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快速发展的中国高速铁路

何华武 (铁道部总工程师)

 

一、中国铁路现状、问题及发展要求

(一)路网现状及问题

在近现代中国,铁路被孙中山先生认为是强国富民的{sx};被xxx命名为国民经济的先行官;被人们看成是国民经济的火车头;也曾长期被旅客、货主们称“铁老大”(这种称呼可以理解为一种民间定位,是对铁路重要性的一个民俗式注脚);铁路更多的被界定为国家重要的基础设施,国民经济的大动脉,大众化的交通工具,综合交通体系的骨干;铁路的现代化关系到国家现代化目标的实现,历来都深受国家的重视,备受社会的关注,公认在工业化进程阶段铁路的发展应与经济社会的发展同步前进或适度超前。然而,中国铁路的悲情往事,常常令人扼腕,令人无法平静自抑。

二、国外高速铁路发展及中国高速铁路网规划

   (一)国外高速铁路发展

   19世纪蒸汽机车的发明,使铁路成了{zx1}的交通工具。内燃机车、电力机车的发明,是铁路这一“夕阳”产业焕发了青春。列车运行速度有质的飞跃。20世纪初,德国列车试验速度达到了时速209.3km,1995年法国创造了时速331km的试验速度。此后,试验速度不断被刷新。1981年2月法国的试验速度提高到380km,1988年5月德国把试验速度提高到时速406.9km,半年后法国又达到482.4km,1991年5月法国的试验速度先后达到了时速510.6km和515.3km,创造了世界记录。纵观世界各国铁路的发展,从根本上说就是一个不断地创新、不断的发明、不断的提高列车运行速度,以满足经济社会发展需要的过程。目前,世界上已经建成并投入运营时速250km以上高速铁路线路总长达6350公里。

    1.国外高速铁路现状

   (1)日本

    1964年10月1日,世界{dy}条高速铁路东海道新干线建成通车,列车{zg}运行时速达到210km。东京到大阪的运行时间从过去的6小时30分钟缩短为3个小时。后经改造,目前列车{zg}运行时速达到270km。

    从1972年3月至2002年12月,先后建成投入运营的有山阳新干线、上越新干线、北陆新干线。投入运营的5条新干线营业里程合计2048.8km,{zg}时速270—300km;运输模式为客运高速,新干线与既有铁路不兼容;客运公司新干线间既有列车跨线跨界运行,又有不出公司管界运行(如在东京站旅客换乘)两种模式。日均发送旅客约90万人次。几条新干线主要技术条件比较:建成日期越近,采用无碴轨道比例越高,桥隧比例越大,动车组性能越好,列车运行控制与综合调度系统分别统一为数字ATC与COSMOS系统,养护、维修管理机构和定员数越少。

   (2)法国

巴黎和里昂是法国{zd0}的两大城市,连接两座城市的TGV东南线于1981年(南段)和(北段)分别投入运营。{zg}运行时速达到270km。巴黎到里昂390km,旅行时间仅为2小时,比过去缩短一半。

从1989年9月至2001年,先后建成投入运营的高速铁路有大西洋线、东南延伸线、北方线、巴黎东环线和地中海线。投入运营的6条高速铁路营业里程合计1576km,{zg}运行时速270—300km,运行模式为客运告诉、高速铁路与既有铁路兼容。TGV列车可下到普通铁路运行。年发送旅客5亿多人次,旅客周转量约2000亿人公里。几条高速铁路主要技术条件比较:除个别隧道,均采用有碴轨道;区间设渡线可反向行车;建成日期越近,线间距、曲线半径、坡度、路基面宽、隧道有效断面积等标准均有所提高,TGV双层动车组增多,列车运行控制系统采用UM2000+TVM430。

   (3)德国

{dy}条高速铁路是汉诺威—维尔茨堡、曼海姆—斯图加特。汉诺威—维尔茨堡线路全长327km,1973年开始动工,1987年完成94km并投入部分使用,1991年全部投入使用。曼海姆—斯图加特全长107km,其中新线99km,1976年开始动工,1991年投入使用。ICE列车在保证中途停站不变的情况下,使曼海姆—斯图加特的旅行时间缩短为原来的68%,使法兰克福到斯图加特的旅行时间缩短到原来的64%。

从1998年9月至2002年8月,先后建成柏林—汉诺威、科隆至法兰克福线。投入运营的4条高速铁路营业里程合计917km,{zg}运行时速250—300km,高速铁路既有客运专线,又有客货共线运行模式。几条高速铁路主要技术条件比较:本世纪初投入运营的是高速客运专线,新建部分全部采用无碴轨道,桥隧比例增大,线路{zd0}坡度、{zd0}允许超高和欠超高、缓和曲线长度等技术参数加大,最小曲线半径适量缩小,同是8辆编组动车组,动力车{zd0}功率增至8000kW,列车运行控制采用改进型LZB。

   (4)其它国家

西班牙{dy}条高速铁路是马德里—塞尔维亚,全长471km。1987年10月动工新建,1992年4月投入运营。线路设计时速300km,列车{zg}运营时速270km。由于高速线的开通,马德里—塞尔维亚的旅行时间由原来的5小时45分钟缩短到2小时15分钟。2003年开通马德里—莱里达线。投入运营的高速铁路营业里程合计952km。

意大利罗马至弗罗伦萨是其{dy}期高速铁路,为既有线改造而成。既有线建于100年前,总长316km,坡度大、小半径多,成为意大利铁路南北干线中的瓶颈区段。该线1992年完工,线路设计时速250km。罗马至那波利,采用ETCS2列控系统,2006年1月12日后商业运营,时速300km。被认为是欧洲铁路跨国运输发展的一个里程碑。

英国海峡隧道与伦敦连线109km,已建成运营时速300km隧道至法克汉站74km。

比利时88km。韩国首尔至釜山412km,已建成运营首尔至大邱段一期工程,时速300km。

2.未来高速铁路的发展

国外高速铁路运营实绩证明,具有全天候、大运能、高速度、舒适安全、低能耗、轻污染、成本低、占地少、投资省、效益高等特点,发展高速铁路可为社会发展、经济发展提供强大支撑。

1992年在布鲁塞尔召开了欧洲高速铁路会议,确定了欧洲高速铁路远期发展总体规划,包括欧共体各国及奥地利和瑞士在内,高速铁路发展将达到23000km,其中新线12000km。对于整个欧洲(不包括前苏联)而言,高速铁路网里程最终将达到35000km,其中20000km为新线。

1994年欧盟通过了在2010年建成29000km泛欧高速铁路网规划,并选定了10个优先项目。规划中东欧现有路网将首先改建成时速160—200km的快速线,并将华沙、布拉格、布达佩斯等城市通过高速线与西欧连接起来。

法国高速铁路规划中新线长度为4700km,其中待建新线3000km以上。目前正在建设巴黎—斯特拉斯堡的东部高速铁路。届时,高速列车通达线路总长将达到11000km,其中6500km既有线须进行不同程度的改造以适应TGV高速列车的运行。

德国高速铁路中长期规划:从汉诺威向北修建一条与汉堡—不莱梅相连的高速线、修建斯图加特—乌尔姆高速线、改造乌尔姆—奥格斯堡既有线。目前正在建设纽伦堡—慕尼黑高速铁路。

日本20世纪70年代就提出修建总长约7000km新干线的“基本计划”。目前正在建设的新干线有500km,如东北新干线从八户延伸到青森、九州新干线的福冈—八代段、北陆新干线的长野—直江津段。

西班牙1999年再次提出加快高速铁路建设规划,除马德里—巴塞罗那—瓦朗斯高速线外,还包括马德里—瓦拉多利特的高速铁路。

韩国正在修建大邱—釜山130km的第二期高速铁路。

英国海峡隧道与伦敦连接线,正在修建下穿泰晤士河底—圣派克斯站的二期工程。

(二)中国高速铁路网规划

高速铁路具有通过能力大、行车速度快、运输效率高等突出特点,如果形成网络,覆盖全国主要城市,将更能发挥出安全舒适、快捷高效的优势。

普遍认为:新建铁路列车{zg}运行时速≮250km,改建铁路列车{zg}运行时速≮200km,可称之为高速铁路;时速160~200km铁路称为快速铁路;高速铁路、城际轨道交通、城市客运铁路、以客为主适量兼顾货运的铁路均为铁路客运专线子集。我们在编制铁路网规划中接受了这些概念,在具体建设项目中,视项目的地位、功能、属性、定位命名。

中国大陆在既有线改造,提高列车运行速度方面取得了巨大成就,目前时速≮160km的线路延展里程达14025km,时速"~200km的线路延展里程达537lkm。中国台湾正在修建台北至高雄的高速铁路,线路全长345km。尽管高速铁路已起步,但与欧盟1994年就通过了的泛欧高速铁路网规划相比,仍存在显著差距。

根据经济社会发展需要和市场需求,中国大陆客运专线网规划目标是努力覆盖主要城市,使北京、上海、广州、武汉、成都、西安六个中心城市至全国主要城市的旅行时间大大缩短。

1. 铁路客运专线网规划 .

到2020年,初步形成北京一上海、北京一武汉一广州一深圳、北京一沈阳一哈尔滨(大连)、杭州一宁波一福州一深圳和徐州一郑州一兰州、杭州一南昌一长沙、青岛一石家庄一太原、南京一武汉一重庆一成都“四纵四横”客运专线,客运专线总规模约1.25万公里。旅客列车运行时速将达到200公里以上。

(1)“四纵”客运专线

北京一上海:全长1.318公里,纵贯京津沪三市和冀鲁皖苏四省,连接环渤海和长江三角洲两大经济区;北京一武汉一广州一深圳:全长约2260公里,连接华北和华南地区。武汉至广州段全长995公里,2005年6月开工;北京一沈阳一哈尔滨(大连):全长约1700公里,连接东北和关内地区。秦皇岛至沈阳段已于2003年建成。杭州一宁波一福州一深圳:全长约1600公里,连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。

(2)“四横”客运专线

徐州一郑州一兰州:全长约1400公里,连接西北和华东地区。已开工建设郑州至西安段455公里。

杭州一南昌一长沙:全长约880公里,连接华中和华东地区。青岛一石家庄一太原:全长约770公里,连接华北和华东地区。已开工建设石家庄至太原段205公里。

宁汉蓉(南京一武汉一重庆一成都):全长约1600公里,连接西南和华东地区。已开工建设南京至合肥段、武汉至合肥段、宜万段、成遂渝段。

(3)几个重要路段客运专线

昌莆铁路自南昌枢纽引出,经江西抚州、福建沙县至莆田(福州),全长约560km。这条铁路将构成我国中西部地区至东南沿海新的、路程更短的通道。

还有:南昌九江、海南东环、南京杭州、南京安庆、成绵峨、长春吉林等客运专线路段。

(4)三个区域城际轨道交通

长江三角洲、珠江三角洲、环渤海(京津冀)地区城际客运系统,覆盖区域内主要城镇。

长三角:以上海、南京、杭州为中心,形成“z”字型主骨架,形成连接沪宁杭周边重要城镇的城际客运铁路网络。

珠三角:以广深、广珠两条客运专线为主轴,形成“A”字型线网,辐射广州、深圳、珠海等9个大中城市,构建包括港澳在内的城市1小时经济圈。现已开工建设的广深客运专线线路长度约105km,从新广州站到深圳约30分钟时程;广珠城际轨道交通自广州新客站,经番禺、顺德、中山至拱北口岸,含江门支线约143km,运输模式以站停小编组列车为主,直达列车为辅。

环渤海:以北京、天津为中心,北京{yt}津为主轴进行建设,形成对外辐射通路。已开工建设京津城际轨道交通,全长约115km。

2.铁路提速规划

今年将实施的第六次大提速,京沪、京广、京哈和陇海线部分区段,胶济、浙赣、武九、广深线等将实现时速200km的运行目标。

在铁路客运专线网和铁路提速规划线路中,符合新建铁路列车{zg}运行时速≮250km,改建铁路列车{zg}运行时速~200km。铁路的集合,即形成高速铁路网规划。

实施《中长期铁路网规划》两年多来,由于社会广泛的重视和支持,拟建铁路客运专线里程将突破《规划》阶段目标,这是经济社会发展需要和市场需求所致。《规划》将随五年计划实施情况进行必要的调整、修订。

中国高速铁路规划落地了,被称为“支撑”、“保证”的技术体系又如何呢?

三、国外高速铁路代表作与中国高速铁路技术体系

高速铁路建造水平,是以列车速度、行车密度、安全性、平稳性、舒适度、准点运行以及综合维修工作量等进行评价的。

(一)国外高速铁路的代表作

1.德国科隆至法兰克福高速铁路

全长219km,其中新线长155km,克隆机场线长15km。新线部分基础设施按时速350km设计,运行时速300km;最小曲线半径3500m,{zd0}坡度40‰,最小破段长1km,竖曲线最小半径25000m;线间距4.5m,路基面宽12.1m,{zd0}超高180mm;工后沉降量≯3cm,实际承包商自控在1.5cm,路基与结构物间的工后差异沉降量<0.5cm,工后不均匀沉降≯2cm/20m;18座大中桥总长约6km,梁跨在29—65之间,结构高度在3—5.35m之间,跨高比一般为11,使用UIC71荷载分配图(适用于8t/m的荷载和总重100t的机车),桥梁设计除考虑承载力、疲劳强度、维修方便、经济性以外,还考虑艺术造型;30座隧道总长47km,占线路总长的21.5%,双线隧道的横截面净面积92平方米,开挖横截面约150平方米,隧道设计考虑了养护、维修和防灾、救援条件。新线155km全部采用无碴轨道,并铺设了多机多点(最多9台)转辙机,44组无碴轨道道岔,侧向通过速度分别为100、130、160km/h。列车运行调度由法兰克福行车控制中心LZB总机操控;全线设蒙塔鲍尔和法兰克福机场两个区域微机联锁中心,各站设微机联锁分机,之间的连接采用光缆并构成冗余;列控系统采用改进型的LZB列车运行控制系统,在ICE3高速列车上安装了改进的车载设备。在线路上装有相应地面设备,计轴器检查轨道的空闲状态。(改进型LZB列车运行控制系统不符合欧洲列车控制系统ETCS技术条件,原因是1998年设备供应商还不能提供负荷要求的系统方案)。GSM—R无线通信网与DB路网公司整体工程同时建设,在新线段仍采用了传统的西欧内通信设备解决业务通信;采用MAS90型系统对塌方和火灾报警设备、空调设备、隧道安全照明设备、隧道紧急呼叫设备、热轴/抱闸探测设备、接触网电压检测设备、电梯和道岔加热设备及你想那个集中监视、报告。旅客信息方面,在车站安装了双面电子式出发列车表示器、双面式时钟和列车发车时刻通告牌。全线设奥尔赛特、乌尔巴赫、蒙塔鲍尔、林堡南和沃尔斯多夫5个变电所;设布雷肯海姆、埃德斯海姆2个配电所,变、配电设备无人值守,由电调中心监督和遥控。同时为协调接触网运营管理,设备接触网支柱隔离开关和接地隔离开关的电调和远动设施;采用“SICATH1.0”型接触网;在双线隧道中,首次采用月牙板结构方式构成张力调整器,为避免扰动无碴轨道路基,基础采用“旋转式钻孔法”。

2.日本山阳新干线

山阳新干线由新大阪至博多,全长562km。全线新设17个车站,平均站间距32.6km,{zd0}站间距55.9km;全线路基长70km,桥梁211km,隧道281km,桥隧占线路全长87.5%;最小曲线半径4000m,竖曲线半径15000m,{zd0}坡度15‰,线间距4.3m;冈山至博多二期工程大部分采用无碴轨道;双线隧道有效断面积64平方米,到发线有效长度530m;列车运行控制系统为数字ATC,动车组500系为主,运营管理采用运输计划、运行管理、车辆管理、设备管理、电力系统控制、维修作业管理、集中信息监控、站内作业管理8个子系统构成的COSMOS综合调度指挥系统,列车{zg}运行时速300km。东海道、山阳新干线2003年输送旅客19049.4万人,旅客周转量545.76亿人公里,日输送旅客52.19万人。数据说明,日本新干线运量大,运输能力强。

3.法国地中海线

地中海线自瓦朗斯至马赛,全长295km,设计时速350km,{zg}运行时速320km。最小曲线半径7000m,{zd0}坡度35‰,线间距4.8m,路基面宽14.2m,双线隧道有效断面积100平方米,每25km左右设区间渡线,侧向过岔时速160km,全线除马赛枢纽内马赛味道为无碴轨道外,其余全部为有碴轨道。

经过40多年的发展,高速铁路技术逐渐形成以德、日、法3个技术原创国为代表、适合各自国情和发展状况的技术格局,成为各自独立、各具特点的技术体系。

(二)中国高速铁路技术体系

近几年,我们在学习消化吸收世界高速铁路先进成熟技术的基础上,系统总结了多年来我国客运专线工程技术、科研试验成果,针对高速铁路建设的关键技术问题,又进一步开展了研究、试验、验证、预设计、工程设计咨询,技术装备的自主创新和各系统集成研究攻关。目前,站前技术已经取得全面突破,站后技术引进消化吸收再创新工作已经进入重点突破阶段,初步形成适合中国国情路情的高速铁路自主技术体系。

路网结构方面。将铁路客运专线按经济社会发展需要和市场需求,分别定位为时速300~ 350km档次高速铁路和时速200~250km以客为主兼顾货运(甚至是双层集装箱通路)档次高速铁路(目前这类客货混跑的线路有甬福深、石太、宁合汉、昌莆等);环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区的城际轨道交通:以及长吉、昌九等城际轨道交通,时速≮200km;经过提速改造,东、中部地区既有线已形成的时速≯200km的线路。这些线路构成了一张完整的快速客运铁路网,时速200~250km动车组可上时速300~350km的线路运行,时速≮120km客车可上时速200-250km的线路运行。这样的旅客列车运行模式,可获得{zg}的运输效率和{zd0}的运输效益。大量旅客列车跨线运行,是中国国情、路情、路网兼容性需要的,也是欧盟希望做到而正在努力的事情,中国铁路一定能做到,这正是中国铁路路网统一性的{zd0}优势。

轨下基础方面。我国幅员辽阔,从东北平原到珠江三角洲,从滨海至陇中高原、四川盆地,地形、地貌、地质、地震、气象、水文等自然特征多样。高速铁路的选线,综合交通客运站建设,软土、松软土、湿陷性黄土地基处理,大面积沉降区的工程措施,长江、黄河、珠江等大江大河的跨越,长大隧道顺利实施通过等,都需要保证轨下基础的可靠性和耐久性,其难度在世界上也是少有的,有技术难题在高速铁路技术原创国也未曾遇见,没有成熟经验。

轨道电路方面。中国铁路既有网已发展谐振式无绝缘轨道电路,无碴轨道道床内部的钢筋网与轨道电路存在电磁感应,对钢轨阻抗参数构成影响,严重抑止了谐振式轨道电路的技术能力,处理不成功就会影响到“ZPW2000A+点式+ATP”列控系统稳定、可靠地工作。我国在赣龙线枫树排隧道延长轨道电路传输长度试验验证,采用纵、横向钢筋问加绝缘措施后,钢轨阻抗参数已趋近目前标准值。为做到成熟、可靠,我们还将轨下橡胶垫板、铁垫板下绝缘缓冲垫板加厚。锚固螺栓与铁垫板间从无绝缘件改设绝缘套等。以上措施~并在遂渝线进行扩大

试验验证,关键就是要解决路网兼容性问题。

正是这些新的、特殊的要求,也正是这些与国外高速铁路的差异性,中国高速铁路不可能xx照搬任何一国的高速铁路技术体系,只有立足于自我,坚持博采众长,把借鉴、消化、吸收国际上先进、成熟、可靠的技术与研发、试验验证、自主创新相结合,系统集成,才能形成符合我国国情、路情的世界{yl}高速客运专线技术体系,才能经得起运营的考验,历史的检验。

xx我国时速300~350km客运专线技术体系主要内容:

1.运输组织

按不同速度的本线和跨线高速列车混合运行,本线列车运行时速300km,跨线列车运行时速≮200km。

列车追踪间隔时间3min;综合调度所集中设置,与动车检修基地和生产布局相一致。

2.工务基础设施

最小曲线半径7000m,{zd0}曲线半径≯14000m。夹直线和圆曲线最小长度一般≮0.81max。区间正线{zd0}坡度≯20‰,动车组走行线≯30‰。区间正线设计较长坡段,最小坡段长度一般≮900m。相邻坡段坡度差≥1‰时,设竖曲线,半径≮25000m。车站数量按大中城市、枢纽和xx旅游胜地分布设置。始发终到客站到发线数量按满足高峰小时列车密集到发的需要设置。

高速、城际、普速列车共站的车站,原则分场布置,设必要的联络进路;站台长450m,站台高出轨面1.25m。

以无碴轨道作为主要结构形式,在地质灾害和地质活动活跃断裂带地段,以及不宜铺设无碴轨道地段,采用有碴轨道结构;无碴轨道铺设精度,高低和轨向≤2mm/10m,水平≤lmm,轨距±lmm;有碴轨道采用特级道碴,道床厚350mm,铺设精度高低和轨向~2mm/10m,水平≤2mm,扭曲≤2mm,轨距±2mm。到发线采用混凝土宽枕。

采用跨区间无缝线路。采用100m长定尺无螺栓60kg/m钢轨。

无碴轨道采用弹性分开式扣件,节点间距≤650mm,调高量30mm,调距量一12/+10mm,桥上抗拔力≥80kN,其它地段≥100kN。

正线道岔直向通过时速350km,进出站侧向通过时速80km,跨线联络线道岔侧向通过时速≥160km。

无碴轨道正线区间直线地段路基面宽度13.6m。严格控制路基工后沉降、不均匀沉降和过渡段差异沉降,保持路基纵向刚度的均匀性和良好的动力特性,稳定安全系数≮1.5;工后沉降量≯3cm,路基与结构物间的工后差异沉降量<0.5cm,工后不均匀沉降≯2.0cm/20m。

地基加固处理措施根据地基的物理力学性质、岩土层分布厚度及其特性、路基高度等因素优选。软土、松软土地基,以复合地基法加固为主,地基处理后须有合理的放置时间,确保本体和地基沉降变形稳定,布置沉降观测设备进行沉降观测,并实时分析处置。

采用ZK(0.8UIC)作为设计活载。桥梁结构按满足100年使用年限要求,主要措施采用耐久性混凝土,加强构造细节设计和桥面防排水系统设计,布置合理的检查和维修设施。

在路基填方大于5m的地段、地基处理困难地段,为节省用地,确保工后沉降控制,采用以桥代路通过。

桥梁结构采用预应力混凝土简支、连续刚构、钢筋混凝土连续框构、钢筋一混凝土连续结合梁、简支钢桁梁等,已编制了通用设计参考图。

单洞双线隧道断面有效面积100平方米,单线隧道断面有效面积70平方米,隧道洞口若有特殊环境要求的可设置洞口缓冲结构,隧道内设防灾与救援设施。

3.电气化、电力

牵引变电所的布点,接触网和牵引变电所外部电源供电方案的确定,均按满足{zg}时速350km和3min追踪运行间隔进行设计,牵引变压器的安装容量接运输需求确定。

高速正线采用2×27.5kv(AT)供电方式,牵引变压器采用单相接线,外部电源采用220kv,接触网标称电压25kv,长期{zg}电压27.5kv,短时(5min){zg}电压29kv,设计{zd1}工作电压20kv(电压质量20~29kv)。

牵引变电所设两台20/2 x 27.5kv单相变压器,二者互为备用;27.5kv设备采用户内布置方式;27.5kv侧母线采用电动隔离开关分段;馈线备用方式100%备用。

AT所、分区所2台电动隔离开关内侧设2台自耦变压器,互为备用。

牵引变电所、开闭所均按无人值班设计,AT所、分区所均按无人值班、无人值守设计。

各所保护、测量、控制设备采用综合自动化系统,纳入综合调度系统中的牵引供电调度子系统。

接触网悬挂类型采用全补偿简单链型悬挂。

接触线悬挂点距轨面高度5300mm,导线{zd1}高度5150mm,结构高度1400mm;张力接触线25kN,承力索20kN;支柱侧面路基地段有碴轨道3.1m,无碴轨道3.0m,桥梁3.0m。

采用综合接地系统。接触网与通信、信号、信息等专业共用沿线敷设的贯通综合地线(截面95m2铜线)。车站接触网支柱与车站综合接地网相连,距综合地线15m以外的支柱及其它金属物可单独接地,接地电阻≯10。同时,各牵引变电所、AT所、分区所、开闭所内的接地网与沿线贯通的综合接地系统相连。

具有一级负荷的变配电所,采用两路独立电源受电,一般为两路专屏专线。

采用SCADA系统(数字采集监控系统),对牵引供电设备、电力供电设备及供电安全监控系统进行一体化监控管理,

4.通信、信号及信息化

有线通信以光纤传输、接人为基础,通过电路交换、数据交换系统,为沿线站段提供话音、数据及图像传输业务,光缆中为信号提供独立光纤,作为安全信息传输通道。

无线通信采用GSM—R综合移动通信系统,为列车运行控制系统提供安全数据传输通道,并提供移动环境下的话音、数据等通信业务。利用光纤接入和移动无线技术,构成具备话音、数据及图像传输的应急通信系统。

目前在建的大秦、青藏、胶济三条线GSM—R,正在研究解决互连互通问题,同时启动全路核心网的建设。沿线无线电波覆盖满足列控系统的接收标准。

设置综合网管系统、同步及时分配系统、综合监控系统。

列控系统按满足时速350km、列车最小追踪间隔3min设计;采用基于GSM—R无线传输方式的CTCS3级(相当于欧洲ETCS2级列控系统)和ZPW2000(含UM2000系列)轨道电路与点式应答器构成的CTCS2级组成冗余配置的列控系统。CTCS2级系统与既有时速200km提速线列控系统兼容,其中的轨道电路、点式应答器等在CTCS3级中作为列车占用检查和列车定位对标的平台。

列控系统CTCS2级由车站列控中心、轨道电路、点式应答器及车载列控设备等组成;CTCS3级在前者基础上,增加RBC无线闭塞中心、GSM—R无线通信网络、无线通信传输模块及车载无线接受模块等设备。

运营调度系统必须与我国的路情、运输组织方式、运营管理模式紧密结合,坚持运输集中统一指挥,坚持通道为主、兼顾区域,统筹规划、分布实施的原则。

5.其它

全路设北京、上海、武汉、广州四大动车检修基地,承担客运专线动车组一至五级检修,其段址、用地规模已落实,正在推进设计。客运站按需求配属动车运用所,承担动车组整备和不大于二级检修。

沿线铁路噪声采取设置声屏障降噪的措施;结构设计、材料选择要满足脉动力检算要求。桥梁声屏障与梁部一体化设计。采用在轨道和梁体之间加设弹性层等综合措施减振。

铁路客站是连接铁路与城市的桥梁,是沟通铁路与旅客的纽带,是诠释铁路服务内涵的载体,是代表铁路形象的标志性建筑。要全面、综合、系统地体现“功能性、系统性、先进性、文化性和经济性”建设理念,注重太阳能照明、地源热泵、中水的利用。

铁路建设技术体系,内容丰富,在这里xx了一个速度档次的技术体博大精深,也需要随着经济、社会发展、科技进步不断进行完善、提升。我尤其强调,在实施过程中,一定要下功夫解决轨下基础工后沉降达标控制、无碴轨道系统精度及寿命期耐久性、列车运行控制系统可靠性、运营调度系统完整性和高效性,以及系统之间、专业之间、系统和专业之间接口集成等关键技术,以不断完善我国铁路的技术体系。

 

四、建设项目进展、典型工程及重大技术问题

(一)建设项目进展

(二)典型工程—— 京沪高速铁路

1.总体设计

京沪高速铁路位于我国华北和华东地区,两端连接环渤海和长江三角洲两个经济区域,全线纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省。国土面积占全国的6.5%,人口占全国的26.7%,人口100万以上城市11个,国内生产总值占全国的43.3% ,是我国经济发展最活跃和{zj1}潜力的地区,也是我国客货运输最繁忙、增长潜力巨大的交通走廊。

沿线以平原为主,局部为低山丘陵区,经过海河、黄河、淮河、长江四大水系。北京至济南属冀鲁平原,地形平坦开阔,地势为两端高、中间低,团泊洼一带为全线最地处;济南至徐州属鲁中南低山丘陵及丘间平原,地形起伏较大,泰安段为全线海拔{zg}的区段;徐州至上海段线路主要通过黄淮长江三角洲平原区,局部(蚌埠至丹阳)通过阶地垄岗、低山丘陵。

沿线的工程地质条件主要是软土、松软土分布广泛,尤其是武清至沧州段松软土、丹阳至上海段软土,埋深变化大、软土层厚、强度低,工程性质差。

设计{zg}运行时速350km,初期运营时速300km,列车最小追踪间隔按3分钟设计。预计京沪高速铁路建成后,北京南至上海虹桥站全程运行时间时速350km为3h58min、时速300km为4h37min、时速200km为6h52min,年客运输送能力双向达到1.6亿人。

线路走向:与既有京沪铁路大体平行,正线全长约1318km,较既有京沪线缩短约140km。线路自北京南站西端引出,沿既有京山线,经天津新设华苑站并与天津西站间修建联络线连接;向南沿京沪高速公路,在京沪高速公路黄河桥下游3km处跨黄河,在济南市西侧新设济南高速站;向南沿京福高速公路东侧南行,在徐州市东部新设徐州高速站;于蚌埠新淮河铁路桥下游1.2km处跨淮河设新蚌埠站,过滁河,在南京长江大桥上游20km的大胜关越长江后新设南京南站。东行经镇江、常州、无锡、苏州,终到上海虹桥站。

天津、济南、徐州、蚌埠、南京、上海等枢纽地区通过修建联络线引入既有站。

主要车站布置:北京南站:按13台24线布置,其中:设京津城际(4台7线)、京沪高速(6台12线)及普速兼市郊(3台5线)共三个车场。天津西站:从杨村取直通过南北两条联络线引入,其中北侧联络线预留条件。天津至天津西地下直径线及京滓城际轨道交通从东端引入。天津西站改建客运车场,按1O台18线布置,其中:设高速(6台11线)及普速(4台7线)两个车场。济南高速站位于济南市规划搬迁的张庄机场西侧,距市中心8.5km,按8台14线布置。南京南站位于城市机场高速公路和秦淮河之间,距离市政府lOkm。京沪高速、沪汉蓉铁路、沪宁城际、宁杭城际、宁安城际等线引入车站,车场布置及各线间联络线设计十分复杂,暂按l3台26线设计。上海虹桥站位于虹桥机场西侧与既有沪杭铁路外环线之间,沪杭既有线、京沪高速、沪宁城际以及沪杭客运专线、沪杭城际线引入车站,按16台3O线布置,其中:设高速(1O台19线)、城际兼普速(6台11线)两个车场。

主要工程内容:桥梁长度约1140km,占正线长度86.5%;隧道长度约16km,占正线长度1.2%;路基长度162km,占正线长度l2.3%;全线铺设无碴轨道约1268正线公里,占线路长度的96.2%。有碴轨道约5O正线公里,占线路长度的3.8%。全线用地总计7.5万亩(不包括北京南站、北京动车段、大胜关桥及相关工程)。全线设车站21个;北京、上海2个动车段。济南、南京南、虹桥3处动车运用所;20个固定设施保养点;通信、信号、信息系统、牵引供电等站后设备。

预计今年三季度开工,2010年建成投入运营。

2.重大工点概述

(三)重大技术问题

1.无碴轨道结构选型

目前高速铁路上应用比较成熟的无碴轨道结构主要有:挡肩板式、无挡肩板式、双块式轨枕埋人式、双块式轨枕压入式、框架板式(简称CRTSI⋯n)等。我国通过消化、吸收与自主设计研发结合,也形成了具有自主知识产权的结构形式,并先后在秦沈客运专线、赣龙铁路和遂渝综合试验段等工点上进行了铺设,设计、制造和充填层材料等关键技术已接近世界先进水平。

2.轮轨关系相关的技术问题

要保证高速铁路安全性和乘坐舒适性。必须解决好轮轨关系相关的技术问题。包括钢轨、轨底坡、车辆轮背距、车轮踏面等。

(1)钢轨材质

(2)钢轨断面与轨底坡

(3)轮背距

(4)车轮踏面

3.区域地面沉降和深厚软土区轨下基础工后沉降问题

4.高速铁路列车运行控制系统有关问题

在设计暂规中,高速铁路采用ETCS2+CTCS2冗余配置列控系统。考虑欧洲除意大利、德国外,其它国家尚未将ETCS2系统投入应用,必须对以下技术问题进行深入、工程化研究。

(1)无线通信GSM—R频段的电磁环境问题

采用ETCS2系统、GSM~R作为列控系统信息无线传输媒介,必须有良好的电磁环境作保障。要尽快研究高速铁路沿线电磁环境对ETCS2的影响及其对策、措施。

(2)ETCS2与CTCS2系统结合问题

我国研发的CTCS2列控系统,尚未通过严格标准的安全评估与认证。ETCS2能否与CTCS2系统结合,构成具有中国自主知识产权的列车控制系统,并按国际惯例,通过安全评估与认证,需要进一步深化工作。必须尽快对CTCS2系统进行安全认证。

(3)高速铁路普遍设高架车站,高架车站设安全线并不安全,要研究不设安全线或隔开进路的条件下,保证3分钟行车间隔采用的列车控制与联锁技术等措施。

此外,高速铁路综合交通客运站系统设计、工务工程修建、动车组、列车运行控制、牵引供电、运营调度、客运服务、系统集成等系统都有迫切需要解决的重大技术问题具体可参阅{2006年铁路科技研究开发计划项目指南》和《铁路科技发展“十一五”规划》。这些重大技术问题都预示着,我们的工作任务之繁重,压力之巨大,都是以往所不可比拟的。建设高速铁路,历史责任、历史使命都要求大家在每个项目、每个阶段、每项工作一中容不得半点延误,否则就有可能

影响大局;每前进一步,都必须付出更加艰苦的努力,做大量卓有成效的工作。

五、保障中国高速铁路快速发展的主要措施

按照《中长期铁路网规划》,到2020年,铁路建设共需投资约2亿元,还有一些关键技术问题需要取得全面突破。必须采取有力的措施,确保铁路网中长期发展目标的实现。

(一)资金保证措施

(二)技术保障措施

要有效利用资源,创新技术管理手段,取得关键技术的全面突破,为实现高速铁路建设目标提供强大的技术支持。

1.有效利用咨询成果,不断解决技术难题

2.加快试验验证工作,指导高速铁路建设

全力做好CRH2型动车组综合性能试验及“ZPW2000+点式+ATP”列控系统试验验证,完成胶济线即墨一高密段列车直向通过速度250km/h道岔试验验证。

3.增强自主创新能力创造中国铁路品牌

4.更新项目管理理念,提高管理创新能力

运用铁路建设项目管理信息系统有助于引进现代管理理念、优化作业流程、规范管理行为、提升管理质量,是铁路建设管理现代化的基础。运营单位有条件获得完善的工程资料作为运营管理的技术依据,获得必要的电子文档资料作为构建运营管理信息系统的基础。

韩国开发这样一套系统投入了500亿韩元,约3.3亿人民币,包含19个子系统。2004年韩国建设公团多次到中国来,希望将系统汉化后转让给我们,由于要价高,我们婉言谢绝了。最终我们决定自主研发,目前V1.0版已具备应用条件。

(1)系统构成及其主要功能

该系统由铁道部级系统和建设单位级系统两个子系统,以及连接两个子系统的信息采集和传输通道构成。具有支持铁道部对全路大中型建设项目实施政府管理和作为投资主体实施建设管理的功能,支持建设单位对主管项目实施全过程管理的功能。

(2)系统特点

一是属于庞大的行业性多项目管理系统。

二是具有复杂的多学科和多专业技术内涵。

三是具备兼容现状管理与现代管理的适应能力。

四是能够支持网上远程作业和无纸化办公。

五是适应工程建设与系统开发同步进行的特殊环境。

(3)推进情况

系统软件开发分两期进行。系统实施和运用先在3个项目试点,再推广到所有客运专线,最终覆盖全路大中型建设项目。目前,V1.0版可覆盖站前工程从下达任务、验工计价到结算支付的链形过程。武广现场监控系统已经开通,可覆盖已开工的各个标段。下一步要按现场需要,继续安排开发其它模块,力争年底前完成其它软件开发工作。同时修改、补充和完善已经投放的模块。

(三)继续开放铁路建设市场

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