保定机务段迁建方案优化研究

董 杉

(中铁工程设计咨询集团有限公司机械动力设计研究院，北京 100055)

1 概述

既有保定机务段隶属于北京丰台机务段，地处河北省保定市境内，其段址位于保定火车站西侧，北靠西大园街，南依一亩泉河。

保定区域现有职工2 132人，担负着北京至郑州间全部货运列车乘务员换乘及部分调车小运转运输任务，共有机车乘务员近1 000名，除此之外该车间还担负着配属的内燃机车的整备及小辅修任务、电机大修任务。

既有保定机务段规模［1］:设三角线1处(兼做机车出入段线)，其整备能力为内燃整备2台位、电力整备1台位，设有6线小辅修库、电机大修库、轨道车大修库各1座。设有运转、整备、检修设备及相应的生产办公房屋。占地92 238 m2，建筑面积37 196 m2。

2009年保定火车站开始站房改造工作，包括新建西站房、高架候车室和既有东站房的改造。截止2011年底保定站房改造工程已开工建设并稳步进行，该工程需占用既有机务段用地，故根据北京铁路局、保定市政府指示精神，既有机务段需整体搬迁，异地还建。

2 方案研究

2.1 迁建的必要性及功能定位

2.1.1 迁建的必要性

迁建后的保定机务段新址位于保定南站，距离保定站2.992 km。与保定地区相邻的丰台机务段、石家庄机务段分别距离保定136、131 km;如保定机务段不实施迁建，则保定区域内24台内燃调机的日常整备工作需要由邻近的2个机务段承担，这将增加单机走行数量，并占用京广线区间通过能力，机车运用效率低，增加能源消耗。除此之外，考虑到丰台机务段小辅修能力饱和，以及运输效率、运用成本等问题，故需在保定区域设立调小机车的小辅修设施，担负24台内燃机车的检修工作;以及朔黄线SS4电力机车小辅修、京广线和谐型电力机车的临修工作。原保定机务段电机修理厂还是北京铁路局机车牵引电机唯一大修厂，承修着北京铁路局及兄弟单位的机车牵引电机大中修任务。综上所述，保定机务段为保证生产任务的顺利完成，有必要整体搬迁，异地还建。

2.1.2 功能定位

迁建后的保定机务段将根据生产力布局调整后所需承担的工作，重新确定其功能定位。

保定区域目前共配属内燃机车22台(含丰台8台担当邢贡线运输)，邢贡线图定6台，调车慢电图定9台。其中担当邢家村至贡家台8台;丰台西至保南摘挂解结车6台;定州至保定调度机1台;正定站调车机1台;保定南站调车机1台;高碑店至保定调车机1台;4台预备车。共运用京广线和谐型机车100台，朔黄线SS4电力机车24台，东风4调车机2台。

保定机务段还承修北京铁路局机车牵引电机大中修任务，具备DF4、SS1、SS4等内燃、电力机车各种型号牵引电机300台/年检修大修能力。

依据上述机务段承担工作可见，迁建后的机务段主要功能为:担负北京至郑州间全部货运列车乘务员换乘及部分调车小运转、朔黄线运输任务;以及配属的内燃机车的整备、检修任务;朔黄线电力机车的检修任务及电机大修任务。

2.2 设计规模的确定

保定机务段迁建至保定南站后，迁建后的规模需满足配属的内燃调小机车的整备、检修任务，以及运用的朔黄线电力机车的检修任务;具备年检修300台牵引电机的能力。研究年度所需完成的生产任务量对应的整备、检修规模详见表1。

表1 保定机务段迁建设计规模

2.3 总平面布置

2.3.1 段址概况

迁建保定机务段位于保定南站，共分为2个区域，分别为机车整备检修办公区和运转调度区。机车整备检修办公区位于保定南站中心西侧，原为建工集团公司水泥构件厂、建工集团公司仓库，场地内地势较为平坦，地面有少量房屋，用地范围西侧为大祝泽村，东侧为电力修造厂，受场地东西两侧用地限制，为避免拆迁，迁建的新址外形轮廓似刀把形，占地面积约7.8 hm2，总平面布置比较困难。本次设计从保定南站的联络线上接轨，站对左方向设机车出入段线1条与车站相连，出入段线为平坡，反向接入保定南机务段。

保定南机务段站段关系示意详见图1。

图1 保定南机务段站段关系示意

2.3.2 总平面布置原则

根据段址的现状及工程特点，设计原则［2］如下。

(1)根据段址地形条件，充分考虑机车整备、检修、电机大修的功能要求和工作性质，按有利于生产、方便管理和方便生活的原则进行统筹安排。

(2)总平面设计，根据机车运用和检修的作业要求，并综合考虑生产生活等其他设施的布局及道路、管线、绿化、消防、环保等要求，以及考虑当地气象条件等，合理布置。

(3)机务段生产房屋布置应以整备设施及检修库为核心，各辅助生产房屋应根据生产性质按系统布置。与整备设施和检修作业关系密切的辅助生产房屋宜分别布置在相关车库的侧跨内或邻近地点;性质相同或相近的房屋宜合并设置。

(4)变配电所、给水所等动力房屋，应设置在相关的负荷中心附近。

(5)产生噪声、冲击振动的车间宜单独设置;产生粉尘、有害气体的房间或设施宜布置在常年主导风向的下风侧，并宜远离生活、办公区;排出的有害气体、粉尘、废液应符合环境保护及卫生标准。

(6)总平面布置应充分利用地形、地势、工程地质及水文条件，合理地布置建筑物、构筑物和有关设施，并应减少土(石)方工程量和基础费用。

(7)总平面布置应使办公生活房屋有良好的朝向，避免西晒，具备良好的采光和自然通风等条件。

(8)机务段应有与该城市相通的道路，段内应有满足人流、物流和消防所要求的通道，各生产车间及各类房屋之间均应有相互联系的通路。

2.3.3 总平面布置方案

保定机务段迁建后段址沿南北方向布置，本次设计在限定的段址范围内按机车整备工作区、检修工作区、电机大修区、办公生活区4部分进行布置。

段址南部为整备工作区，主要负责向配属的内燃机车提供燃油、润滑油(脂)、冷却水、干砂。还建进出段线、卸油线、机待线各1条，尽头式内燃机车整备线2条，每条线上设27.0 m×1.1 m×1.1 m检查坑1座，检查坑上设33 m×12 m整备棚。其中一条整备线尽头设φ30 m转车盘1座，避免机车轮对和传动齿轮的偏磨而将机车转向。整备场南侧设干砂间、油脂发放间等整备房屋，方便整备工的整备作业。卸油线北侧设5×50 m3地下油库1座、4鹤位卸油栈台1座;20 m3机油罐、10 m3机油罐各1个以及配套的油泵间、消防泵间、油库值班室等辅助房屋。

段址中部为检修工作区和电机大修区，还建72 m×24 m 3线小辅修库1座，库南侧设48 m×12 m边跨，库北侧设72 m×9 m×2层边跨。

将3条小辅修库线其中的2条考虑电化挂网，每条线上设27.0 m ×1.1 m ×1.1 m 库前检查坑1座。紧邻小辅修库设102 m×18 m电机大修库1座，库南侧设102 m×9 m边跨，为避免噪声和粉尘，库北侧设独立102 m×9 m边跨用于设置喷漆间、浸漆间、煮洗区、吹扫间。在检修区及电机大修区四周还分别有水阻试验间、空压机间、蓄电池间等辅助生产房屋。

段址的北部考虑设置办公生活房屋，生活房屋尽量远离生产区域。从南往北依次设有电机生产楼、单身宿舍、食堂浴室、候班综合楼、乘务员培训中心、集经水处理间、集经办公楼、电务通信信号间等配套的生产生活房屋。

机务段内主干道宽度为6 m，与段外道路连通，生产车间及各类房屋之间有相互联系的通路，人行道路宽度为2 m。段内道岔新增股道自动化管理系统。

根据新的功能定位，优化了生产生活、附属房屋的规模，比原保定机务段减少房屋面积共计8 908.7 m2。

保定机务段总平面布置详见图2。

图2 保定机务段总平面布置(单位:m)

2.4 主要检修生产车间

2.4.1 机车小辅修库

小修是指机车在2个中修之间走行一定里程数(或时间)之后，在机务段对机车进行的若干次预防性维修，依据维修范围，对其动力装置、传动装置、各系统、电机、电器、走行部等进行拆卸、清洗检查、修理等，对蓄电池进行补充性充电。

辅修是对机车在2个小修之间走行一定里程数(或时间)之后，在机务段对机车进行的一种预防性保养，对机车进行全面性检查、清扫及给油，是消除运行故障的重要手段。

迁建保定机务段设72 m×24 m 3线尽端式小辅修库1座，每条线设56.0 m×1.33 m×1.1 m检查坑1座，库内设电动落轮机、电动架车机各1台。还设有1台10/5 t的电动双梁桥式起重机。库一侧设72.0 m×9.0 m边跨，共2层，一层为检修辅助车间，依次为探伤间、仪表组、电器组、电器配件库、柴油机组、检测中心、超探组、工具室、会议室;二层为生产班组及办公房屋;库另一侧设48.0 m×12.0 m边跨，边跨内设机床间、配件库、电气组、制动组、燃系组、调度室。各车间设备考虑搬迁利旧。

小辅修库平面布置详见图3。

图3 小辅修库平面布置(单位:mm)

2.4.2 电机大修库

电机大修库检修的电机最主要的是牵引电机，其次是辅助电机(包括劈相机，空压机电机，制动电阻柜通风机电机，变压器、平波电抗器、牵引电机通风机电机)，对内燃机车来说还有牵引发电机。

迁建的电机大修库需满足年检修300台牵引电机的规模，本次设计还建102 m×18 m电机大修库1座，库内新增10/3 t电动双梁桥式起重机1台，设解体区、定装区、嵌线区、总装区、试验区。库南侧设102 m×9 m边跨，边跨内依次设有小电机工作区、氩弧焊区、机加工区、配件库、试验控制区。库北侧设独立102 m×9 m边跨用于设置喷漆间、浸漆间、煮洗区、吹扫间等有噪声、粉尘的车间，隔离污染源，改善工人工作环境。

既有电机大修设备考虑搬迁利旧。电机大修总平面布置详见图4。

图4 电机大修库平面布置(单位:mm)

3 主要工艺流程

3.1 内燃机车整备工艺流程

机车入段→整备台位上油、上水、上砂、机车检查3项设备测试→待班→机车出段。

3.2 机车小辅修工艺流程

3.2.1 内燃机车小辅修工艺流程

机车入库→放空冷却水、润滑油→蓄电池吊出→柴油机、辅助、电机、电器、走行部、探伤、制动、仪表各班组平行检修作业→组装→调试试验→库前整备→水阻试验→试运转→交车。

3.2.2 电力机车小辅修工艺流程

库前准备→拆卸受电弓大盖、主断路器、互换辅助电机、电器仪表、风表制动电阻、保护继电器，互换蓄电池组、空气制动机，各互换件送相关班组进行检修作业→清扫、检查车体及车上留下的电器部件及电子装置，检查牵引变压器、调压开关、牵引电动机、抱轴承、齿轮箱。解体车钩并进行探伤，测量中心支承的传动间隙，解体检查压缩机→组装拆卸的各零配件→试验及试运转→交车。

3.3 电机大修工艺流程

电机空转试验→电机解体→清洗(吹扫)烘干→探伤检查→修理→浸漆干燥→动平衡→电机总组装→试验。

4 节能、环保措施

总图布置工艺流程合理、顺畅。变、配电所，空压机间等动力车间设计靠近负荷中心，节约能源。机务设备考虑搬迁利旧，新增部分设备均采用国家有关规定的节能产品，充分发挥设备的最大潜力。给水管路尽量顺平，以减少管道的局部损失。排水管路设计时尽量利用地形坡度，将污水处理设施及污水集水池建在地形较低处，以减少污水的提升。拟建房屋地区属于寒冷地区，房屋平面布局布置时，紧凑、合理，尽可能合并，修建综合房屋。选择良好的建筑朝向，主要房间避开冬季主导风向解决好室内的自然通风、采光;房屋体形力求简单，减少外表面积，体形系数控制在允许范围之内，以利于节约采暖能耗。不同朝向控制窗墙比，合理确定门窗大小。在满足建筑采光和通风要求、使用功能要求的前提下，尽量减少北向开窗面积，使建筑物的能耗降低到规定的水平。

5 结语

综上所述，保定机务段的整体迁建工程可满足研究年度内生产任务的需要，在有限的段址范围内，优化总平面设计，合理布局，使整备、检修、电机大修、运转调度各部分工作工艺流程顺畅，办公生活房屋顺应段址形状，按南北向布置，避免西晒，具备良好的采光和自然通风等条件。充分利用既有生产设备，仅增加极少数不可搬迁设备，节约工程投资。整个设计过程除满足生产需求外，还注重节能环保，满足国家有关方针政策，最终达到业主满意的要求。

［1］中铁工程设计咨询集团有限公司.保定机务段和保定工务小车线迁建改造工程修改可行性研究［R］.北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2011.

［2］中铁二院工程集团有限责任公司.机务段设计手册(送审稿)［M］.成都:中铁二院工程集团有限责任公司，2010.

［3］中华人民共和国铁道部.TB10004—2008 J833—2009 铁路机务设备设计规范［S］.北京:中国铁道出版社，2009.

［4］中华人民共和国铁道部.TB10011—98 铁路房屋建筑设计标准［S］.北京:中国铁道出版社，1998.

［5］中华人民共和国建设部.GB50016—2006 建筑设计防火规范［S］.北京:中国计划出版社，2006.

［6］中华人民共和国铁道部.TB10016—2006 铁路工程设计节能技术规范［S］.北京:中国铁道出版社，2006.

［7］中华人民共和国建设部.GB50189—2005 公共建筑节能设计标准［S］.北京:中国建筑工业出版社，2005.

［8］中华人民共和国铁道部.机务段技术履历簿(保定)(2006～2010)［Z］.北京:中华人民共和国铁道部，2010.

［9］中华人民共和国铁道部.铁路技术管理规程［S］.北京:中国铁道出版社，2006.

［10］铁道第四勘察设计院.铁路工程设计手册.站场及枢纽［M］.北京:中国铁道出版社，2004.