天津港专业化矿石码头配套铁路布置方案

李春华，杨松姗， 张 威

(1. 北京铁路局 调度所，北京 100036 ；2. 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 中海设计事业部，天津 300222)

天津港专业化矿石码头配套铁路布置方案

李春华1，杨松姗2， 张 威2

(1. 北京铁路局 调度所，北京 100036 ；2. 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 中海设计事业部，天津 300222)

配套铁路方案布置是港口项目设计的重要内容，对专业化港口尤为重要。以天津港南疆港区专业化矿石码头配套铁路工程为例，研究线路站场布置及装车系统，对港口铁路专业化装车系统布置方案进行比较分析，提出采用装车楼的装车线布置形式较为合理，并且核算到发场通过能力和装卸线装车能力满足运输需求，为类似港口大宗干散货项目铁路集疏港设计提供参考。

到发线；通过能力；装车楼；装车机；装卸效率

1 概述

大宗干散货运输是铁路运输的传统优势业务，便于发挥铁路大运量、长距离、经济、环保、高效的优势，尤其在港口集疏运中得到广泛应用。随着港口建设持续快速发展，港内建设专用铁路装车站、实现海铁联运，也成为各大沿海港口煤炭、矿石集疏运业务的特点之一。作为港口码头最重要的配套工程，港口专业化铁路装车系统是港口专业化码头的重要配套和支持系统，装车系统采用的装车设备设施和装车线布置形式对港口站作业方式及通过能力起关键作用。因此，港口大宗散货专用铁路装车线的总体布置研究是港口通过能力的重要保证。

为满足金属矿石吞吐量大幅增长，实现“南散北集”战略目标，适应船舶大型化发展，缓解矿石运输紧张状况，天津港在南疆港区建设了专业化矿石码头，即南疆 26# 泊位 25 万 t 级专业化矿石泊位，设计年通过能力 2 300 万 t，考虑全部利用铁路进行集疏运，即铁路发出矿石货运量 2 300 万 t/a[1]。因此，以天津港南疆港区专业化矿石码头配套铁路工程为例，对港口铁路专业化装车系统布置进行研究。

铁路运输是天津港货物集疏运的主要方式之一。以港前站为分界点，南疆港区铁路集疏运系统可以划分为 2 个层次。第一层次为港外铁路，根据天津铁路枢纽总体规划及蓟港铁路(蓟县—东大沽)胡张庄线路所至邓善沽站扩能改造工程，南疆港区铁路分南北2 个通道引入港内，建 4 条进出港联络线。南疆港港前站按照北通道和南通道分站设置，分别与港内北环

线和南环线相连。北通道配套蓟港铁路系统港前站设在邓善沽站，南通道配套神华铁路系统港前站设在东大沽站[2]。目前南疆港区港内铁路仍然与东大沽站衔接。第二层次为港内铁路，包括既有Ⅰ场、Ⅱ场、Ⅲ场 3 个铁路车场，其中铁路 Ⅲ 场及其进出港联络线由神华集团公司统一管理，新建矿石码头配套铁路联络线不能通过或利用其线路设施。

南疆港区铁路Ⅰ场是为配合南 7#、南 8# 煤矿石码头建设而修建的，为港区铁路煤炭卸车场，设 1 组两线两翻的翻车机卸车系统，设计能力 2 000 万 t/a，均为到达煤炭。为满足 11#、12# 通用散货泊位的铁路集疏运要求，在既有铁路Ⅰ场的东南侧布置了铁路Ⅱ场，设到发兼调车线 9 条，牵出线 1 条，有效长均为 1 050 m。铁路Ⅱ场设计能力 1 600 万 t/a，其中到达煤炭 200 万 t/a，发运矿石 1 400 万 t/a。南疆港区铁路 1# 桥将港内铁路Ⅰ场、铁路Ⅱ场与东大沽站连接。为满足南 13#～15# 泊位的集疏运煤炭需求，在铁路Ⅱ场的南侧设置专业化铁路卸煤车场——铁路Ⅲ场，采用 2 组两线两翻翻车机方案。铁路Ⅲ场及其进出港联络线由神华集团公司统一管理。新建矿石码头专用线将通过港内北环线、东大沽港前站和蓟港铁路进入全国路网，输送到达华北各地钢厂。南疆港区铁路平面布置如图 1 所示。

图 1 南疆港区铁路平面布置

2 线路站场布置及装车系统

南疆港区铁路矿石装车场的联络线由南疆港区铁路 2# 桥(双线桥) 上北侧预留的铁路出港联络线接轨后，向南外包规划的南疆石化装车站，向东延伸从南侧穿过铁路Ⅱ场，再从神华皮带机廊道南侧和铁路Ⅲ场空车集结线北侧通过，向南转，沿铁路Ⅲ场牵出线西侧行进，再向西转后，到达铁路矿石车场。

到达的整列矿石空车，由本务机车经新建联络线直接牵至矿石车场，完成到达作业、车辆作业后，由调车机车将其推送入铁路矿石装车线。装车完毕，进行货检平车作业，然后由调车机车牵出，在矿石车场办理出发作业，经联络线通过Ⅱ场出港，经东大沽站至全国路网。

港前站东大沽至铁路Ⅱ场之间的联络线为双线，而铁路Ⅱ场至铁路矿石车场之间的联络线为单线。北环线的 2 条进出港联络线近期为单线，待铁路Ⅰ场进行改造后再作为上下行双线使用，南疆港区铁路矿石车场运量均通过此联络线集疏港。

新建矿石车场设到发线 11 条，其中 6 条为预留，机走线 1 条，有效长均为 1 050 m，另设机车折返线 1 条，有效长为 80 m。在矿石车场东侧咽喉设置动态轨道衡，以检测控制车辆的超载与偏载。

铁路矿石装车系统分别研究装车机和装车楼 2 种方案。

（1）装车机方案。在矿石堆场南侧新建装车线3 条，有效长 1 050 m。装车设备选用 3 台移动式装车机。装车机额定装车能力 3 600 t/h，轨距 10 m，伸缩行程 13.8 m[2]。

（2）装车楼方案。在矿石堆场南侧新建装车线2 条，港口集疏运矿石的铁路车辆一般选用普通敞车，则列车含机车长度为 949 m。采用装车楼方案，装车楼两侧的装车线有效长均至少需要 1 列车长度，考虑机车长度装车楼宽度和安全距离等，总长度需要1 902 m。装车楼设 2 套装车系统及铁牛牵引系统，额定装车能力 5 000 t/h[3]。

比较而言，2 个方案的铁路基建总投资大致相同，装车楼方案略少；作业时均需要将车列从矿石车场推送到装卸线；装车楼方案装车设备固定，装车效率约 3 600 t/h，直接装卸成本为 5.64 元/t，装车效率较高、自动化程度高、作业时对环境影响较小、计量精度高，设备综合利用率较高，便于生产；装车机方案为移动装车设备，需要司机驾驶，装车效率约2 160 t/h，直接装卸成本为 5.96 元/t[4]，装车效率较低、自动化程度相对较低、作业时对环境影响较大、计量精度较低，设备综合利用率相对较低[5]。

比较 2 个方案的技术经济指标可知，装车楼方案较装车机方案具有装卸成本低、装卸设备利用率高和环境友好等优点，在不受铁路用地限制的情况下，结合工艺方案比选，装车楼方案较为合理。

3 能力适应性分析

3.1 车场通过能力

（1）计算参数选定。选定年作业天数 350 d；货运不平衡系数 1.2；货车平均自重 22 t；货车平均静载重 60 t；货车平均总重 82 t；货车 (敞车)平均车长14.0 m；列车牵引质量 5 500 t；列车编组 66 辆/列。

（2）车流、列流。将设计年度年货运量换算成货运量最大月的日均车流量，计算公式如下[3]。

式中：B 为重车车辆数，辆/d；T 为设计年度货运量，万 t；α为货运月度波动系数，一般取1.2；q静为车辆平均载重量，t/辆。

已知设计铁路出发运量 T 为 2 300 万 t，则计算得到重车车辆数 B = 1 260 辆/d，折合为 20 列/d。

（3）车场能力。到发线通过能力采用直接计算法，计算公式如下。

式中：N货为完成作业车列数，列/d；m 为到发线数量；t占为 1 列货物列车占用到发线的总时间，min；K波为列车到发波动系数，取 1.2。

车辆占用线路时间除包括列检作业时间外，还包括车辆作业时间，如在装车前需要对车辆的完整和清洁状态进行检查、封堵等措施，必要时将不能用于矿石装车的“坏车”调车摘出，在装车后需要检查车体密封、插销，进行装载加固作业，以及相应的货运作业如货车调送单、货票的签认等。因此，一般 1 列货物列车占用到发线的总时间 t占= 140 min。结合矿石车场实际到发线数量 4条，计算得到到发线最大通过能力约 27 列/d，大于出发列流量 20 列/d，满足项目运量需求。

3.2 铁路装车线年通过能力

根据《海港总体设计规范》相关规定，铁路装车线年通过能力计算公式如下。

式中：Ptz为铁路装车线年通过能力，t；n 为装车线数量，装车楼方案为 2 条，装车机方案为 3 条；Nt为车辆编组，取 66 车/列；Gt为车辆平均载重量，取60 t；td为 1 昼夜小时数，取 24 h；∑ t 表示昼夜非生产时间总和，取 3 h；Tyk为堆场年营运天数，取 350 d；η 为设备完好率，取 0.9；p 为装车效率，根据额定能力与经验系数计算；tc为车辆调车及辅助作业时间；KBt为车辆到港不平衡系数[6-8]。铁路装车线年通过能力计算表如表 1 所示。

通过计算得到装车楼和装车机方案的铁路装车线年通过能力均大于运量需求 2 300万 t，满足生产使用要求。综上所述，南疆港区铁路矿石车场的到发线和装车线布置均能满足运量需求，能够完成矿石疏港任务。

表 1 铁路装车线年通过能力计算表

4 结束语

铁路装车机与装车楼是专业化干散货装车较常见的装卸设备，通过比较可知装车楼装卸设备及土建总投资略少，直接装卸成本略低，而且环保效果好，但是纵向长度需要满足空、重车 2 列车长度，而且采用铁牛牵引需要保持重车线布置在直线段；装车机需要专用行走轨道，横向占地较宽，但是装卸线长度只需满足整列车的有效长度就可以满足装车机横移装车。

天津港专业化矿石码头配套铁路占地条件满足装车楼方案的使用要求，因而采用专业化程度更高、环保效果更好的装车楼方式装车更为适宜。

[1] 中华人民共和国铁道部. 铁路车站及枢纽设计规范：GB50091—2006[S]. 北京：中国计划出版社，2006：24-28，55-60.

[2] 中交第一航务工程勘察设计院有限公司. 天津港南疆专业化矿石码头工程初步设计[R]. 天津：中交第一航务工程勘察设计院有限公司，2012.

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

[4] 王 鑫，乔宏琦，刘 勇. 矿石码头装车楼二次称重不同系统的分析比较[J]. 科技创新与应用，2013(8)：57.

[5] 陈伟良，杨晓婷. 港口煤炭码头快速定量装火车设备和工艺的比选[J]. 起重运输机械，2013(7)：77-81. CHEN Wei-liang，YANG Xiao-ting. Comparison and Selection of Rapid Quantified Train Loading Equipment and Technology at Coal Terminal of Certain Port[J]. Hoisting and Conveying Machinery，2013(7)：77-81.

[6] 赵君章. 新常态下北方港口煤炭运输形势分析[J]. 中国港口，2015(8)：6-8.

[7] 邱晓林. 天津港铁路运量影响因素分析及对策[J]. 铁道货运，2015，33(6)：15-18. QIU Xiao-lin. Analysis on Influence Factors of Railway Transport Volume in Tianjin Port and Its Countermeasures [J]. Railway Freight Transport，2015，33(6)：15-18.

[8] 刘洪梅. 提高蓟港铁路运输组织效率的探讨[J]. 铁道运输与经济，2009，31(6)：17-20. LIU Hong-mei. Discussion on Increasing Transport Organization Efficiency of Jigang Railway[J]. Railway Transport and Economy，2009，31(6)：17-20.

（责任编辑 吕 倩）

Plan of Related Railway Layout of Specialized Ore Dock at Tianjing Port

LI Chun-hua1, YANG Song-shan2, ZHANG Wei2
(1. Dispatching Office, Beijing Railway Administration, Beijing 100036, China; 2. Zhonghai Design Department, CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd, Tianjin 300222, China)

Plan of related railway layout is a crucial part of design of dock project and is important for specialized port. Taking the related railway project of specialized ore dock in Nanjiang area of Tianjin port as an example, this paper studies on the direction of contact line and layout plan of ore loading yard, and compares railway specialized loading systems at port, and puts forward with solution of adopting layout of loading line at loading building, and calculates that the through capacity at receiving and departing yard and loading capacity at loading and unloading line have met the transportation need, which provide

for design of railway assembling& evacuating port for bulk project.

Receiving and Departing Line; Through Capacity; Loading Building; Loader; Loading Efficiency

1004-2024(2016)09-0015-04

U291.5+9

B

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2016.09.04

2016-06-16

李春华(1982—)，男，北京人，大学本科。杨松姗(1984—)，女，天津人，大学本科。张威(1960—)，女，天津人，大学本科。