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钢铁企业工厂站总图设计

张尚炜

（中冶南方工程技术有限公司总图与交通事业部，湖北 武汉 430223）

摘 要：简单介绍了钢铁企业车站分类；并从工厂站布置原则、设备构成、线路种类、线路数目、线路有效长、咽喉设计等方面，对工厂站总图设计进行了全面介绍。

关 键 词：铁路运输；工厂站；平面布置

随着冶金运输技术的发展以及钢铁企业生产布局的沿海化，钢铁企业厂内及厂外铁路、道路、水运、带式、管道、索道、辊道等各种运输方式的比重也发生了改变。改、扩建钢铁企业普车铁路运输随着企业主体生产规模的不断扩大，其份额逐渐在减少，新建企业大部分铁路运输更是被水运、道路、辊道、带式运输所代替。 企业内的铁路运输系统由原来的专用服务对象和单独作业性质车站逐渐向集中服务、各种作业性质的企业工厂站转变。因此，工厂站设计是钢铁企业发展中的一个趋势。

1 钢铁企业的铁路运输

1.1 钢铁企业铁路运输的重要性

钢铁联合企业是原料加工企业，生产规模大，生产所需的原、燃料数量庞大，品种繁多。一般情况下，工业企业原、燃料的运入，生产的成品运出以及在生产过程中各车间之间原、燃料和半成品的输送，灰、渣的输送，甚至在生产工艺各工序之间物料的移动，均离不开运输。钢铁企业每吨钢的厂内外运输量约达20 t，其中厂外运输量达6t左右［1］。据不完全统计，单是冶金企业的运输量就占全国铁路货运量的20%左右［1］。全国尚有许许多多的工业企业，国家铁路货物装卸量70%发生于工业铁路［1］。可见，工业铁路运输在整个国家综合运输网中所占的地位很高。铁路运输具有安全程度高、运输速度快、运输距离长、运输能力大、运输成本低等优点，并且具有污染小、潜能大、不受天气条件影响的优势，是公路、水运、航空、管道运输所无法比拟的。

1.2 钢铁企业铁路运输的发展趋势

虽然各大钢铁厂铁路运输情况不尽相同，但是随着主体设备和工艺的现代化程度不断提高，主业生产规模不断扩大，冶金运输技术与冶金技术的共同发展，钢铁企业铁路运输演变的总趋势［2］是：运输设备由小型向大型、专用或共用发展；牵引方式由蒸汽向内燃发展；铁路运输向重载化方向发展；铁路信号向微机联锁方向发展； 调车通讯向无线化方向发展；运输组织向信息化管理方向发展。

2 钢铁企业车站的分类

凡直接为工业企业生产服务的运输称为工业企业运输，分为外部运输和内部运输两部分。外部运输是工业企业同外部运输网（铁路、公路及水运）之间的运输，内部运输是指工业企业范围内的运输。凡为工业企业生产服务的铁路车站称为工业铁路车站。工业铁路车站现尚无统一明确的分类，若根据车站的作业性质和主要服务对象来分，可将工业铁路车站分为接轨站、企业编组站、厂内专业车站、码头站和工厂站等［3］。

有的小型企业由于车流量较少，只设置一个车站，这个车站成为工厂站，它既办理与接轨站的列车接发作业，同时还担负企业内各装卸地点的车辆取送作业及解体编组作业。 所以对于小型企业的工厂站来说，兼有接轨站、工厂编组站、码头站、部分专用站的作用和任务。

3 钢铁企业工厂站的平面布置

3.1 工厂站布置的一般原则

工厂站主要是为工业企业的生产和铁路运输服务，作为路企衔接的纽带和企业厂外运输的咽喉，兼顾路网运输和企业运输的双重需求。因此，应根据工业企业总平面布置、生产工艺流程、运量、原燃料来源、产品流向、作业特点、当地地形地貌和地质水文及其他条件，并配合公路、水运、管道、带式运输机、窄轨铁路等其他交通运输系统，结合工业企业近、远期建设的需要进行布置。做到近期工程布局合理、紧凑，尽量节省用地，不早占，不多占；基建和运营费用省，运输效率高，并为远期发展留有余地。

3.2 工厂站主要配置和构成

因为工厂站兼有接轨站、工厂编组站、码头站、部分专用站的作用和任务，因此也包含相应车站的各个生产设施。

1）到发场：办理进入企业的局车到达和发车作业、企业发出的局车和企业车辆的到发作业以及出入企业局车的交接作业（根据具体条件，亦可在接轨站进行）。

2）编组场：办理进入企业局车的解编和企业发出局车的集结作业，调配车辆向料场或者车间取送车辆作业。

3）调车场：进行倒调货位和机车调头作业、列车倒线和短时存车作业。

4）机务段：配置机车修理库，检查坑等，主要用于机车检修和机车整备。

5）车辆段：在冶金车辆修理库或普车修理库进行车辆检查或小、中、大修作业。

6）装卸场：包括直接进入站内的各车间、仓库、堆场、翻车机卸料场等等。

7）计量设施：在站内进行原、燃料进厂及成品出厂列车称量作业。

8）检验设施：原料进厂后，站内自动取样及检验作业。

9）解冻设施：在北方极寒天气下，在站内设置解冻库对进厂精矿、粉煤等物料进行解冻脱水作业。

10）信号楼、站房、扳道房、道口房等：这些配置是为信号设备、道口监管、机务段、车辆段、线路运维人员提供的建、构筑物。

根据企业运输量、作业性质、产权分割、运输设备配置等情况， 以上部分生产设施或在工厂站站内混合设置或在站外独立设置。

3.3 工厂站线路的种类

铁路线路分为正线、站线、段管线、岔线及特别用途线，见图1。在钢铁企业内根据工厂站的作业需求设有下列不同用途的线路。

1）正线：连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路。

2）到发线：供接发货物列车用的线路。在到发作业量大的车站上往往把到发线分为到达线（到达场）和出发线（发车场）。

3）调车线和牵出线：供解体和编组货物列车用的线路。

4）交接线：办理路厂间或站间车辆交接的线路。

5）机车走行线：供机车调换位置和去整备线或机务段走行用的线路。

6）机车整备线：专供机车上煤、上水、上油、清灰检查和转向用的线路。

7）轨道衡线：专供路局车和企业内车辆过磅用的线路。

8）备用车停留线（存车线）：为保证生产急需和车、货流变化而备用的车辆停留线路。

9）货物装卸线：办理装卸作业的线路。

10）其他线：根据运输需要而设的线路，如车辆检修线、安全线及避难线等。

此外，还有一些与车站连接的线路，如通向各作业区的联络线；各作业区的货物装卸线；机务段、车辆段等的段管线；为粉状原、燃料解冻作业的解冻线。这些线路虽不在站坪范围内，但有的厂、矿企业仍把它们划归在与其连接的工厂站内管辖。

3.4 工厂站线路数目

对于分车场的工厂站，首先要考虑各车场的线路数目，然后再考虑特殊用途的线路。

3.4.1 到发场线路数量

计算到发线数目时，不仅要考虑到发列车数量和列车到发的技术作业过程，而且要考虑邻接区段的通过能力、调车设备的解编速度等各种因素。计算到发线数目的方法一般可分为两种：一种是按各种货物列车一昼夜占用到发线的总时间计算；另一种是按列车到发间隔时间计算。

到发场线路数量的具体计算方法有分析计算法、图解法、排队模型计算、计算机仿真系统等。分析计算法是在分析每一列车占用到发线时间的基础上，推算到发线的总数量，它有直接计算法和到达间隔时间计算法两种算法。直接计算法就是根据各种不同性质列车在到发线上技术作业的需要， 分别确定其占用到发线的时间，将时间汇总加以折算，得出需要的到发线数目。计算公式如下：

式中：m为到发线数目；N中、N解、…、N编为设计年度各种货物列车数（根据设计年度运量和编组计划确定）；T中、T解、…、T编为各种货物列车占用到发线的时间标准，min；α为技术折算系数，一般可采用0.80；1440为1条到发线每昼夜可利用的时间，min。

当运量较大、列车密集到达时，每一方向列车到发线的数量可按此法计算。在双线铁路上，用直接计算法计算后，还应当用列车密集到达的时间间隔t隔按方向分别验算到发线数量。计算公式如下：

式中：t占为1个列车占用到发线的平均时间，min；t隔为列车密集到达的间隔时间，min。

分析计算法存在着只能独立考察某一级作业而不能对与其他作业间的关系做很好描述的缺点。同时，也难以考察实际作业过程变化的规律性。因而，其使用条件受到一定限制。

3.4.2 调车场线路数量

调车场线路按其用途可分为四类：供列车编组计划规定的到站或去向的车辆解体、集结、编组用的线路，包括直达、直通、区段、零摘列车以及小运转列车集结、解编用的线路和调发线；供空车解体、集结、编组用的线路；供本站作业车或两调车系统交换车用的线路；供进行其他专门作业用的车辆停留线路，主要是守车、待整车、倒装车、待修车、超限车或禁止过驼峰车以及危险品、易燃品车等的停留线。调车场线路用途不同，所需线路数及有效长也不一样，一般情况下可按《站规》［4］推荐的数字初步确定。

3.5 工厂站线路有效长度

3.5.1 到发场线路有效长度

我国路网铁路车站采用的货物列车到发线有效长，在Ⅰ、Ⅱ级铁路上为1050，850，750，650 m；在Ⅲ级铁路上为850，750，650，550m，有特殊需求时也可选用1050 m，称为标准有效长。企业铁路车站货物列车到发线标准有效长参照路网铁路车站选用。确定货物列车到发线的有效长，应根据规定的列车长度、列车停车时的附加距离以及接轨站到发线有效长度等因素确定。其计算公式为：

式中：L效为计算的到发线有效长，m；l机为机车长度，m；Q为重车方向的货物列车牵引质量，t；q守为守车质量，t；W为列车平均单位长度的质量，t/m，一般采用5.677 t/m；l守为守车长度，m；l附为列车停车时的附加距离，m，规定为30 m，厂内线路可采用15 m。

3.5.2 调车场线路有效长度

L效＝l机+14n+l守+l附.（4）

式中：n为路网铁路有关部门协议规定的列车编成辆数；14为每辆火车的平均长度，m。

3.5.3 牵出线有效长度

L效＝l机+l车列+30.（5）

式中：l车列为牵出车列最大长度，m；30 为附加长度，m，困难条件下或解编作业较少时，附加长度可采用10 m。

3.6 工厂站咽喉区设计步骤

车站或站场咽喉区是行车和调车作业繁忙的地方。 它的布置是否合理， 对作业安全和效率关系很大，对工程费及运营费也有影响，所以咽喉区的布置必须符合保证安全、提高效率和节约费用的原则。

1）选择车站参考详图。选择近似的车站详图作为设计车站咽喉区时的参考。

2）确定咽喉区平行进路的数量。按《站规》规定，咽喉区平行进路的数量应保证不少于必要的平行作业数目。

3）确定线路间距及线路运用方案。根据相邻线路间办理作业的性质，设置在相邻线路间有关设备的计算宽度、线路中心线至主要建筑物（ 设备）的距离、车站线间距离等规定，定出相邻线路间距。

4）到发场线路分组。合理分组可以增加作业的机动灵活性，保证必要的平行进路，调整线路的有效长。每组内的线路数目大致相等，一般每组不少于2条线路。

5）合理布置道岔和渡线。应保证咽喉区各项作业进路的要求，同时应尽量减少道岔的数量，缩短各项作业进路及整个咽喉区的长度。

6）计算咽喉区的长度和到发线的有效长。

7）咽喉设计方案的评价和分析。 根据咽喉区平行作业数量、通过能力、站坪及咽喉区长度、调车转线半程的平均长度、 到发线实际有效长总和与标准有效长总和的比值、 到发线标准有效长总和与全长之比值、咽喉区道岔数量等指标，对咽喉区设计方案进行评价和分析，确定最终咽喉区设计方案。

4 结语

钢铁企业工厂站总图设计，是一项十分复杂的任务，除了从技术上对企业工厂站运输量、作业性质、企业总平面、接轨站位置、厂区地形地貌、工程投资、运维管理等因素考虑外，建设单位的主观要求也是决定工厂站总平面布置的一个因素。两者是相辅相成的，技术分析促成了主观判断的合理性，主观判断促成了技术分析的可行性。

参 考 文 献

［1］   王秋平.工业铁路站场及枢纽［M］.西安：陕西科学技术出版社，2003.

［2］   GB 50091—99 铁路车站及枢纽设计规范［S］.北京：中国计划出版社，1999.

［3］   雷明.工业企业总平面设计［M］.西安：陕西科学技术出版社，1998.

［4］   宋绪松，李大军，赵广湘.冶金企业的铁路运输［J］.铁道运输与经济，2004（8）:48-49.