華 昊，李紅利，何國華，王眾保

(1.中國神華軌道機械化維護分公司，天津 300467；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司 鐵道建筑研究所，北京 100081)

在鐵路運營中必須配置大型養(yǎng)路機械設備，對軌道結構進行維修，使線路質量保持持續(xù)良好狀態(tài)，保證運輸安全，實現(xiàn)軌道設備的耐久性。合理配置大型養(yǎng)路機械，能及時維修線路，挖掘運輸潛能，對于神華集團運量的提升和線路運營成本的降低非常重要[1]。本文對神華集團鐵路的大型養(yǎng)路機械配置進行分析研究，根據(jù)實際維修天窗、大型養(yǎng)路機械作業(yè)效率和線路維修工作量的相互關系，提出線路養(yǎng)護設備的配置優(yōu)化方案。

1 神華集團鐵路線路概況

神華集團鐵路線路主要為兩條東西向鐵路，一條從包頭出發(fā)，經(jīng)包神線、神朔線、朔黃線抵達黃驊港；另一條從準格爾礦區(qū)出發(fā)，經(jīng)大準線，進入中國鐵路總公司的大秦線。加上連接大準鐵路和朔黃鐵路的聯(lián)絡線，整個神華集團鐵路線路正線延展超過 5 000 km，線路具體情況見表1。

表1 神華集團鐵路線路情況

隨著經(jīng)濟發(fā)展，市場對能源的需求日益增加，神華集團鐵路線路運量逐年增加，至2016年年底神華集團包神線、神朔線、朔黃線、大準線的年運量分別達到了1.31，2.45，2.74，1.22億t，遠遠超出線路當年的設計運輸能力。因此，各條線路的維修工作量非常大，有必要在現(xiàn)行線路設備維修天窗條件下對集團鐵路大型養(yǎng)路機械的配置進行分析計算，以保證線路幾何平順性和設備正常工作狀態(tài)。

先根據(jù)神華集團鐵路線路設備修理周期，計算神華集團鐵路線路年平均維修工作量，以及在現(xiàn)有單組大型養(yǎng)路機械設備的維修能力和線路全年天窗時間內能夠完成的維修工作量，提出神華集團鐵路線路全年維修工作所需的大型養(yǎng)路機械配置。

2 神華集團大型養(yǎng)路機械配置分析

決定既有線大型養(yǎng)路機械配置的因素有維修線路里程、維修周期、維修天窗、作業(yè)能力、停留線的設置等。

目前國內外大型養(yǎng)路機械采用封鎖天窗作業(yè)，天窗時間是影響大型養(yǎng)路機械效率發(fā)揮的最重要因素。線路維修天窗時間越長，越有利于充分發(fā)揮大型養(yǎng)路機械作業(yè)效率，但天窗時間加長意味著壓縮線路運輸時間，對運輸?shù)母蓴_較大，因此合理配置線路維修天窗是既保證線路維修又保證線路正常運輸?shù)年P鍵。據(jù)研究分析，我國鐵路線路大型養(yǎng)路機械較科學、合理的作業(yè)天窗是3～4 h[2-3]。

目前神華集團鐵路各條線路每年實際可用大型養(yǎng)路機械作業(yè)天窗約為69個4 h天窗。神華各條線路氣溫變化接近，由于受冬季天氣影響，冬季天窗無法進行大型養(yǎng)路機械作業(yè)[4-6]。經(jīng)統(tǒng)計，天窗設置時間段相似，各條線路大多同步開展施工作業(yè)，大型養(yǎng)路機械使用相對比較集中，故全線路綜合使用天窗數(shù)量與單條線路天窗數(shù)量基本相當，約為69個4 h天窗。以下作業(yè)天窗數(shù)量和時長均以此進行整體估算。

神華集團鐵路線路總里程與中國鐵路總公司的呼和浩特鐵路局集團公司相當，其地理位置、環(huán)境氣候也相似，故本文將呼和浩特鐵路局集團公司的大型養(yǎng)路機械配置做為其橫向比較分析的參考。

我國鐵路線路綜合維修和大修作業(yè)采用維修機組和大修機組相配套的模式[7]。為了提高天窗的利用率和確保主型機械在給定的天窗時間內能有效地進行機械作業(yè)，減少大型養(yǎng)路機械維修對線路運輸?shù)母蓴_，實際工作中維修機組和大修機組的主型機械搗固車和清篩機采取備份配置。當主型機械發(fā)生故障時，備用機械車可及時投入使用。

2.1 呼和浩特鐵路局集團公司大型養(yǎng)路機械配置

國家鐵路局既有線線路設備維修周期統(tǒng)一按現(xiàn)行鐵運[2006]146號《鐵路線路修理規(guī)則》(以下簡稱現(xiàn)行修規(guī))執(zhí)行，各鐵路局和公司根據(jù)承擔運營線路里程，合理配置其維修和大修大型養(yǎng)路機械。

由于中國鐵路總公司大多數(shù)線路為客貨共線線路，維修作業(yè)量較大，線路綜合維修天窗大多為3 h。中國鐵路總公司大型養(yǎng)路機械配置基本按照每年90個3 h天窗估算機組作業(yè)能力，但整個實際作業(yè)天窗受運輸影響較大，會根據(jù)線路運輸需要進行相應設置[8-9]。

以中國鐵路總公司的呼和浩特鐵路局集團公司為例，局管內正線延展長 5 878 km，正線道岔 2 043 組。截至2016年底，該局配置全斷面清篩車6臺、道岔清篩機1臺、區(qū)間搗固車31臺、道岔搗固車10臺、穩(wěn)定車21臺、配砟整形車13臺、線路打磨車2臺。這些配置基本與路局每年維修和大修需求相匹配。2016年呼和浩特鐵路局集團公司實際完成線路清篩180 km，線路搗固 3 281 km，道岔搗固 1 008 組，道岔打磨300組，鋼軌打磨 1 000 km，道岔清篩180組。

2.2 神華集團大型養(yǎng)路機械配置

中國神華軌道機械化維護分公司主要承擔神華鐵路軌道大修、清篩、搗固、整形等業(yè)務，配置全斷面道砟清篩機12臺、隧道清篩機1臺、道岔清篩機1臺、區(qū)間搗固車34臺、道岔搗固車8臺、穩(wěn)定車14臺、配砟整形車12臺。

于2017年年底，神華集團依據(jù)近幾年線路年運量，以及國家鐵路局大秦線維修經(jīng)驗和現(xiàn)行修規(guī)，研究確定了神華集團鐵路線路養(yǎng)護維修周期，見表2。

表2 神華集團鐵路線路養(yǎng)護維修周期 年

根據(jù)表2，計算得出神華集團鐵路主要線路年平均養(yǎng)護維修工作量，見表3。

據(jù)現(xiàn)場調研，清篩機、搗固車、穩(wěn)定車、配砟整形車組成的養(yǎng)路機組平均作業(yè)效率為800～1 000 m/h；而使用DCL-32搗固車機組較使用DC-32搗固車機組作業(yè)效率提高約30%[10]。

若不考慮大型養(yǎng)路機械從待避線至作業(yè)現(xiàn)場的行駛時間，1個大型養(yǎng)路機械機組在不同天窗作業(yè)效率及工作量見表 4。

表5為按照表 3、表 4中的神華集團鐵路線路年平均養(yǎng)護維修工作量和大型養(yǎng)路機械天窗作業(yè)效率，維修天窗分別執(zhí)行3 h和4 h時，所需的大型養(yǎng)路機械(機組)配置。由表5可見：

1)在天窗總時長基本一致的情況下，完成神華集團鐵路線路設備的年度維修任務(參見表 3)，不同時長天窗所需大型養(yǎng)路機械配置較明顯的差異主要體現(xiàn)在大修機組(道床清篩)，而維修機組無明顯差異。執(zhí)行3 h天窗較4 h天窗需多配備2組大修機組和1組道岔清篩機組。故安排線路區(qū)間和岔區(qū)道床清篩作業(yè)宜用4 h天窗，而道床搗固整道和鋼軌打磨作業(yè)可多安排3 h天窗。

表3 神華集團鐵路主要線路年平均養(yǎng)護維修工作量

2)中國神華軌道機械化維護分公司現(xiàn)有大型養(yǎng)路機械配置中，除大修機組(道床清篩)設備配置符合需求外，維修機組的缺口還比較大。其中，DCL-32搗固車維修機組缺3臺，道岔搗固車缺1臺，鋼軌打磨車缺6臺，道岔打磨車缺8臺，橋隧清篩機缺若干。

表4 1個大型養(yǎng)路機械機組在不同天窗作業(yè)效率及工作量

表5 大型養(yǎng)路機械(機組)配置

3)從運行里程來看，神華集團全斷面清篩機數(shù)量為呼和浩特鐵路局集團公司的2倍。在同等天窗條件下預期線路清篩里程也約為呼和浩特鐵路局集團公司實際完成里程的2倍。神華集團搗固車維修機組增加3組后，整體搗固機數(shù)量比呼和浩特鐵路局集團公司多30%，在同等天窗條件下預期搗固里程也比呼和浩特鐵路局集團公司實際完成里程多30%。據(jù)此，認為目前設備配置情況合理，與實際情況大致相當。

需要強調的是上述大型養(yǎng)路機械配置需求是根據(jù)前述設備大修、維修周期計算得出的，但在鐵路實際運營維修過程中，由于多條線路的養(yǎng)護維修時間點存在差異，對于大型養(yǎng)路機械的使用和調度會根據(jù)線路狀態(tài)實時發(fā)生變化，維修工作量與上述計算結果會發(fā)生一定的偏差。

綜合以上分析，按照神華集團鐵路目前線路總里程和運量，需要配置如表 6所示數(shù)量的大型養(yǎng)路機械，以滿足線路正常維修需求，保證線路正常運輸。

表6 神華集團鐵路大型養(yǎng)路機械配置

鑒于購置大型養(yǎng)路機械投入費用較大，對于表 6的需求配置與實際存在的缺口，建議統(tǒng)籌各線路養(yǎng)護維修時間和設備調用情況，采取租賃或其他措施解決。

3 結論及建議

通過對大型養(yǎng)路機械配置的對比分析，并結合神華集團鐵路線路現(xiàn)有大型養(yǎng)路機械配置情況，建議進行以下優(yōu)化：

1)在目前天窗和維修周期下，維修設備還有一定的缺口，可采取租賃或其他措施解決。

2)目前在道岔區(qū)等大型養(yǎng)路機械無法覆蓋的作業(yè)區(qū)段可以結合人工維修完成作業(yè)。

3)線路中隧道、橋梁占比較高，而目前缺少專用清篩設備，可跟蹤最新技術，與相關機構合作研制專用設備進行機械化清篩。