既有线提速扩能改造方法研究

既有线提速扩能改造方法研究

宋海勇

中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

摘要：研究目的：本文从既有线提速扩能改造的原因分析，分为提速和扩能两方面进行论述，对既有线提速扩能改造的内容及方法进行较系统的总结。研究结论：随着社会经济和科技的发展，时间价值随效率的提高而增加，立体交通和综合交通的理念趋于成熟，铁路运输相对于其他运输方式具有全天候、运输能力大、运输成本低和节约能源的特点，所以发展铁路运输成为地方交通规划的重要组成部分。随着客货运输需求的不断增长，既有线运输能力不能满足实际需求时，则需要考虑对既有线进行提速扩能改造。本文从提速和扩能改造两方面论述，而既有线提速又分为既有线维修整治和既有线提速两部分；扩能改造方式则从增开车站、延长到发线、增建二线以及电气化改造及信联闭设备的改造升级等进行论述；既有线提速扩能改造是解决运输需求和供给的矛盾而实施的工程，从运输效率和运输能力两个方面对既有线进行改善，根据实际情况从工程可行性、投资经济性、系统协调性和技术先进性等角度综合确定合理的实施方案。

关键词：既有线；提速；扩能改造；增建二线；

引言

随着社会经济和科技的发展，人们对客货运输的速度要求越来越高，立体交通和综合交通的理念趋于成熟，由于铁路运输相对其他运输方式具有全天候、运输能力大、运输成本低和节约能源等特点，所以发展铁路运输成为地方交通规划的重要组成部分。为适应不断增长的客货运输需求和提高铁路运输与其他运输方式的竞争力，需要对既有线进行提速扩能改造以适应客货运输发展的要求。

本文将从既有线提速和扩能两方面分析，从既有线线路维修整治的原因和措施入手，探讨提速和扩能两方面的内容，维修整治是提速的前提和保障，而提速和扩能是提高运输能力和竞争力的有效手段。

一、既有线提速

1.既有线维修整治

1.1既有线维修整治的原因分析

既有铁路线经过长时间的运营，由于养护措施不当或不及时，造成线路轨距、高低、水平的变化，部分地段缓和曲线长度与超高变形较大，不仅限制了行车速度，造成轨道结构的损坏，还影响行车的安全性；另外由于雨水侵蚀或排水不畅在荷载作用下容易造成路基轨道结构病害的发生，如边坡垮塌、翻浆冒泥、道床板结等。铁路养护维修部门会针对辖区路段特点按年度制定小中大修及巡检计划，以确保运输安全。但作为工矿企业使用管辖的专用铁路，因缺少日常必要的维护，线路状况一般较差，为确保运输能力则需要对既有线进行阶段性的综合维修。

为提高行车速度与安全性，提升运能及运输效率，有效解决既有线路病害问题，需要配合线下基础改造对线路运行的平纵面条件进行优化设计，以提高线路的平顺性。主要措施为线路方向的拨移及线路高程的抬落，桥梁隧道地段的维修加固、路基挖除换填及加固、道砟清筛更换等。

1.2既有线维修整治的措施分析

既有线维修整治一般是在运营状况下进行，因此既有线调查和整治工作均应制定严格明确的安全技术方案及措施。针对既有线钢轨、轨枕、扣件的损坏情况，制定更换计划表；通过对道砟污染率、破坏情况，制定清筛、更换地段表。针对线路轨距、高低、水平、轨向、扭曲变化较大的问题，主要从线形优化和坡度优化的角度予以纠正。

对既有铁路线路轨向变形地段进行左右拨移实现线路方向的平顺，直线地段进行拉直，曲线地段使用拟合曲线半径并根据速度要求加设相应缓和曲线，通过对既有铁路线路的平面线形的优化调整，实现铁路线路的平顺性，保障运营列车的设计行车速度和平稳性要求。对于既有铁路的线形的优化，应在满足设计速度及行车安全的前提下，实现拨移距离最小，以降低工程量。

既有线出现钢轨高低不平、轨距变形、钢轨伤损等情况，需要对既有铁路线路轨顶坡度进行拟合，以实现适应编组货物列车长度及行车速度的较长坡段坡度的平顺性，满足运行安全及平稳性的要求。对既有铁路纵断面坡度的优化，应在满足不同路基条件下的道床厚度的要求的前提下，实现线路抬落道的平衡，尽量减少调碴、补碴数量，降低工程量。

线下基础如路基、桥梁、隧道等地段病害的维修整治，应结合物探手段，在调查表的基础上形成措施分析成果，需要换填的地段应进行换填处理，需要加固的应采取加固措施，并应经过计算满足设计速度及荷载的要求。对于存在水害的地段应采取措施排除水患，困难条件下应采用防排水性能较好的填料换填。

随着施工维修养护的机械化，大型检测养护和施工机械设备不断应用在工程实践中，如重型轨道车、轨道检查车、超声波钢轨探伤仪、焊轨车、磨轨车、起拨道机、捣固机、道床夯实机、道碴清筛机的应用，极大的节省了人力资源，不仅提高了生产效率，也间接提高了铁路运输能力。

2.既有线提速

既有线提速的方式主要是线路平纵面条件的改善及运输组织方式的调整，主要为增大最小曲线半径和缓和曲线的长度以及限制坡度的减缓，另外信联闭设备和列控系统的升级改造及运输组织模式的调整也是提速的重要手段。

线路平面条件很大程度上制约着行车速度而最小曲线半径得大小决定着线路最大运行速度，对于双线铁路的线间距及隧道断面面积也制约着速度的提高。而既有线提速在路基、桥隧地段满足设计速度及荷载要求的前提下最重要的目标就是把最小曲线半径调整至满足行车速度要求的范围，缓和曲线长度、夹直线长度和超高为满足行车安全和舒适性的要求也应符合设计速度的要求。线路纵面调整主要从坡段长度和竖曲线半径选择上满足速度目标值的要求。

随着行车速度的提高对运营安全性的要求也随之增加，所采取的措施如设置平交道口的信号防护设施看守，超过一定速度则需要实施封闭式运营，取消平交道口改为立交方式，线路采用防护栅栏封闭防护。由于行车速度提高对基础沉降和变形的要求随之提高，通过试验检测的手段对路基桥梁隧道地段的动静荷载承载力等指标进行检验，不满足设计要求的应进行加固和更换处理。

既有线提速作为提高铁路运输竞争力的有效手段，方案的可行性取决于改建段和可利用段的长度的比例，通过改建和新建不同方案的比较，从对既有运营的干扰、投资、运输适应性等角度综合考虑，确定提速方案。随着科技的进步在不同时期对建设方案提出不同的要求，需要通过综合比较来确定经济合理、技术先进、工程可行的实施方案。

二、既有线扩能

既有线扩能改造应根据沿线的运输需求确定改造方案，应从技术先进、节约投资、建设时序合理的角度综合考虑工程可行性和可实施性。针对运输需求及投资规模，从增开车站、增加机车牵引质量、电气化改造、增建二线等方式展开讨论。

1.站场改造

当线路运输能力需求提高不大时，既有线扩能改造工程投资最省最简单的方式就是对线路的车站进行改造。

1.1增开车站

由于站间距决定着列车的运行时分，选择距离较长的车站增加越行站或会让站是提高列车对数提高运能行之有效的措施。实现整个线路站间运行时分的均衡是增开车站的目的，当然站间最小距离既要符合规范要求，又需要满足运营速度和投资经济性的要求。

1.2增加车站到发线长度

在既有站线路平纵面条件允许或以较小的投资就可以对既有车站进行改造的前提下，该方式是对既有线扩能改造方案中比较经济的选择。到发线有效长度由650m增加到1050m，运能将在原来的基础上提高一半以上。依靠提高编组列车的数量提高运输能力的案例很多，也是既有线进行扩能改造的重要方式。

1.3局部增建二线

部分区段运输量明显高于该条线路其他区段采用增加车站的方式不能满足运输需求的，宜采取局部增建二线的方式，另外采取局部增建二线的方式不仅可以提高区段运输能力，对运营速度的提高也较为有利，从而间接实现扩能的目标。该方式在港口、区段站、枢纽进出段采用较多，也是较为常用的一种方式。

2.线路改造

当线路运输能力需求提高较大时，采用单线铁路已远远不能满足其要求时，就必须考虑增建二线、新建双线以及按照建设时序考虑新建较高标准的双线并对既有线提速扩能改造。

2.1增建二线

该方式可分为新建单线双单线运营的模式以及结合既有线改造增建二线的双线运营模式。新建单线减少了对既有线运营的干扰，工程比较简单，该方式虽然一定程度上满足了区域客货运输需求，但由于既有线一般速度较低，改造后仍存在速度不能满足实际需求的情况，且占地较大，存在用地不合理的情况，一般在特殊情况下局部地段选用该方式。而结合既有线改造增建二线的方式运输能力增加较大，占地和工程投资均较小，是既有线改造经常采用的方式。

2.2新建双线

当既有线速度较低，改造工程投资较大或可利用段落较少时，一般考虑新建双线的模式。该方式的优点在于减少了对既有线运营的干扰，由于既有线分流了部分客货运量，有利于新建线运行速度和运输能力的提高。该方案在运输需求较大时相对于增建二线有较大优势，也是既有线扩能改造的重要形式。

2.3既有线增建二线与新建高标准双线

在路网中起重要作用的干线铁路，若客货运输需求都较大，一般需要采取客货分线运输的模式新建高速客运专线，并根据运输需求增建二线形成四线模式。该方式建设方式简单，运营提速扩能效果明显、运输效率高，是大城市之间修建铁路运输系统经常考虑的建设模式。

3.信联闭设备改造及运输组织方式调整

信联闭设备改造和运输组织模式调整对既有线运营干扰较小，但可以明显增加列车对数及提高列车速度从而提高运输效率。如闭塞类型的改变，由半自动闭塞改为自动站间闭塞、自动闭塞；结合电气化及列控系统的升级改造，对行车组织及列车追踪间隔时间的调整，防灾监控系统、综合维修系统、调度系统的信息化、网络化，都是增加运输能力的重要措施。

三、总结

既有线提速扩能改造是路网完善升级、满足地方客货运输需求、提升铁路服务水平的举措。既有线维修整治是保障速度的前提，而提速和扩能是提升铁路运输竞争力的有效手段。选择经济合理、技术先进、工程可行的运营实施模式，选择对既有线运营干扰小、安全可靠的建设方案，并充分考虑线上、线下工程投资经济性、系统协调性等原则综合确定既有线提速扩能改造实施方案。

参考文献：

[1].既有线提速技术条件（试行），铁科技【2002】76号

[2].浅谈既有线扩能提速改造建设方案，周世林.铁道工程第10期.2010.10

作者简介：

宋海勇：男；工程师；1979-9-1；籍贯：河北衡水；专业方向：线路工程