哈大高速铁路转临时便线接触网过渡设计研究

张 健

(铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300251)

哈大高速铁路转临时便线接触网过渡设计研究

张 健

(铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300251)

以哈大高速铁路转临时便线接触网过渡设计为背景,着重论述高速铁路转临时便线接触网过渡设计中发现的新问题及处理方法。通过对多个设计方案在技术标准、对运营高速铁路的影响、施工难度、经济评价等方面对比分析,提出准确定位高速铁路临时便线标准,避免在运营高速铁路线路两侧设置临时便线用接触网支柱以及灵活运用永临结合设计原则的设计思想。

高速铁路；接触网；便线；过渡；设计

1 概述

接触网过渡改造是铁路建设的重要组成部分，国内在普速铁路接触网过渡转线中积累了丰富的经验。2013年6月30日和7月4日，哈大高速铁路上下行分别从运营的本线安全转至临时便线，拉开了高速铁路转线过渡的序幕。以哈大高速铁路转线过渡设计为例，总结高速铁路接触网转线过渡设计中发现的新问题及解决方法，并探索普速铁路接触网转线过渡的设计原则在高速铁路转线中如何灵活运用。

2 哈大高速铁路转线过渡设计

2.1 哈大高速铁路转临时便线的设计背景

哈尔滨至大连高速铁路于2012年12月开通，设计时速为350 km，运营时速为300 km。沈阳南站工程为哈大高速铁路DK369+400～DK373+300区间范围新建车站，因运营哈大高速铁路影响站场及站房施工，需建设临时便线，将哈大高速铁路转至临时便线运营。临时便线设计时速为200 km，运营时间为1.5年；等站场、哈大高速铁路本线施工完成后，临时便线转至本线运行后拆除。沈阳南站建成后，哈大高速铁路通过沈阳南站的设计时速为300 km。

哈大高速铁路转线过渡设计方案按以下原则制定：(1)结合线路、站场的过渡方案设计接触网工程的过渡方案，保证列车安全可靠运行；(2)过渡方案方便施工及运营，最大限度地缩短停电时间；(3)正式工程原则上考虑永临结合，减少废弃[1]。

2.2准确定位便线设计标准，充分利用便线拆除材料

临时便线为过渡使用，因为使用时间不长，运营时速较低，一般在节省投资的原则下设计标准较低[2]。但是本次哈大高速铁路临时便线设计时速为200 km，运营速度已经达到高速铁路速度标准，并且运营时间较长，临时便线运营上的故障会导致哈大高速铁路全线列车停运，所以简单的作为便线处理并不恰当。本次设计时将便线的标准按与哈大高速铁路设计标准一致来处理，保证了全线设计标准的统一性，也保证了运营的安全性并利于维护检修及备品备件的通用[3]。

临时便线支柱采用了H型钢柱，没有采用横腹杆支柱。采用的H型钢柱虽然成本较高，但是可以利旧使用，根据工期安排，拆除后的临时便线支柱可用于沈阳南站城际车场，横腹杆支柱拆除后只能废弃。与H型钢柱配套的腕臂底座等零部件也可以利旧使用。从全局来看，这样不仅没有增加投资，反而比采用横腹杆支柱成本更小。

2.3尽量避免在运营哈大高速铁路线路两侧设置临时便线用接触网支柱

(1)运营高速铁路两侧设置支柱，支柱基础施工困难并对运营高速铁路存在安全隐患。原哈大高速铁路为无砟轨道高密度路基，高速铁路上下行两侧分别组立接触网腕臂柱，支柱基础为路基预留钻孔桩基础[4]，基础直径为700 mm。哈大高速铁路两侧增加股道扩建为沈阳南站后，需采用硬横跨布置，硬横跨钻孔桩基础直径为1 000 mm，横跨长度小于30 m的支柱基础埋深为5.5 m，横跨长度在30 m以上的基础埋深为6 m[5]。

在高速铁路附近开挖基础，只能利用晚上天窗时间施工，并且高速铁路路基稳固，人工开挖很困难，在一个天窗点无法完工，一般需要4个天窗点才能完成浇筑。未完成浇筑的支柱基础坑对运营的高速列车会造成一定的安全隐患[6]。

(2)运营高速铁路两侧设置支柱，开挖支柱基础容易破坏高速铁路电缆槽。

运营哈大高速铁路支柱基础外侧为四电综合管沟(图1)，四电综合管沟外壁与腕臂支柱基础之间的距离为150 mm。如果在哈大高速铁路两侧设置硬横跨支柱，硬横跨支柱基础紧贴电缆槽，基础开挖时会导致四电综合电缆槽悬空甚至破坏电缆槽[7]，进而破坏电缆槽内电缆，危及运营哈大高速铁路安全。

综合以上两点，从保障运营安全和减少施工难度的角度，设计时应尽量避免在运营哈大高速铁路两侧布置临时便线用支柱。对于不可避免在运营高速铁路两侧设置支柱的情况，应综合采取措施，消除安全隐患[8]。

(1)开挖基础防护措施：基础开挖时设置支护板，当天开挖结束但未完成浇筑时，使用袋装土回填基坑并压实，保障路基稳定性。

(2)电缆槽迁改措施：在支柱基础位置，电缆槽需做局部外绕迁改。

2.4 灵活运用永临结合的设计原则

永临结合是过渡设计的传统理念，临时便线设计与沈阳南站正式工程设计相结合，能减少转线的过渡量，避免临时工程的拆除，节省工程投资。但是永临结合会使正式工程提前施工投用，将正式工程设计的考虑因素提前纳入到临时便线的设计中。采用永临结合设计时，首先满足沈阳南站正式工程运营的设计要求，其次要满足哈大临时便线运营的设计要求，还要尽量减少对正在运营哈大高速铁路的干扰，同时要考虑沈阳南站预留工程的要求。这四者在站场这种复杂的设计情况下有时是冲突的，不可同时满足的[9]。下面以沈阳南站最复杂的道岔区段临时便线设计情况为例，介绍如何灵活运用永临结合设计原则。

A区设计方案：在动车出段线和预留沈大城际线间设立1个硬横梁支柱，在动车入段线田野侧设立1个硬横梁支柱(图2)，硬横梁30-31、32-33采用38 m大跨度硬横跨跨越所有正式工程线路，这样既可以永临结合，同时也避免了在运营哈大线两侧设立支柱[10]。

B区和C区的横跨如果仍然采用在动车出段线和预留沈大城际线路之间立柱的方案，则不能同时满足临时便线和预留沈大城际线路的侧面限界要求。如果采用大跨度横梁跨越所有正式工程和预留工程线路，横梁长度约为55 m，跨度太大，无法实施[11]；因沈阳南站建成后哈大高速铁路通过速度为300 km/h，所以也不能采用软横跨[12]。下面对以下2种可行方案进行比选。

(1)连续硬横跨方案。永临结合；在哈大高速铁路上行线田野侧立柱，对运营高速铁路有干扰。

(2)连续横跨+临时便线单独立柱方案(图3)。没有永临结合，便线拆除后，需拆除临时便线用腕臂柱。B区：哈大下行临时便线腕臂柱距离哈大高速铁路较远，对运营高速铁路没有干扰。但哈大上行临时便线腕臂柱距离哈大下行线较近，影响高速铁路运营。正式工程实施时需在哈大高速铁路上行线田野侧组立硬横梁支柱，此时高速铁路已经转至便线运营，对运营没有干扰。C区：临时便线腕臂柱距离哈大高速铁路较远，对运营高速铁路没有干扰。正式工程实施时需在哈大高速铁路上行线田野侧组立硬横梁支柱，此时高速铁路已经转至便线运营，对运营没有干扰。

通过以上方案比选，B区仍然采用永临结合，在哈大高速铁路上行田野侧设立硬横梁支柱，C区采用临时便线两侧立柱的方案。最终道岔区临时便线过渡设计方案如图4所示。

按上述方案实施后，施工中减少了天窗点进入哈大高速铁路封闭网施工基础的工作量和对既有电缆槽的迁改，最大限度减少了对运营高速铁路的干扰。永临结合的设计减少了转线前的准备工作量和转线当天的施工难度。

3 结论

通过以上分析，对于高速铁路转临时便线的过渡设计应根据便线的运营速度，尽量选取与高速铁路一致的设计标准，来确保运营安全并方便运营维护及材料利旧。永临结合设计时应综合考虑各方面因素，尤其是避免在运营高速铁路两侧设置临时便线用支柱；如果不可避免，应采取防护措施，确保运营安全。哈大高速铁路转临时便线为国内首次高速铁路转临时便线，所提出设计思想对后续高速铁路转线设计具有指导意义。

[1] 旷楚成.既有接触网改造设计方法探讨[J].电气化铁道，2011(5):31-34.

[2] 黄双胜.既有电气化铁路接触网改造过渡工程施工工法[J].铁道工程学报，2003，80(4):105-110．

[3] 中华人民共和国铁道部.TB10621—2009高速铁路设计规范[S].北京:中国铁道出版社，2010.

[4] 刘峰涛.高速客运专线接触网支柱与基础型式[J].电气化铁道，2006(3):20-25.

[5] 中华人民共和国铁道部.铁建设[2010]241号高速铁路电力牵引供电工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社，2010．

[6] 中华人民共和国铁道部.铁运[2012]280号铁路营业线施工安全管理办法[S].北京:中国铁道出版社，2012．

[7] 潘光艳.客运专线路基与相关站后专业系统集成问题探讨[J].铁道标准设计，2005(3):4-6．

[8] 李和刚.接触网过渡施工技术[J].铁道建筑技术，2011(1):59-62.

[9] 沙海柱，李鲁.铁路大型站场既有线接触网改造施工的特点与对策[J].铁道标准设计，2011(12):93-96．

[10]周磊.京广线第六次提速新鸡公山南咽喉平面交叉接触网过渡工程设计[J].铁道标准设计，2009(5):91-93．

[11]于万聚.高速电气化铁道接触网[M].成都:西南交通大学出版社，2002．

[12]中华人民共和国铁道部.TB10757—2010高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准[S].北京:中国铁道出版社，2010．

DesignResearchforOverheadContactLineSystem’sTransitionfromHigh-speedRailwaytoTemporaryDetour

ZHANG Jian

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation, Tianjin 300251, China)

The design for overhead contact line system’s transition from the Harbin-Dalian high-speed railway to a temporary detour was taken as an example in this paper. This paper emphatically discussed how to deal with the problems that were recently found in design for overhead contact line system’s transition from high-speed railway to temporary detour. After comparative analysis on multiple design schemes from some perspectives such as technical standard, influence on high-speed railway’s operation, difficulty of construction, economic evaluation and so on, this paper proposed the following design ideas: the standard of temporary detour connecting to high-speed railway should be accurately determined so as to avoid installing temporary detour’s catenary pillars on either side of high-speed railway; and the design principle of combining temporary with permanent should be flexibly utilized.

high-speed railway; overhead contact line system; temporary detour; transition; design

2014-02-26

张 健(1982—)，男，工程师，2008年毕业于西南交通大学电力系统及其自动化专业，工学硕士，E-mail:frankzhangji@163.com。

1004-2954(2014)05-0124-04

U238； U225

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.05.029