新建集包三四线与既有线运输分工研究

2010-01-29杨军民

铁道标准设计 2010年12期

杨军民

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

1 项目概况

1.1 既有线

京包线集宁至包头段于解放前分段修建,其中集宁至呼和浩特段始建于1915年,1921年通车；呼和浩特至包头段于1921年兴建,1923年建成通车。呼和浩特铁路局于2000年～2003年对集呼段小半径曲线进行了改造,旅客列车速度提高到120 km/h,2008年电气化改造完成。为双线自动闭塞铁路,线路全长321.01 km,属呼和浩特铁路局管辖。车流以大宗煤炭、矿石、钢材、石油等直达车流为主。

1.2 新建三四线

新建三四线基本沿集包既有线平行布设。线路位于呼和浩特铁路局管内,东起内蒙古自治区乌兰察布市,西至内蒙古自治区包头市,途经自治区首府呼和浩特等市、旗,集宁南站至包头站全长301.06 km。新建三四线与既有线构成四线,形成大能力客货运输通道,对加快我国西北、华北、东北区际间的客货交流,大幅度提高铁路煤炭运输能力,适应内蒙古自治区的经济发展,完善路网结构,均具有十分重要的意义。

2 京包兰通道功能与定位

旅客运输：承担京、津、晋北、冀北与内蒙西部、宁夏和甘肃地区的旅客交流,同时兼顾部分西北地区与华北、东北地区通过客流,以长途旅客为主。

货物运输：主要承担西北四省区(含西藏)、蒙西与京津、东北、冀东、冀北、山西北部地区的物资交流,煤炭占本通道货运量的60%,主要承担乌海地区、策克口岸、晋北、蒙西和陕西北部的煤炭外运量。

集包三四线属京包通道西段,京包通道是我国路网中起骨干作用的主通道之一,是我国十大煤炭基地大同基地、神府基地煤炭外运的重要通道之一,是我国北部横贯东西,联结西北、华北、东北地区的一条重要运输通道,是实现大秦线4亿t扩能的后方通道之一。因此,京包兰通道是服务地方为主的快速客运通道,同时承担大量的货物运输任务,定位为客货并重大能力运输通道。

3 集宁至包头段建设目标

3.1 客货运输需求

(1)客运需求

本段是北京—呼和浩特、包头的快速客运通道的组成部分,北京—集宁将形成高标准的客运通道,速度目标值为200 km/h。北京至包头公路旅行时间7 h左右,为增强铁路与公路运输的竞争能力,铁路旅行时间应控制在6.5 h,则本段旅行时间在2.5 h以内,考虑与北京—集宁段相匹配,因此速度目标值应为200 km/h。

(2)货运需求

本段承担大量的煤炭、焦炭、石油、钢铁等大宗货物运输,而且绝大部分运往大秦线。大秦线为重载运输,目前开行列车种类为1万t单元列车和2万t、1万t的组合列车,因此,本段煤炭专列的运输组织需满足大秦线煤炭集运的要求,本段应组织重载运输。

3.2 重载列车开行方案

我国既有路网中的京沪、京广、陇海等客货繁忙干线均开行牵引质量5 000 t的货物列车,具有成熟的运营经验和较高的安全性,而1万t重载列车的开行目前仅有大秦、北同蒲等煤运专线或以煤运为主的线路,客货繁忙干线组织开行1万t列车尚无先例,也无成熟的相关研究成果可供借鉴。虽然开行重载列车对线路的要求与开行160、200 km/h旅客列车对线路的要求有基本相同之处,如要求的无缝线路、Ⅲ型混凝土轨枕、Ⅰ级道砟、重型(60 kg/m及以上)高强度耐磨钢轨等,但开行1万t重载列车线路单位时间通过总重增加,对线路的破坏加快。以大秦线为例,据统计,2003年9月至2004年4月,大秦线茶坞工务段重车线发生钢轨重伤347处,其中焊缝254处,而2003年1～8月相同地段仅发生重伤钢轨132处,二者相比增加162.9%。由此可见,单位时间通过总重增加,特别是货物列车轴重增加后对线路钢轨的磨耗及线路平顺性的保持具有较大的影响,线路养护维修工作量增大,从而会影响旅客列车安全。考虑到客货共线繁忙线路上组织开行1万t列车存在诸多问题,尚不具备可靠依据和充分的运营实践资料,客货共线铁路货物列车牵引质量按5 000 t考虑。

3.3 建设目标

从客货运输需求分析,集宁至包头段是服务地方为主的辅助客运通道,对货运的要求是大能力通道,应形成四线格局,运输组织研究的重点是确定新建双线的建设标准,既有线与新建线合理分工,使2条双线铁路共同完成客运速度目标值不低于200 km/h、货运输送能力不低于1.6亿t的运输要求。

4 新建集包三四线与既有线运输分工方案

4.1 分工原则

新建三四线与既有线共同组成集包间铁路运输通道,满足货运大能力、客运高速度的运输需求,通道整体以货运为主。运输分工的基本原则是满足速度目标值的要求,减少客货列车速差对行车的影响,合理利用两线运输能力。

4.2 分工方案

(1)方案Ⅰ：新建客运专线双线铁路

建设标准：新建客运专线速度目标值200 km/h,到发线有效长700 m；既有线电化,延长车站到发线有效长至1 050 m。

运输分工：新建线为客运专线,承担旅客列车运输；既有线承担全部货物列车,为照顾沿线旅客乘降，在既有线安排开行少量客车。

新建客运专线投资大而利用率低,经济效益差,既有线能力饱和,远期运能不足。

(2)方案Ⅱ：新建货运专线方案

建设标准：新建货运专线,车站到发线有效长1 700 m；既有线电化、提速,延长车站到发线有效长至1 050 m。

运输分工：既有线开行全部旅客列车及快运、摘挂等少量货物列车,新建线为货运专线,开行1万t、5 000 t货物列车。

本方案两线能力均能满足需要,新建线为货运专线可开行1万t列车,总的输送能力最大、运营费也最低,但为满足快速客运通道的客运需求,既有线需进行提速改造。集呼既有线坡度大、半径小,改建工程巨大,投资巨大。方案总体经济性较差。

(3)方案Ⅲ：新建客货共线双线铁路

建设标准：新建速度目标值200 km/h双线,到发线有效长1 050 m；既有线电化改造,延长车站到发线有效长至1 050 m。

运输分工：新建线客货并重,开行绝大部分客车、快运及部分5 000 t货物列车；既有线以货为主,开行大量5 000 t货物列车以及少量客车、摘挂和4 000 t货物列车。

新建线以客为主、开行部分5 000 t货物列车,既有线以5 000 t煤炭为主,两线能力利用率均衡,运输组织灵活性好。一次新建高标准客货共线铁路,施工对既有线运营干扰较小。

4.3 方案综合比选及推荐意见

方案Ⅰ不适应本段运输能力需求,予以放弃。

(1)从运输质量及能力适应性分析

从运输质量方面分析,方案Ⅱ和方案Ⅲ两方案线路长度相差不大、速度目标值相同,客货旅行时间差别不大,均能满足时间目标值要求。两方案研究年度通道能力适应性见表1。

表1 各方案研究年度通道能力适应性

(2)工程投资、运营成本及经济效益

方案Ⅱ虽运营成本较低,但新建一条双线的同时需对既有线全线提速改造,工程投资最大且既有线废弃工程多,经济性最差。方案Ⅲ与方案Ⅳ运营成本相当,工程投资最省,较方案Ⅱ少9.56亿元。

(3)施工对运营干扰、建设时机及工期

方案Ⅱ虽新建一条双线,但仍需对既有线提速改造,改造工程量大、工期长,施工对运营的干扰大,而方案Ⅲ则完全新建一条双线,既有线只进行电化扩能,施工简单、工期短,施工对运营干扰最小。进一步分析,本段是大秦线重要的后方通道,对既有线大动干戈,势必影响大秦线输能目标的实现,方案Ⅱ建设时机及工期不能适应本段货物运输的需求。

(4)路网发展、运输组织灵活性

方案Ⅲ运输组织具有一定的灵活性,方案Ⅱ则相对较差。方案Ⅲ在集宁至包头间一次新建高标准双线,既有线可视移动设备技术进步情况,适时将牵引质量提高到1万t,对路网发展适应性最佳。