国外高速铁路综合维修设计研究

熊欢欢

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

国外高速铁路综合维修设计研究

熊欢欢

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

高速铁路基础设施养护维修采用综合维修管理体制有利于资源整合、统一管理。国外高速铁路项目工程设计有其特殊性，铁路基础设施综合维修的规模、功能定位和业主需求与国内项目设计有较大差异。本文通过对高速铁路养护维修UIC标准、美国标准及中国标准的分析，结合国外高速铁路综合维修设计实例，提出了综合维修中心、综合维修车间和综合维修工区的三级综合维修基地设置方案。并就综合维修中心关键设备的配置及检修、总图布置和主要设施等进行设计研究。结合国外项目特点，通过综合维修中心与机车车辆检修基地的优化设置，将大型养路机械及其他轨行车辆与机车车辆的检修基地合并设置，以实现设施共享。

国外高速铁路； 综合维修； 设计标准； 方案设计

常规铁路线路、路基、桥涵、隧道、牵引供电、接触网、电力、通信、信号、信息、给排水、房屋建筑等基础设施采用段所分设的专业段管理维修体制，如设置工务段、供电段、电务段等。行车速度200 km/h及以上的客货共线铁路、客运专线和高速铁路，由于高速行车对轮轨关系、弓网关系、监测与控制、旅客舒适度提出了高质量的要求，高速行车的安全性和环境保护的重要性，使得路基、轨道、接触网、供电与车辆、信号控制、通信远动等密不可分。同时，行车追踪间隔时间短，行车密度高，为了保证安全，对于养护维修作业必须贯彻“行车不施工，施工不行车”的原则。为了适应行车速度200 km/h及以上铁路基础设施对维修保养工作的内容、时间要求，各专业在同一天窗时间内统一安排作业，实行综合调度安排，统一管理。

综合维修是对生产维修单位的业务及相关设施进行有机整合，形成统一机构，使之在一个集约的体制下运作，有利于提高天窗修综合利用率。实行综合维修体制，可以精简机构，强化管理，减少房屋、机具、人员等配备。

为此TG/01-2014《铁路技术管理规程(高速铁路部分)》[1]中规定：基础设施优先采用综合维修模式；TB10621-2014《高速铁路设计规范》[2]中规定：维修设施应按专业强化、资源综合、集中管理的原则进行布局和规划。

随着近年我国“高铁外交”和“一带一路”战略契机，中国高速铁路“走出去”重大项目将越来越多。目前国际上对中国铁路标准的认知度较低，国外高速铁路项目工程设计有其特殊性，铁路基础设施综合维修的布局、规模、功能定位和业主需求与国内项目设计有较大差异。本文从高速铁路养护维修的设计标准、综合维修基地分布及性质、关键设备、总图布置和主要设施等方面分析国外高速铁路综合维修设计。

1 国内外铁路技术标准

从设计角度看，国外铁路项目规范标准的应用是设计的关键因素之一。通过近几年对国外铁路项目设计的实践，国际铁路联盟(UIC)标准及美国铁路标准成为国外建设铁路的首选标准。

1.1 UIC技术标准

国际铁路联盟(UIC)规范中无高速铁路基础设施维修机构及维修设施相关的内容，关于高速铁路(行车速度在220 km/h以上)养护维修的描述包含在《高速铁路线路的维修》(IF-7/96)[3]和《高速铁路线路的维修》(Report 2010)[4]报告中，此报告属于参考信息，不作为规范使用。

UIC报告中规定的维修基地分为3类：轻型基地、全功能基地和材料应急车间。轻型基地设置有工作车间、工具存放间、食堂、浴室、停车场、小型备件存放区等生产生活设施。全功能基地除轻型基地设置的设施外，另外还包括设置有照明设施的、用于停放轨道车辆的3条长300 m的股道，其中一条股道应设置检查地沟；5 000 L容量的燃料罐加油站；便于往轨道车辆上装卸材料及维修设备的高站台和端站台；备品、备件和材料存放区(配备照明设施)，并设保护围栏、防盗报警和视频监控系统。材料应急车间可与全功能基地合设或单独设置，配置有轨道、抢修所用的备品与备件，包括钢轨、道岔、接触网材料、通信电缆等。

材料应急车间约每500 km设置一处；UIC报告中规定从维修基地到达维修现场时间不应超过1 h，若轨行车辆和汽车旅行速度为75 km/h，则一个维修基地管辖的范围为150 km。

1.2 美国铁路技术标准

美国《铁路工程手册》[5]将高速铁路定义为时速150英里(约合241公里)以上的铁路，手册中高速铁路部分关于基础设施的维修内容尚未编写。美国铁路的基础设施的维修模式为分专业维修，手册普速铁路部分未述及基础设施维修机构设置及其功能、养护维修设备配置的相关内容，但关于养护维修设备维修车间的内容包含在第三卷“基础设施和乘客”第六章第九部分“线路维修设备集中维修车间的设计标准”。集中维修车间负责辖区内大、中、小型养路机械设备的维修工作。

1.3 中国铁路技术标准

TG/01-2014《铁路技术管理规程(高速铁路部分)》中规定：基础设施实行天窗修制度，优先采用综合维修模式。TB 10621-2014《高速铁路设计规范》中规定：高速铁路维修设施应包括维修基地(段)、维修车间及维修工区，并应按承担线路、路基、桥涵、隧道、灾害监测、牵引供电、电力、给排水、通信、信号、信息、房屋建筑等设施的维修工作内容进行设计。并就专业维修内容、管辖范围、设备配置、接口及维修基地、车间和工区设计总平面布置等进行详细规定。

2 综合维修设计方案研究

本文以国外某高速铁路EPC项目为例对综合维修设计方案进行探讨。该国北部铁路Tinaco至Anaco，线路全长约468.7 km，为客货共线有砟铁路，客运最高速度250 km/h，货运最高速度120 km/h，两端无既有铁路相连。

2.1 综合维修基地分布及性质

综合维修基地分为3级，分别为综合维修中心、综合维修车间和综合维修工区。

根据该项目特点，将检测中心、综合维修段及工务机械段等合设在综合维修中心。

综合维修中心是本线各项固定设施检查、维修、养护的一级生产组织、调度指挥和管理机构，同时承担全线工务、供变电、通信信号、电力等设备的集中修理；铁路线路检测和维修等大型养路机械作业(以下简称“大机”)；大机、其它轨行车辆的整备、检修功能；零配件储备及配送功能等。

综合维修车间承担管内固定设施的日常管理和维修作业组织、物资的存储和调配、紧急抢修及配合线路维修机组的作业等。

综合维修工区承担管内固定设施的日常巡检与保养、临时补修和小型抢修等作业。

本线在Chaguaramas设1处综合维修中心(含Chaguaramas综合维修车间)，维修机构设置及管辖范围，如图1所示。

图1 综合维修基地分布示意图

2.2 综合维修中心关键设备

Chaguaramas综合维修中心配属的关键设备有：

(1)大型检测设备：1台轨道检测车、1台接触网检测车、1台钢轨探伤车。

(2)大机维修机组：2台双枕捣固车、1台动力道岔稳定车、1台配碴整形车。

(3)大机维修机组附属车辆：1台发电车、1台机械维修车、1台材料车、1台工程指挥车、1台文化教育车、1台餐车、2台宿营车、1台茶炉淋浴车、1台水槽车、1台油槽车、1台牵引车。

(4)钢轨打磨车1列。

(5)供电抢修车组：1台接触网架线车、1台接触网恒张力放线车、1台轨道吊车。

(6)综合维修车间轨行车辆：每处车间设置接触网作业车组1组(包含2台接触网作业车及2台轨道平车)，轨料运输车组1组(包含2台重型轨道车及2台轨道平车)。

(7)小型养护维修机械及检测设备；大机检测及检修设备等。

2.3 综合维修中心总图设计

2.3.1 总图布置原则

(1)综合维修中心应满足铁路枢纽规划，紧邻机车车辆维修基地布置，并充分利用机车车辆基地相关设施。

(2)总平面布置应考虑工艺布局合理顺畅，总图布置紧凑合理。大型检测、维修车辆上道径路顺畅，以最少的走行距离完成作业过程。

(3)中心内股道布置形式一般为尽头式；股道间距、坡道需符合有关规定和生产作业的需要。

(4)中心内房屋标高应与轨顶标高平齐，道路标高按照低于轨顶标高0.3 m设计并与场外相通；各建筑物的布置应符合防火安全等有关规定。

2.3.2 大机及轨行车辆的检修

Chaguaramas综合维修中心包含了大机及轨行车辆检修等内容，大型养路机械检修规模按检修制度、检修内容及要求、检修周期、检修库停时间等计算维修台位，进而确定合理的规模。

大机及轨行车辆采用全面修和年修相结合的检修工艺[6]，根据配属大型养路机械的数量计算所需检修台位，具体计算过程如下：

(1)全面修检修台位

①全面修台数：

N全=N配/T全

(1)

式中：N配——大机及其他轨行车辆台数(台)；T全——全面修平均周期，为6年。

②全面修台位：

A全=N全·t全·α全/T

(2)

式中：N全——年全面修车台数；T——年法定检修工作日；t全——全面修库停时间；α全——全面修不均衡系数，取1.1。

(2)年修台位

①年修台数：

N年=N配/T年-N全

(3)

式中：N配——大机及其他轨行车辆台数(台)；T年——年修周期，为2年；N全——年全面修台数。

②年修台位：

A年=N年·t年·α年/T

(4)

式中：N年——年修车台数；T——年法定检修工作日；t年——年修库停时间；α年——年修不均衡系数，取1.1。

根据上述计算公式及结合该国实际情况确定大机及轨行车辆检修时长，计算结果如表1所示。得出Chaguaramas综合维修中心所需的检修台位为1个台位，综合考虑大机及轨行车辆的长度确定检修台位长为30 m。

表1 检修台位数计算表

为实现资源共享、节约工程投资，将Chaguaramas综合维修中心大机及轨行车辆的检修与Chaguaramas机车车辆检修基地[7]合并设置，大机及轨行车辆的日常检查保养、定期检查综合维修中心、车间完成。

2.3.3 股道设置

Chaguaramas综合维修中心停放的大机、轨行车辆及其长度，如表2所示。

依据表2，综合维修中心内股道设置情况如下：

(1)大机维修机组、钢轨打磨车、钢轨探伤车及回修车停放线1条，有效长260 m。

(2)大机维修机组附属车辆停放线1条，有效长260 m。

(3)辅助车辆或材料车停放线1条，有效长350 m。

(4)供电抢修车组、轨料运输车组、接触网作业车组及轨检车、接触网检测车停放线各1条，4条轨道上设轨道车库，股道有效长不小于120 m(直线段不小于80 m)。

2.3.4 主要设施设置

根据综合维修中心的作业内容、部门设置和生产需要，在中心内设置了综合维修中心办公楼、综合维修车间办公楼、

轨道车库及机具库、综合机修车间、 通信

信号检修楼、供电检修车间、配件材料库、材料棚、绝缘油库、变电所、食堂、浴室、公寓等生产房屋以及生活房屋。

综合维修中心室外设有汽车停车场、材料堆场、装卸站台、给水设施、照明设施、绿化等。另为便于材料装卸，在材料装卸线上应设有门式起重机；为便于轨道车辆的日常保养、定期检查，在轨道车库设置有检查地沟。

Chaguaramas综合维修中心总平面布置，如图2所示。综合维修中心与机车车辆检修基地共址修建，大机及轨行车辆的加油需求由中心及检修基地之间的油库供应。

图2 Chaguaramas综合维修中心总平面布置图

3 结束语

本文通过对高速铁路养护维修UIC标准、美国标准及中国标准的梳理，并结合国外高速铁路EPC项目，提出了国外高速铁路基础设施养护维修应采用的综合维修管理体制。综合维修基地分为综合维修中心、综合维修车间和综合维修工区三级，并就综合维修中心关键设备的配置及检修、股道、主要生产生活设施等进行分析研究。在综合维修基地设计中，最大程度上满足了国外相关标准中涉及的信息内容，以保证后续设计文件顺利通过审查。

大机及轨行车辆的配置及检修在国内项目设计中考虑得较简单，但在国外项目设计中须进行全面分析，本文结合项目实际，将大机及轨行车辆的检修与机车车辆检修基地合并设置，通过综合维修中心与机车车辆基地的优化设置，可实现设施共享。

[1] TG/01-2014 铁路技术管理规程(高速铁路部分) [S]. TG/01-2014 Railway Technical Management Rules (High speed railway section) [S].

[2] TB 10621-2014 高速铁路设计规范 [S]. TB 10621-2014 Code for Design of High Speed Railway [S].

[3] 国际铁路联盟. 高速铁路线路的维修 [R]. 巴黎：国际铁路联盟, 1996. UIC. Maintenance of High Speed Lines [R]. Paris: UIC, 1996.

[4] 国际铁路联盟. 高速铁路线路的维修 [R]. 巴黎：国际铁路联盟, 2010. UIC. Maintenance of High Speed Lines(Report 2010) [R]. Paris: UIC, 2010.

[5] 美国铁路工程和道路维护协会, 铁路工程手册 [S]. AREMA, Manual for Railway Engineering [S].

[6] 周明翔. 铁路客运专线基础设施维修基地设计研究 [J]. 铁道工程学报, 2012 (2) :64-68. ZHOU Mingxiang. Research on Design of Infrastructure Maintenance Base of Passenger Dedicated Line [J]. Journal of Railway Engineering Society, 2012 (2) :64-68.

[7] 黄波,许诚昕. 基于国外铁路维修车间设计的探索 [J]. 铁道工程学报, 2011 (4) :79-81. HUANG Bo, XU Chengxin. Discussion on Design of Repair Base of Railway Rolling Stock Based on Foreign Experience [J]. Journal of Railway Engineering Society, 2011 (4) :79-81.

Research on Design of Comprehensive Maintenance of Foreign High Speed Railway

XIONG Huanhuan

(China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd., Chengdu 610031, China)

Infrastructure maintenance of high speed railway using comprehensive maintenance management system is conducive to the integration of resources and unified management. The design of foreign high speed railway project has its own peculiarities, the comprehensive maintenance scale, function and owners’ needs are quite different from the domestic project design. Based on the analysis on UIC standard, American standard and Chinese standard, combined with the design example of comprehensive maintenance of foreign high speed railway, a setting proposal of three-level maintenance base including comprehensive maintenance center, comprehensive maintenance workshop and comprehensive maintenance work area is put forward. Research on design of the configuration and maintenance of critical equipment, general layout and main facilities for comprehensive maintenance center is done, and Combing with the characteristics of foreign projects, by optimizing the comprehensive maintenance center and rolling stock maintenance base and setting the maintenance facility of the large maintenance machinery and other track rolling stock together with rolling stock maintenance base to achieve shared facilities.

foreign high speed railway; comprehensive maintenance; standard for design; schematic design

2015-10-08

熊欢欢(1984-)，男，工程师。

1674—8247(2016)03—0034—04

U238

A