新建集包三四线建设方案研究

任军辉

集宁—包头三四线位于我国华北地区的内蒙古自治区西部,属京包通道西段,基本沿既有京包线集宁—包头段平行布设,全长约312.78 km。本段线路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,提高铁路的市场竞争能力,实现铁路跨越式发展目标,保障国民经济的快速发展均具有十分重要的意义。

在研究年度内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,配合新线建设方案的不同,两线运输分工亦不相同。从项目的功能定位上来说,本项目是京兰通道的一部分,而京兰通道是我国北部横贯东西,连接西北、华北、东北地区的一条大能力客货运输通道,客货并重,以货为主,货物运输主要为煤炭、焦炭、石油、钢铁等大宗货物,而且以煤炭为主,是实现大秦线4亿t扩能的后方通道之一。同时北京—张家口—集宁—包头又是一条快速客运交通走廊,因此,合理、科学的确定本项目与既有线运输分工,是决定本项目建设标准的重要前提。

1 运输组织分工原则

本段的列流特点是旅客列车占总行车量的1/4,4 000 t货物列车约占总行车量的10%,大量的货物列车是5 000 t列车。

根据既有线现状和通道客货运需求特点及功能定位,确定以下分工原则:1)充分利用既有线设备和能力,减少废弃工程;2)尽量实现客货分线,减少客货干扰,提高运输能力和质量;3)为大量旅客列车服务的线路,其速度目标值满足快速客运通道要求;4)集中组织开行5 000 t及以上重载货物列车,满足输能需求;5)节省工程投资,减少施工时对运营的干扰。

2 新建三四线与既有线运输分工方案

1)方案Ⅰ:新建三四线为客运专线,既有线现状电化,以货为主。

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

两线运输分工为:新建线为客运专线,承担大量旅客列车运输;既有线承担全部货物列车及少量客车。

经计算分析,新建客运专线近远期旅客列车对数分别为40对/d和55对/d,能力利用率仅为39%,投资大而利用率低,经济效益差,而既有线近远期客货列车对数分别为106对/d和128对/d,远期能力已经饱和,说明本线客车对数难以支撑客运专线,而一条双线又不能满足货运能力的需求,因此,本通道完全形成两条客货分线铁路不适合本通道的运量特点。

2)方案Ⅱ:新建三四线为货运专线,既有线提速电化,以客为主。

新建三四线为货运专线,车站到发线有效长1 700 m;既有线电化、提速至200 km/h,维持既有车站到发线有效长850 m。

两线运输分工为:既有线开行全部旅客列车及快运、4 000 t货物列车及摘挂等少量货物列车,新建线为货运专线,开行10 000 t,5 000 t货物列车。

本方案既满足旅客列车提速的要求,而且货物运输能力较大,是较理想的方案之一。新建线因开行10 000 t列车且为货运专线,所以总的输送能力最大,但为满足快速客运通道的运输需求,既有线需进行提速改造,而集宁—呼和段因线路条件差、半径小,改建工程巨大,既有线提速至160 km/h将废弃约130 km的路段,而且既有线提速改造对运营干扰也大。

3)方案Ⅲ:新建三四线为客货共线铁路,既有线电化扩能、以货为主。

新建线路速度目标值200 km/h,到发线有效长1 050 m;既有线现状电化并延长车站到发线有效长至1 050 m。

两线运输分工为:新建线客货并重,开行客车、快货及部分5 000 t货物列车;既有线以货为主,开行5 000 t,4 000 t货物列车及摘挂列车以及少量低等级客车。

4)方案Ⅳ:组合方案,集宁—呼和段既有线电化扩能,以货为主,新建客货共线铁路,呼和—包头段既有线提速电化,客货共线,新建货运专线。

考虑到既有线集宁—呼和段提速改造工程艰巨,而呼和—包头段提速改造工程相对简单,因此,集宁南—呼和新建一条客货共线速度目标值为200 km/h的双线铁路;呼和—包头将既有线提速改造成200 km/h的双线铁路,同时,新建一条货运双线铁路。

新建线与既有线在呼和交叉贯通,形成一条客货并重、速度目标值200 km/h的双线及一条以货为主的双线。

两线运输分工为:客货并重线路开行大量客车、快货及部分5 000 t货物列车;以货为主线路,开行大量 5 000 t,4 000 t货物列车、摘挂列车以及少量低等级客车。

3 方案综合比选及研究结论

由于方案Ⅰ不适应本段运输能力需求,予以放弃。下面仅对Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ方案做进一步比较。

1)从运输质量及能力适应性分析。从运输质量方面分析,各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;各方案的通道能力均能满足各研究年度客货运量的要求,均有较大的富余。集呼段为本段能力控制区段,其能力适应性详见表1。

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,但方案Ⅳ新建一条双线的同时需对呼包段既有线提速改造,不仅投资多,而且施工对运营干扰大;方案Ⅲ工程投资最省,较方案Ⅱ少9.56亿元、较方案Ⅳ少0.81亿元。

表1 各方案研究年度通道能力适应性表

3)施工对运营干扰、建设时机及工期。方案Ⅱ和方案Ⅳ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。根据前述,本段近几年货运量增长迅猛,若对既有线大动干戈,势必影响其他线输能目标的实现,方案Ⅱ和方案Ⅳ的建设时机及工期均不适应本段货物运输的需求。

4)路网发展、运输组织灵活性。运输组织方案Ⅲ与方案Ⅳ基本相同,差别仅在包头—呼和间将既有线改造为以客为主,运输组织均具有一定的灵活性,方案Ⅱ运输组织灵活性相对较差。

方案Ⅲ在集宁—包头间一次新建高标准新线,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10 000 t,对路网发展适应性最佳。

综上所述,本次研究推荐分工方案Ⅲ,即新建三四线为客货共线铁路,既有线现状电化改造,以货为主。

[1] 王玉龙.西康线增建第二线某段线路走向方案选择[J].山西建筑,2008,34(34):292-293.