行具有重要意义。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 张红印针对临沂站客货运量不断上升，在分析临沂站既有到发线通过能 力及驼峰解编能力紧张各项因素的基础上，对车站改善行车组织及改造现有 设备提出了相关扩能建议，包括提高计划质量、合理编制调车作业计划、重 划调车机车作业区域、调整机车交路等”“。 王联合。李金红等通过对天津南仓站存在的能力不足问题进行分析，认 为直通场、上行调车场编尾、机车出入段线的能力紧张是关键，提出了加强 直通场接发列车组织、加强调车场线路固定使用、调整机车运用方案等加强 运输组织的措施”“。 周继宏，周毅勇等根据大秦线、大准线扩能改造施工的特点，提出建立 专职管理机构、设立施工加强人员、重点对待施工、优化施工方案等措施， 实现施工改造与运输工作的协调”。 1 2 4 扩能改造的技术细节研究 扩能改造中的具体技术细节是实现扩能改造的重要组成部分。在研究铁 路扩能改造的过程中，探讨、分析铁路扩能改造的技术细节也是研究方向之 一口 赵文彬，常军乾等根据2 0 0 4 年大秦线部分重点工程的施工，为提高施工 效率，提出开设施工大天窗，采用大型施主机械，对电气化改造施工组织方 法进行改进等措施o “，田宝红则通过分析线路平、纵断面和轨道结构的关系， 提出重载铁路存在的问题和解决措施或建议”。 谷振超，李造忠等以北京站扩能改造电力工程为例，介绍了北京站1 0k v 变配电所改造、新建地下行包库变电所的设计特征及其采用的新技术、新装 备等，并对北京站配电室扩能增容改造中自动保护装置设计存在的问题及处 理措施进行了介绍n ”w 。 综上所述，目前对铁路扩能改造的研究，基本为针对某一具体线路而进 行，虽有方案上的对比，但缺少针对山区铁路扩能改造的研究，对扩能改造 评价体系的探讨也相对薄弱。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 1 3 研究目标、内容及关键问题 1 3 1 研究目的与目标 通过对铁路扩能改造的方式方法总结，结合山区铁路的基本特点，经系 统分析，提出适合于山区铁路扩能改造的基本流程，建立相应的扩能改造方 案与措施体系，并探讨山区铁路扩能改造评价指标与标准，为铁路扩能改造 提供理论上与实践上的借鉴。研究的目的与目标见图卜1 。 建立山区铁路扩能改建流程 二i ：j 二。：二 摇 | 扩能改建的 通删梭j 总结扩能战建方法 中 站 j 舡 纽 扣 能 改 遗 线 路 i 【x 段 扩 能 改 造 1 3 2 研究内容 探i 寸适合r l i i x 铁 路的$ 能艘建疗法； 、 1 n k 铁路豹探泔【1 i | x 铁路扩 特忭分析能改建斤察 二 1 ? 社救区 线运会造段 持 始 ， + j 伪臀济运： 况 理 条 特站 分件的的 析柝 分协沁 析渊 粥 图1 - 1 研究目的与目标 探讨i t 铁路扩能政建 押价体系 探【彩玎案探讨绪敛评 比选指杯价 杯 确护综合评价杯椎 1 铁路扩能改造实践与方案分析 通过对我国铁路扩能改造实践经验的总结，提炼扩能改造方案的技术路 线，探询不同线路扩能改造的共性，总结扩能改造的方式方法体系。 扩能心造0仃午组织的m溯 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 2 分析总结山区铁路的基本特点 从系统内外两个方面对山区铁路进行特点分析。首先进行社会经济分析， 因为运输需求是基于社会经济发展的二次需求；其次对山区铁路的线路及场 站进行分析；最后对山区铁路的行车组织等运营管理进行分析。 3 建立山区铁路扩能改造基本流程 根据山区铁路的基本特点和扩能改造基本模式，探讨二者的接合点，建 立山区铁路扩能改造的基本流程，实现社会经济发展与铁路发展、部门与都 门之间、改造与运营之问的协同，为制订山区铁路扩能改造方案提供技术参 考。 4 制订山区铁路扩能改造的可行方案 依据山区铁路扩能改造的基本流程，参考扩能改造实践经验，提出适合 于山区铁路的扩能改造方案及方法，为山区铁路扩能改造提供理论依据和基 本对策。重点强调扩能改造过程中工程施工与行车组织如何协同，以及区段 改造与车站枢纽改造的衔接。 5 探讨山区铁路扩能改造评价体系 从方案比选和绩效评定两个方面建立评价体系。比选评价主要用于从可 行方案中进行选取推荐方案，绩效评价则主要用于评定山区铁路扩能改造的 绩效。评价体系由评价指标、标准与模型构成。 6 案例分析 以成昆线扩能改造为例，借鉴扩能改造现有模式与方案，分析总结山区 铁路的基本特点，结合当地国民经济与社会发展现状与趋势，运用山区铁路 扩能改造基本流程，提出成昆线扩能改造的可行方案，并运用相关评价体系 进行评价。 1 3 3 拟解决的关键问题 1 铁路扩能改造的现状分析 把握现状是开展分析、研究的基础。目前，对我国铁路扩能改造的论文 比较多，但通常都是从单一角度进行分析，在一定程度上不够全面、系统。 因此，从生产实践出发，结合科研单位的研究现状，较为全面地阐述我国铁 路扩能改造的现状，并结合扩能改造的基本属性进行分析，把握我国铁路扩 能改造的现状，作为研究的基础性关键问题。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 山区铁路综合分析与扩能改造探讨 我国是多山国家，山区铁路占4 0 ，研究通过分析山区的社会经济特性， 在总结归纳山区铁路基本特点的基础上，借鉴我国铁路扩能改造的基本对策， 提出山区铁路扩能改造的基本流程，为山区铁路的扩能改造提供相应的支持。 1 4 研究方法与技术路线 1 4 1 研究方法 铁路扩能改造涉及因素众多，难以把握扩能改造的规律性，扩能改造工 作难度大。鉴于上述特点，本研究采用系统分析方法，兼顾宏观与微观两方 面，既进行宏观规律和方法的研究，又深入具体的铁路线进行微观分析工作。 在理论研究方面，借鉴有关科研成果的合理成分，分析国内典型山区铁路的 实际状况，进行必要的抽象、推理和归纳，建立使用的模型和方法体系。在 研究工作中，尽量进行深层次的理性分析，同时采用定性与定量相结合的方 法，建立必要的模型，应用科学的分析方法，给出正确的结论，提出具有理 论意义和实践价值的山区铁路扩能的方法体系与评价体系。 1 4 2 技术路线 研究以山区铁路扩能改造为主线，形成一个以构建山区铁路扩能改造模 式为核心，总结与归纳铁路扩能改造的方式、方法和方案制订，探讨扩能改 造的综合评价，为山区铁路扩能改造提供决策依据。 具体技术路线见图卜2 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 现状调盘 与分忻 辫； 山区铁路扩能改造研究 建立扩能改 建模式 篓世芝鬟繁萼厂、案例分析 综合评价体系 登攫一竖鲨。兰移蹙 百_ f 矗韪评慵三1 藿 耋 | | ：；誊兹鬟象j ? ? 竺錾 图1 - 4 研究的技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 第2 章我国铁路扩能改造现状及基本流程分析 受社会经济发展水平、历史地理条件、社会经济结构等原因，铁路运输 是我国综合运输网的重要组成部分，是中长途大宗货物输送任务的承担者。 但随着我国社会与经济的迅速发展，铁路网的能力成为限制社会经济发展的 瓶颈之一。经过近年来的实践检验与经验总结，证实了既有线的扩能改造符 合客观需求，是增加我国铁路网能力的有效途径。 从铁路扩能改造的基本内涵出发，分析我国铁路站场与枢纽扩能改造现 状，探讨铁路区间与区段的扩能改造方式与方法，指出扩能改造是我国铁路 发展的必然要求，并总结归纳我国铁路扩能改造的基本流程，阐述了我国铁 路扩能改造所取得的成绩。 2 1 铁路场站与枢纽的扩能改造 2 1 1 铁路枢纽的扩能改造 铁路枢纽是在铁路干、支线的交汇点或终端地区，由各种铁路线路、专 业车站以及其它为运输服务的有关设备组成的总体“，是在铁路各线交会处 或与其他交通线路的连接处，以铁路车站、联络线和进出站线等技术装备构 成的铁路综合设施，其功能是使各向铁路线相互沟通，与其他运输方式顺畅 衔接。 铁路枢纽主要作业内容是组织各向列车的到发和通过、客货的集散和中 转、车辆改编以及货物承运与换装等项。铁路枢纽通常设有编组站、客运和 货运站，在各站之间以联络线联结，在枢纽范围内引入车站的进出站线路。 对铁路枢纽的扩能改造，是提高铁路路网节点能力的关键。铁路枢纽设 备众多( 图2 一1 ) ，枢纽的扩能改造的实质是协调、提高铁路枢纽设备的综合 能力。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 铁路枢纽设备 铁路线路 j 车站 1i 疏解设备li 其他设备 瓣i l 薹 工 业 企 业 专 用 线 客| | 货| | 编| | t | | 港 嘉| | 蠢| | 嚣| l 辈l i 霉站| | 站| | 站站l 站 平 喵 和 立 交 疏 解 立 交 桥 和 道 口 雾i l 萋i 1 垂ii 蓁 图2 1 铁路枢纽的设备构成 铁路枢纽是由铁路新线建设和城市及工业发展等原因逐步形成和发展起 来的。因此，枢纽所在地区的政治与经济特征、在地理的网中的位置、城市 和工业建设的要求等对它所承担的运输生产任务有着密切的关系。枢纽布置 图的类型包括三角形、十字形、顺列式、并列式、环形、混合形和尽端式铁 路枢纽等。 1 大同枢纽的扩能改造 大同枢纽由京包、北同蒲、大秦、大准线4 条干线，2 条支线，5 条联络 线和2 0 个车站共同构成的环形枢纽。 大同枢纽的扩能改造，是大秦线4 亿吨配套工程的组成部分。具体从解 编系统、客运系统、枢纽内线路通过能力入手。在解编系统环节，通过优化 编组站运输组织模式与列流组织方案保障枢纽的能力。在枢纽内线路能力加 强措施上，对能力不足的线路需增建2 线，并设置自动闭塞；对能力明显不 足的线路增建三、四线；支线上相关车站进行到发线延长；改造线路的信号 系统，缩短追踪间隔时间；新建组合列车编组作业站，解决既有编组能力饱 和的问题。“1 2 徐州枢纽的扩能改造 徐州枢纽以徐州北编组站、徐州客站为中心，共1 4 个车站、3 个线路所， 衔接东西陇海、南北津浦主要干线及2 条支线，4 条联络线，1 条小运转线。 针对部分客货列车进路布局不合理：徐州北站下行调车场与出发场间转 场平行进路少，作业干扰大，驼峰减速器设备老化、制动力不足：徐州车站 南北咽喉能力紧张：客车整备场立体整备线不足等现状，提出增建旅客列车 正线，实施立交疏解，整徐州北站下行调车场尾部道岔配列，驼峰减速器的 西南交通大学硕士研究生学位论文 第13 页 更新换型改造等措施，以适应有关线路电气化改造、旅客列车提速和货车牵 引定数提高的需要。1 3 天津枢纽的扩能改造 天津铁路枢纽位于京山线与津浦线交汇处，衔接北京、山海关、济南、 霸州、蓟县5 个方向，共有2 5 个车站，其中天津站为主要客运站；天津西为 规划中的客运专线的主要客运站；天津北、塘沽为客货运站，作为辅助客运 站；南仓为区域性编组站，三级五场站型布置：北塘西是南疆港下海煤炭直 通车作业站，规划为枢纽内的辅助编组站。 通过分析，天津枢纽的南仓站北端交叉干扰严重，咽喉能力不足，以及 南仓、天津北一南信号一天津西问区间能力不足，综合认为天津枢纽综合能 力严重不足，特别是港口后方通路能力不足。天津市实施天津港“北煤南移” 后，近期铁路后方通路能力年缺口达1 7 0 0 万吨。 根据未来发展需要，天津枢纽的扩能改造对策包括：实施南仓西疏解工 程；建设南仓一天津西双线特大桥；建设北塘西三级六场枢纽内辅助编组站； 蓟港铁路北塘西一南疆港间、天津西一李七庄间进行双线改造；加速客运专 线建设；完善客运站功能，建设客技站：建设京津四线；建设津蓟双线等。 【1 0 j 4 西安铁路枢纽的扩能改造 西安铁路枢纽为全路旅客快速运输网络中的六大客运中心之一，衔接陇 海线、包西线、西安安康线、西安南京线等8 个方向的7 铁路。枢纽内编组 站、客运站、货运站均分布在陇海线主轴上，构成编组站、客运站、货运站 顺列布置的铁路枢纽( 图2 2 ) 。 ，急一 一= 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 图2 - 2 西安铁路枢纽布置图 西安铁路枢纽存在的主要问题表现为枢纽内陇海线新丰镇一咸阳区间通 过能力紧张，西安客车整备所能力不足，西安站既有客运设备能力小能适应 客流增长的需要，新丰镇编组站不能满足新线引入和枢纽运量增长的需要。 对于扩能的具体对策，对客运系统扩能而言，考虑借助陇海客运专线的 引入，在枢纽内新建第二客运站，兼顾铁路运营和城市总体规划：对货运系 统而言，利用已开工建设的枢纽北环线，分流陇海线货物列车，解决枢纽内 陇海线通过能力问题，缓解新丰镇编组站作业压力，扩建新丰镇编组站，建 成双向大能力驼峰编组站。1 5 通辽枢纽的扩能研究 通辽枢纽位于通辽铁路分局的中心位置，衔接京通、大郑、集通、通霍、 通让五条线路，八个方向的车流出入。枢纽内的车站有通辽编组站( 北场) 、 通辽南编组站( 南场) 、通辽客站( 客场) 、货运站及中间站等。南场是中一向一 级二场场型，北场为一级一场布置。 枢纽能力存在的问题主要包括北场到发线阶段性不畅通，南场编发线能 力不足，场间联络线能力紧张等。 针对到发线能力紧张，考虑强化作业组织、深入开展工效达标、车号、 商检员合一、增加1 台辅助取送客车调车机等措施；并通过减少列车晚点停 运、增加编发线数量等措施提高编发线能力；同时优化联络线运用，缓和能 力紧张。1 2 1 2 铁路场站的扩能改造 铁路车站是铁路办理客、货运输的基地，是铁路系统的基层生产单位。 在车站上，除办理旅客和货物运输的各项作业以外，还办理和列车运行相关 的各项工作。为完成上述作业，车站上设有客货运输设备以及与列车运行有 关的各项技术设备，还配备有客运、货运、行车、装卸等方面的工作人员。 对车站的扩能改造，尤其是技术站的扩能改造，是提高铁路路网节点能力的 重要组成部分。 1 大秦线扩能站场改造 通过分析大秦线煤炭来源及去向构成，确定大秦线运输组织方案和主要 技术标准，对机车连挂方式、技术站作业、牵引质量、到发线有效长进行探 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 讨，提出集结技术作业站湖东站，采用在既有到发场外侧新增到发线方案； 疏运技术作业站柳村南站，结合秦争岛港务局血期建设，重车场按两线夹一 机走的形式布置；技术作业站茶坞站延长到发线、增设中部渡线、增设机待 线；其它车站沿线每8 0 k m 设一个站，有效长2 8 0 0 m 到发线3 1 条，远期预留 1 3 条。捌 2 满洲里口岸站扩能改造 满洲罩站是具有两种轨距的到发场、调车场横列布置，换装场、机务段 及车辆段分设在两端的混合式国境换装站，到发线能力、解编能力与仓储能 力不足，无集装箱货场，据满洲里站各设计年度的客货运量及城市规划发展 情况，设计滨洲双线自车站东端引入，准轨及宽轨正线自车站西端引出，外 包机务段、车辆段后西行出境与后贝加尔站连接。扩建设计沿既有铁路向东 两纵向发展布置。” 3 山海关编组站扩能改造 山海关站由山海关客运站和山海关编组站组成，两站纵列布置。编组站 为双向混合式一级五场站型，沈山下行正线在车站北侧外包通过，沈山上行 正线在车场中间穿过。下行系统为南、北两到发场与调车场横列布置，直通 场与北到发场纵列布置，调车场驼峰为逆向驼峰，上下行驼峰均为双推单溜 自动化驼峰。 山海关编组站存在主要问题包括下行系统到发线与调车线不能满足接 发、解编5 0 0 0 t 列车的要求，调车线数量不足；下行驼峰逆向布置，发车作 业组织不顺；上行系统的编发线数量不足。 通过车站的预测运量，对下行系统，顺向新建下行调车场，设1 8 条线， 预留6 条线，既有下行直通场加1 条线改建为下行到达场，既有下行到发场 向南加2 条线扩建为下行直通场；对上行系统，在其北侧利用上行直通场及 沈山上行线位置改建4 条出发线，既有下行南到发场向北扩建3 条线作为上 行直通场，该场和上行出发线合用共9 条线，沈山上行正线改至上行直通场 北侧通过，缓解站内作业和正线交叉状况。” 4 新乡站南运转场扩能改造 新乡车站是晋东南地区煤炭外运的主要通道，新乡站由客场、北运转场 及南运转场组成，由北向南依次呈纵向排列。其中，南运转场为一级二场横 列式配置，京广线外包南运转场，新月线和新菏线分别由车场北端和南端引 入上、下行到发场。下行到发场设到发线1 0 条( 包括正线2 条) ，上行到发场 共有到发线8 条( 包括正先) ，调车场有调车线1 6 条，调车场北端设半自动化 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 驼峰( 图2 - 3 ) 。 图2 3 新乡站南运转场区位图 新乡站南运转场存在的问题包括衔接线路区段闭塞制式不同，影响到发 线的能力；到发线数量小足，能力利用率超饱和；上、下行到发场间缺乏反 方向列车到发的灵活性；京广外包上行正线距相邻线间距小，影响股通使用 效率。 通过现状分析，提出京广外包正线不动，从车站内部改造挖潜方案为推 荐方案，具体包括将调车场1 6 道、1 道分别拨入上、下行到发场，使上、下 行到发场各增加l 条到发线；下行场北咽喉增铺渡线，使i i 道纳入下行场的 到发线使用：在上行场北咽喉铺设渡线，减少上行到发线的接发列车数；在 上行场i 道正线和2 道间修建防护栅栏，解决上行场2 道因京广线通过列车 速度高，不能接发有列检作业列车的问题。” 5 北同蒲线大新站的扩能研究扩能改造 北同蒲线( 太原北一大同) 是我国重要的运煤干线，作为大秦线的主要后 方通路，承担大秦线5 0 的煤炭集运任务。大新站为双线横列式一级三场区 段站，主要承担北同蒲线、神朔线和平朔线客货列车到发和解编作业。扩能 前存在万吨列车到发线数量少，接发万吨车能力极为紧张；万吨列车组合能 力不足，只有2 条有效长为1 7 0 0 m 的到发线中间设腰岔可以组合列车作业； 万吨列车均集中在上行场作业，上下行作业没有分开，存在交叉干扰。 根据该站的目标定位，将其改建为万吨列车集结技术作业站。将上下行 场作业及万吨列车和5 0 0 0 吨列车作业分开，取消既有3 条正线，改为上下行 外包正线各1 条。下行场设万吨列车分解线3 条，万吨列车机走线2 条，5 0 0 0 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 吨列车到发线4 条：上行场设万吨列车组合线3 条，列车机走线2 条，50 0 0 吨列车到发线5 条( 含1 条机走线) 。调车场维持既有不变。 6 德州站下行系统调车场扩能改造 德州站位于津浦、石德两线交汇处，是北京局和济南局的分界口，属北 京局管辖的客货纵列式区段站。货物列车运转部分为两正线中穿小规模的双 向二级五场，其中上行系统二级三场混合式布置；下行系统一级二场横列式 布置，股道数量到发场5 条，平面调车场4 条，调车场东侧军用线2 条，调 车场两端牵出线各1 条。上、下行系统股道有效长均为8 5 0 m 系列。 由于下行系统平面调车场调车线少，改编能力不足，导致车列占用到发 线待解时间长，到发线能力饱和，造成部分改编车列横切正线转上行系统改 编，加重了与正线的交叉干扰。 为适应津浦开行5 0 0 0t 重载列车要求，在车站的扩能改造中，对于调车 场平面，考虑新建下行直通场，将下行到发车流中7 5 的直通车流将移到新 场办理，将下行到发场1 条线及军用线1 条调整为调车线，使调车场形成6 条线规模。对于调速方案的选取，考虑充分利用既有设备、满足日解体近7 0 0 辆能力、取消人工手扳道岔及铁鞋制动的需求，选取微机可控顶、减速顶( 简 称微机可控顶) 调速系统，系统可靠性好，实现了自动控制。1 7 鹤鸪江站扩能改造 鹧鸪江站为湘桂线上三等中间站，与柳钢专用铁道接轨，主要承担柳钢 所有的原材料到达和部份产品发送，车站运量2 0 0 3 年增幅3 2 0 ；2 0 0 4 年 增幅3 7 2 ，年到达量达6 7 2 万t 。而车站设备能力则为到发线5 股，其中： 1 、2 道有效长均为5 9 0 m ，能存车3 7 辆，划为柳钢交接线；i i i 道为正线，只 用于接发列车，有效长为7 0 9m ；4 道有效长6 4 2 m ，能存车4 l 辆；5 道有效 长6 2 6 m ，能存车3 9 辆；半股货物线，有效长为2 7 3 m ，能存车1 9 辆( 图2 - 4 ) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 图2 - 4 鹧鸪江站平面示意图 由于该站股道少且有效长短，根本满足不了接发列车及柳钢存车、交接 的要求，而且缺少调车线、牵出线，调车作业要利用到发线并经常穿越正线， 作业难度大，等待时间长，车站经常出现待卸车积压，且由于到发线有效长 不足，存在压标接车，给行车安全留下隐患。 根据扩能的既定目标和现场实际情况，通过方案比选，确定的扩能改造 方案具体包括五点( 图2 5 ) 。 图2 5 鹧鸪江站扩能改造方案图 首先，延长股道。到发线整体向北延长，使有效长达8 5 0 m 以上，满足车 站接发列车的要求。其次，延长6 道，南端延长接通柳钢安全线，改为到发 线，用作柳钢交接线。第三，重建柳钢安全线。第四，南端增加渡线，原渡 线外移。6 道改到发线后，南端增加1 条渡线，原渡线须外移。第五，顺6 道向站房方向增加1 股到发线，增强车站接发列车能力，并方便柳钢车流进 出交接。 8 北京站扩能改造 北京站为北京铁路枢纽主要客运站，既有规模为6 台l l 线，该站东端与 4 个方向相连接，为尽头式车站。随着北京站旅客上车人数的不断增加，既 有车站到发线的能力己经不能满足增开旅客列车的要求。 北京站扩能考虑文物保护，站台是由6 个站台扩建到8 个站台，到发线 由1 1 条扩建至1 4 条。第8 站台南侧边线即为铁路与明城墙公园的用地分界 线，其南侧是北京文物保护用地。0 3 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 2 2 铁路区间及区段的扩能改造 区间是由分界点所划分成的线路段，是铁路线路的基本构成，若干个区 间和分界点构成区段。区间和区段的能力不仅决定铁路线路能力，也是路网 中节点能力与线路能力的协调。 1 洛阳东一洛阳区间扩能改造研究 洛阳东洛阳区i 丑j 为陇海线郑州孟源段卡脖子区间之一，站间距