动力工程设计规模和功能定位

　　这篇动力工程期刊投稿发表了动力工程设计规模和功能定位，动车段需要车组安全可靠运行，成都动车段工程技术创新，完善了工程设计，积累了动车组检修技术经验，继承发展，为其他动车段工程设计提供借鉴，有效实现资源共享;总图布置充分考虑地形条件、工艺技术因素，避免与市政道路干扰;创新采用大量工程技术。

　　关键词:动力工程期刊投稿,动车段

　　成都动车段目前是全路7个动车段之一。工程总占地133.33hm2(2000余亩)，新建房屋建筑面积40.19万m2，工程总投资63.44亿元(其中已投产工程32.75亿元)。成都动车段分为运用设施和检修设施。运用设施设计检查线16条，存车线64条;检修设施设计有动车组三、四、五级修，三级修8列位，四、五级修22列位，静调线16列位。工程由2010年立项至今，运用设施和三级修设施已经建成投产，至2017年底剩余的运用设施全部建设完毕，四、五级修设施正在开展可行性研究。成都动车段从立项、功能定位、规模确定、段址选择、总图规划、工程设计等方面都在创造性地开展工作。无论是规划布局上、还是在具体的技术细节上，都有许多突破和创新。

　　1立项与功能定位

　　根据高速铁路的运输需求，成都必须要具备动车设施。是只解决运用的问题、还是需要考虑检修的问题，是服务于成都枢纽、还是成都局甚至更大范围的西南片区，这是首先需要解决的问题。原铁道部根据当时的路网规划资料已做过相对明确的规定，但随着路网规划的调整，已经不能适应全国高速铁路发展的需要，必须全面系统的对全路路网进行分析计算，形成成都动车设施的合理功能定位。根据2004年1月《中长期铁路网规划》，全路配套建设了北京、上海、武汉、广州等4个动车段，承担全路1200列动车组三、四、五级修(或称“高级修”)作业。在充分分析我国4个动车段检修能力的基础上，对我国高速、提速网路开行动车组的数据进行了深入计算，首次突破性地提出全国4个动车段布局无法满足全路检修能力的需要。

　　全路动车组的检修能力总缺口较大，为更好地适应高速动车组运营需求，需优化、调整原规划的动车段布局。经过中国铁路总公司组织的多次研讨，一致认为:成都动车段的建设有利于完善全路动车组检修设施的布局，推进西部地区高速客运网络的发展，提升西部重要城市———成都市的战略交通地位，强化成都铁路局在全国路网中的作用，从而进一步促进西部区域经济的发展。成都动车段经过4年的创造性研究与探索，终于立项。同时，也明确了成都动车段的功能定位为:检修设施覆盖成都局、昆明局，运用设施满足成都枢纽近、远期发展的需要的战略思路。

　　2设计规模

　　成都动车段功能定位为规模设计提供了依据。但由于其属于路网性的动车段，要确定合理的建设规模，需考虑区域、时间两个维度。根据调整后的中长期路网规划进行测算，提出2020年全路动车组配属将达到1800列以上(根据铁路总公司2016年公报，截止2016年底全路配属动车组已经超过1800列)，西南地区成都、重庆、贵阳、昆明枢纽的动车组投放量也将超过300列。考虑到其他4个动车段设计规模为250～400列/段，成都动车段检修能力按照配属300列设计，则2020年全路7个动车段检修能力可达到2000列，可以较好地满足全路动车组检修需求[3-4]。

　　3段址选择在充分研究

　　成都枢纽客站分工、枢纽铁路网规划布局的基础上，综合研究工程配套、工程投资等因素确定的成都动车段段址。

　　3.1成都动车段选址适应成都枢纽布局规划，并首次采用“两站一段”布局模式

　　成都枢纽采用“内客外货”布局，建设有“两主两辅”的客运站系统，其中的成都站、成都东站为主要客站，承担成都枢纽的动车组始发终到作业。本项目设计时，恰逢成都东编组场、成都东机务段等货运设施外迁至成都北编组站，成都动车段就选址在这片功能已经废弃的区域，位于成都站与成都东站之间，并且首次提出采用“两站一段”布局模式，即一个动车段承担两个车站始发动车组检修作业需求，实现了资源共享。动车段距离两个车站仅有3km和7km，极好地满足了动车组“快速检修、集中始发”的要求。通过2条动走线连接成都站城际场，4条动走线连接成都东站城际场。经理论计算和模拟仿真，该布置可满足2个车站高峰小时接发车作业需求。

　　3.2成都动车段选址有效利用了铁路用地，节约了工程投资

　　成都动车段选址利用了近60hm2(900亩)铁路用地，约占工程总占地的一半。为深入研究工程投资，适应城市建设，成都动车段还研究了石板滩、龙潭寺、泰兴选址方案。综合分析征地、拆迁、土石方等工程投资，原址方案较石板滩、泰兴选址方案投资节约48%，较龙潭寺方案投资节约36%，而且原址方案距离成都东站较石板滩、龙潭寺、泰兴段址方案缩短了48%、20%、50%，极大地降低了运营成本。通过多方案、同精度比选，从工程投资角度有力地论证了成都动车段选址的合理性[6-8]。

　　4总平面布局研究

　　(图2)段址选择为工程建设奠定了坚实的基础，动车段总平面布置是验证段址选择合理性的重要一环。然而在这片区域，受周边地形及中间横穿的水渠、市政下穿道路的制约，如何去合理布置动车段的总平面布局，将是一个非常困难的课题。

　　4.1充分研究地形特点，合理布置总图

　　成都动车段西端出入段线下穿成绵立交桥，躲避了咽喉区交叉公路桥墩;东端出入段线上跨蜀龙路，在蜀龙设计中，配合做好了铁路上跨的公路的框架涵;存车Ⅰ场布置在30路区域，存车Ⅱ场布置在致力路区域，有效地避开了有深基础的房屋与河流干扰。存车Ⅱ场布置在方家河区域，下涧槽需改迁至检修库前。成都动车段总图成功布置在这个区域[9]。

　　4.2运用设施采用“两级两场”格局，检修设施采用“多联跨尽头式”布置，满足工艺布局要求

　　运用设施东场为存车I场，布置了32条存车线，连接枢纽主要客站—成都东站，实现大容量、高密度的接发车作业;西场布置了贯通式检查库和存车Ⅱ场。基于成都动车段“两站一段”的布置特点，配套规划了贯通式检查库，以满足成都站、成都东站两个方向的入库作业需求;检修设施采用“多联跨尽头式”形式，使得检修集中，空走距离短等[10]。

　　4.3总图布局充分考虑了工程分期建设的因素，适应了成都枢纽路网建设需要，保障了高速铁路正常运营成都动车段运用设施包括成绵乐、西成、成渝、成贵等引入工程，对应满足已经相继开通的成灌线、成遂渝、成绵乐、成渝，以及后期的西成、成贵等各线开行动车组的需要。另外，为满足部分线路开通运营的紧迫性，部分工程又采用了分期建设。比如为了满足成灌线2010年5月开通，成绵乐工程需先期实施检查库、临修库、不落轮镟库等设施，所以在总图布局中，将该部分设施靠近成都站方向布置，并预留贯通条件。

　　不仅满足了成灌线的开通需要，还没有废弃工程，后期全面建设成绵乐项目的其他工程时也不会对运营生产造成干扰。考虑到动车组三级修的紧迫性和四、五级修检修作业内容的不确定性，根据原铁道部的批复，将检修设施分为先期工程和后期工程。先期建设三级修设施，缓减全路动车组三级修检修压力，后期建设四、五级修设施，目前已经基本完成设计工作。

　　5工程技术

　　成都动车段在厂房组合、工艺设计、系统工程等方面，实现了多个方面的创新。

　　5.1成都动车段厂房布局紧凑合理、整齐美观

　　成都动车段运用设施布置紧凑，在73.33hm2(1100亩)用地内布置了检查线16条，存车线64条;检修设施设置充足，在60hm2(900亩)的用地内规划建设了约30万m2检修房屋，预计可承担配属300列动车组检修需求。成都动车段用地指标在国内居于前列。检修库房集中布置。静调库、三级修库、转向架库、四、五级修库等主要检修库房采用并列式多联跨结构集中布置，检查库分为2个八线库，也采用并列式布置。以上库房长度均为468m，提高生产区的美观性，也便于管线布置，同时也拉开一定距离，有效解决消防、采光等问题。转向架库设于三级修库与四、五级修库之间，有效地解决了转向架走行距离长的设计难题，极大地提高了检修效率，提高了设备利用率。

　　5.2成都动车段优化了工艺设计，采用现代化装备，促进了动车组检修技术

　　(1)创新检修模式。在国内动车组转向架检修设计中首次采用“以流水修为主，定位修为辅”的模式。充分利用了流水修的检修效率高、定位修的资源利用率高的优点。转向架流水修首次采用“直线型径路流水修，关键工序双工位补强”方式。采用直线型径路流水线，检修工艺顺畅，管理方便，物流干扰少。为有效解决流水修固有缺点灵活性相对较低的问题，在工艺流程关键的分流和合流节点，比如转向架与轮轴分解、组装等工位，设置双套设备，提高了检修的灵活性和冗余度[11]。

　　(2)检查库前采用双股道方式，承担上水、卸污、补洗等作业，提高了检查库运用检查效率，释放了作业能力[12]。

　　(3)优化部分工艺，适应了铁路技术发展。比如:修改存车Ⅰ场股道长度，满足成都东站按照C2模式接车需求;在两场咽喉间设置了3条平行连接股道，大大提高了咽喉通过能力，适应了动车组夜间高峰小时不均衡通行要求;生产库房内采用综合管廊取代综合管沟方案，有效地解决了因成都地区地下水位高、管沟容易积水等问题。

　　(4)以现代化装备为载体，凸显工艺设计的先进性，引领我国动车组检修技术发展。比如在国内不落轮镟工艺普遍采用单轴镟修的情况下，综合分析正常镟修、故障镟修、设备维修、调车等情况，经过理论计算，提出单轴镟修能力不足，无法满足后期运营需求，在成都动车段设计中首次采用双轴镟修模式，并按照2台一次规划，在实际运营中，取得了良好的效益。依此为成功典范，全路大范围地开展了单轴改双轴的调整设计[13]。

　　5.3成都动车段采用了系统工程设计技术，克服了大型维修设施工程设计难题，为后续工程设计积累了宝贵的经验

　　(1)采用水泥搅拌桩加固地基方案，满足了大型库房地面沉降要求。在三级修库、转向架库区域，地面荷载要求较大，采用成都膨胀土回填，无法满足“基床底层压实系数不小于0.91”的要求。设计中采用水泥搅拌桩加固地基方案，保证了工程质量[14-15]。(2)合理布置横向排水系统，有效解决长大场区排水问题。成都动车段东西长约3km，设计了3条横向排水系统，间距约1km，有效地解决了长大场区排水问题，同时排水涵洞的设计综合考虑了房屋、线路、纵向排水、散水、管线、道路等布置。

　　(3)根据工程建设时序，合理规划建设供电、供水工程。考虑到电力供应不宜多次扩容情况，工程设计中一次性扩容成都东站上游变电站，一次性新建开闭所，满足成都动车段远期用电需求，因供水接入不受影响，考虑到工程投资，采用多次接入方案。

　　(4)系统完成大型库房设计，为后续工程积累设计经验。成都动车段最大检修库房接近5万m2，采用多联跨、消防泡、消火栓、电动窗、消防联动门等多项工程技术，有效解决了大型库房的消防、采光、环保等问题。并综合考虑工艺流程、设备安装、物品运输、生产管理等，形成了系统的高铁维修设施工程技术，为后续工程积累设计经验。

　　6结论

　　成都动车段设计通过大量的数据分析，研究了全路动车组检修设施规划布局，解决了全路动车组检修能力不足和不均衡的问题。成都动车段检修设施建设规模立足于满足西南地区动车组检修需求，并符合全路动车组检修设施整体规划布局要求;运用设施则根据成都枢纽高铁路网建设情况，采用“两站一段”的方式，满足了成都站、成都东客站开行动车组的需要。

　　从枢纽配套、工程投资等方面研究了段址选址，又因地制宜、充分满足工艺流程需求，按照“总体规划、分步实施”的思路，完成了总图布局，适应了枢纽工程分期建设的顺利推进。采用先进性、完整性、系统性等思路开展工程设计，在工程各项点都有了不同程度的突破和创新，保证了优质的工程质量。成都动车段工程的建设经验，将有助于推进我国高速铁路动车段工程技术的进一步发展。

　　作者：向航鹰 单位：中铁二院工程集团有限责任公司

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