套轨技术在窄轨铁路改造中的应用探讨

许 波

(中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西 西安 710054)



套轨技术在窄轨铁路改造中的应用探讨

许 波

(中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西 西安 710054)

结合新密至邢口铁路新郑至马寨段扩能改建工程实例，分析了工程设计的难点，并阐述了套轨技术在该工程中的应用，既满足了窄轨列车和准轨列车共同使用线路的要求，又节约了土地和建设资金。

铁路，套轨技术，道岔，窄轨

1 工程概况

新密至邢口铁路由新郑至朝阳沟和新郑至杞县两段组成。既有新郑至朝阳沟、新郑至杞县铁路为762 mm窄轨铁路，1974年为响应河南省“开发豫西，支援豫东”而修建的，其目的主要为西部煤炭资源东运，修建的原则为先通后备。河南中州铁路有限责任公司经过30年的基本建设和二次扩能改造，已发展成为一个连通登封市、新密市、新郑市、尉氏县、通许县、杞县、开封县、开封市郊区等市县29个乡镇，管辖朝杞线、竖开线、竖扶线，线路全长284 km的窄轨地方铁路，并形成了经新郑换装、邢口货场、土柏岗货场、周口货场向豫东和全国各地输送煤炭的4条通道。是西连焦枝、中接京广、东达京九三大国铁干线的登(封)商(丘)铁路运输通道的重要组成部分，路网位置十分优越。

既有窄轨铁路列车计算通过能力为每昼夜29对，年输送能力为300万t，新郑站换装能力为200万t。根据现场调查实际通过对数每昼夜只有12对，年输送能力只有120万t。新密至邢口窄轨铁路进行扩能改建为准轨后，年运输能力可达到1 470万t以上。不仅可提高地方铁路运输效益，同时可大大缓解沿线企业发展受国铁运输能力的限制。河南中州铁路有限责任公司为了充分利用既有窄轨铁路设施，适应地方经济不断发展的需要，决定先将既有马寨至新郑窄轨铁路改建为套轨铁路，如图1所示，既保留豫西地区煤炭东运的途径，又要解决赵家寨煤矿和王行庄煤矿年产480万t煤炭直接送往国铁的需要，增加煤炭运输途径和运量，提高地方铁路运输效率，对沿线工农业生产和经济发展将起到巨大的促进作用。

2 工程设计的技术难点

1)国内尚无准轨窄轨的套轨铁路，缺乏相关设计资料。

国内目前尚无准轨窄轨的套轨营运铁路，更没有相关设计规范，在套轨铁路共用轨选择、套轨道岔及联锁方式的设计、套轨轨枕形式及套轨铁路与既有窄轨、新设准轨衔接安全性等方面缺乏设计依据和相关资料。虽然在昆明铁路局、南宁铁路局范围有米轨准轨套轨铁路，但由于各铁路局内采用的套轨道岔布置形式五花八门，没有统一的标准，养护维修困难，使用中存在诸多安全隐患，对准轨窄轨的套轨设计借鉴性不强。

2)机辆段检修设施种类多，设计要素复杂。

新郑机辆段为综合性货车机辆段，虽然规模不大，但在同一场址内设有准轨车辆段修、站修，机车的整备、小修、辅修等设施，同时还要兼顾既有的窄轨机车的大修、中修、小修、辅修及车辆厂修、段修相应的检修设施，几乎涵盖了货车机车车辆检修全部设施，在全国尚无先例。各类检修设施既相互独立，又互有联系，需要将其纳入同一场址内设计，既保证各设施发挥独立功能，又要有机结合、实现资源共享最大化，并为方便生产组织管理、提高生产效率、降低修车成本提供硬件(厂房、设备、工艺)保障。

3)准轨套轨窄轨三种道岔形式共存，信号设计难度大。

新郑至马寨段扩能改造工程，虽然正线长度仅16.80 km，但涉及站场内容却非常复杂。本次工程涉及的五个车站采用的道岔形式多样，窄轨道岔、准轨道岔及套轨道岔三种道岔形式共存是本项目的特点之一。准轨道岔、窄轨道岔均有较成熟的技术，但目前国内尚无套轨道岔相关的信号定型设备和设计资料，因此信号设计属非常规设计，需要解决很多特殊问题。诸如套轨道岔电动转辙机设计及安装问题、套轨铁路轨道电路及电码化问题、套轨道岔联锁系统控制问题、套轨有关信号设施与窄轨、准轨有关信号设施衔接及安全性问题等等，都给信号设计提出了新课题，信号设计的成败是新郑至马寨段扩能改造工程的关键点之一。

3 主要技术水平及创新点

1)项目创新性高，技术先进，设计方案经济合理，设备采用先进实用。

a.设计针对套轨铁路进行了左轨共用、右轨共用及共用轨换边等多方案比选，经过技术性(主要是套轨道岔设计和生产)、经济性的多方论证，确定采用左侧共用轨方案。新郑东车站选址也从车站位置、站坪坡度、站线布置、施工过渡等方面做了新郑东、新郑西及新郑车站原位改建三个方案的比选，选定了新郑东设计方案。

b.新型套轨道岔。套轨道岔是一种特殊结构和用途的道岔，使用于套轨铁路，没有定型产品。由我公司与中铁山桥集团有限公司共同研发。2007年6月，公司组织专业人员在昆明铁路局考察现有米轨和准轨套轨铁路，调查了解套轨铁路运营特点、存在问题等，经过长达5个月的共同研发，于2008年1月完成了国内新型套轨道岔的设计，同年5月完成了套轨道岔的生产拼装，并通过了专家鉴定验收(见图2)。

c.套轨铁路信号设备。目前，国内没有套轨道岔电动转辙机安装装置定型图，我公司与国内有关单位紧密配合，研制设计出国内首套套轨道岔电动转辙机安装装置，经试装审查，在工程中应用取得成功。套轨轨道电路没有定型图及调整表，我公司提出在共轨上加计轴设备获得通过，在国内首次解决了套轨铁路轨道占用、空闲、检查问题；在套轨的窄轨上加装绝缘，在套轨道岔上布置特殊绝缘解决了电码化问题。

在推广新技术方面，采用兰州大成科技股份有限公司的全电子计算机联锁系统，解决了特殊站场的道岔、信号、轨道电路、电码的控制难题。

d.套轨轨枕设施。轨枕是支承钢轨并将荷载传布于道床的轨道部件。目前，国内尚无使用于窄轨准轨的套轨铁路混凝土轨枕定型产品。我公司与中国铁道科学研究院配合，在国内率先研制设计出使用于轨窄准轨的套轨铁路混凝土轨枕，经专家审查通过，在工程中应用。

2)充分利用既有位置和设备，将窄轨机辆段改建为准轨窄轨共用机辆段。

新郑机辆段在原窄轨机辆段的位置改建，充分利用现有窄轨机辆段土地及新马段还建机辆段新郑土地，尽量减少征地。但受场地、投资等条件所限，存在配套能力不强、工艺不畅、工装设备不齐全等诸多问题，且机辆段准轨设施几乎为零。我公司经多次优化,设计了国内第一座准轨窄轨共用机辆段，在有限的场地做到了准轨机车的整备、小修、辅修，车辆的段修、站修与窄轨的检修资源合理共用。

3)充分利用既有铁路资源，满足单线铁路窄轨和准轨列车共同运营的需要。项目投资小，扩能效果良好，具有较高的社会和经济效益，也为地方铁路增加了运营收入。

4 取得的综合效益

本工程已竣工并投入使用。设计采用的套轨线路专用设备运行良好。采用套轨技术，并新建准轨交接场，既满足了窄轨列车和准轨列车共同使用线路的要求，又节约了土地和建设资金，同时也减少了环境污染，大大提高了铁路运输能力，解决了赵家寨煤矿和王行庄煤矿煤炭通过新建的交接场直接送往国铁的需要。

4.1 经济效益

新密至邢口铁路新郑至马寨段扩能改建工程的完成，有效提高了新郑至马寨段线路通过能力，满足地方经济发展需要。该项目扩能改建完成后，新密至邢口铁路新郑至马寨段的线路通过能力，由改造前的12对窄轨列车提高到34对准轨列车，增加了20对；输送能力由改造前的120万t提高到1 400万t，增加了1 280万t。

4.2 社会效益

新密至邢口窄轨铁路改建后，年运输能力可达到1 470万t以上，以新密、登封、新郑煤炭至达商丘站为例，平均运距比走国铁近80 km，运杂费比国铁降低27%以上。若该铁路西延与宋大铁路接轨后，既是登封、新密、新郑三大煤田东西输煤通道，又可作为河南地方铁路路网的组成部分，成为河南省煤电联合的一条便捷运输通道。届时，仅郑煤集团就承诺将通过该线路向开封、民权、商丘等电厂运输煤炭1 100万t/年，不仅可提高地方铁路运输效益，同时可大大缓解沿线企业发展受国铁运输能力的限制。

4.3 技术效益

由我公司与中铁山桥集团有限公司共同研发的套轨道岔和我公司与铁道部通号设计研究院配合，研制设计出的国内首套套轨道岔电动转辙机安装装置，以及国内第一座既有窄轨机辆段改建为准轨窄轨共用机辆段的工程，其技术先进，达到了国内领先水平，对国内类似的窄轨铁路改造工程设计和建设起到示范和指导作用。

5 结语

1)我公司与铁道部通号设计研究院配合，研制设计出国内首套套轨道岔电动转辙机安装装置，经试装审查，在工程中应用，性能可靠，技术先进，达到了国内领先水平。

2)本项目的机辆段工程，是国内第一座既有窄轨机辆段改建为准轨窄轨共用机辆段的工程,属国内首创，达到了国内领先水平。

3)由我公司与中铁山桥集团有限公司共同研发的套轨道岔是一种特殊结构和用途的道岔，首次应用于本项目的窄轨和准轨套轨铁路，其技术先进，达到了国内领先水平，对国内类似的窄轨铁路改造工程设计和建设起到示范和指导作用。

[1] 周晓林.套轨线路在国际铁路建设中的应用[J].铁道勘察,2006(3):74-75.

[2] TB 10082—2005,铁路轨道设计规范[S].

The application discussion on set rail technology in narrow gauge railway transformation

Xu Bo

(ChinaRailwayXi’anDesign&SurevyResearchInstituteLimitedLiabilityCompany,Xi’an710054,China)

Combining the expansion and reconstruction engineering examples of Xinmi to Xingkou railway Xinzheng to Mazhai section, this paper analyzed the difficulties of engineering design, and elaborated the application of set rail technology in this engineering, not only to meet the common use requirement of set rail train and rail train lines, and saved the land and construction funds.

railway, set rail technology, turnout, narrow gauge

1009-6825(2017)14-0127-02

2017-03-03

许 波(1971- )，男,高级工程师

U213.2

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