宁西铁路南阳至合肥段建设方案研究

潘国强

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)

1 概述

宁西铁路线是一条在陇海线和长江之间横跨我国东中西部的东西大干线,途经陕西、河南、湖北、安徽、江苏 5省,是西北等广大地区与华东、中南地区间最便捷的铁路运输通道。该线自 2004年 1月通车运营以来,客货运量增长较快,由于既有宁西铁路南阳至合肥段为单线、内燃牵引,线路通过能力小,客货运输质量不高,难以满足客货运量快速增长竞争需要;线路标准低,如客车平均旅速仅为65 km/h,货物列车平均旅速仅为 34 km/h,难以达到货运便捷、客运快捷的要求,在一定程度上制约了铁路在运输市场中与其他运输方式的竞争;牵引种类与相邻线路不匹配,难以与相邻路网匹配,影响运输效率,不利于机车交路的延长,不利于发挥铁路网络效益;同时牵引种类(内燃)不符合铁路技术政策和国家节能减排政策。因此,对该段线路进行改造是十分必要的。根据宁西线扩能改造项目运量预测及功能定位的分析,通过研究宏观建设方案、增建第二线建设方案及其主要技术标准、引入地区建设方案、牵引供电方案等后,提出该线适宜的扩能改造建设方案。

2 项目运量预测及功能定位

2.1 相邻路网规划

根据《中长期铁路规划》(2008年调整)路网,与宁西线平行的,北有陇海通道(客货分线)、漯阜、阜淮线等,南有沪汉蓉大能力快速通道;与宁西线交叉的,有焦柳、京广通道(客货分线)、京九线、阜六线等。

2.2 项目运量预测

本线主要承担西北、豫西南、鄂西北等与华东、中南地区间的客货交流。根据研究区域货运量需求增长趋势,结合全国运量规划目标,考虑铁路与其他运输方式合理分工,及对路网运输里程与时间进行比较,并结合合理的运输组织方案的基础上,主要分析研究本线与陇海铁路通道等相关通道的合理分工,并进行网络分配,预测本线通过运量、地方运量及本线区段货流密度 (表1)。

表1 研究年度区段货流密度、旅客列车对数汇总

2.3 项目功能定位

根据研究年度路网构成及预测的客货运量,宁西线主要承担西北、豫西南、鄂西北和川渝部分地区与华东地区(除皖苏北、山东)及中南部分地区间的货物交流;随着徐兰、沪汉蓉快速通道的建成,本线客流以沿线及周边地区与华东地区以及沿线内部间的旅客交流为主,同时承担西北与浙西间以及鄂西北、川东北、陕南等地区与合肥及以东的部分旅客交流。因此,本线的功能定位是一条沟通西北与华东中南地区、以货为主、兼顾客运的重要干线铁路。

3 宏观建设方案研究

3.1 既有单线扩能方案

如果维持既有单线,可采用的扩能方案主要包括:提高牵引质量、电化改造、加站、双插、部分复线、以及单线自动闭塞等。分析表明:通过延长既有到发线有效长 850 m至1 050m,进行电化改造,牵引质量由4 000 t提高至6000 t,近期本线区间能力仍然不足;宁西线既有车站 55个,平均站间距较小且相对均衡,而且全线各区间普遍能力缺口较大,因此采用加站、双插、部分复线等措施,不能从根本上解决本线能力不足的问题;单线自动闭塞方案可提高能力 15%左右,但本线已采用自动站间闭塞,而且能力缺口仍然大,因此该方案不适用于本线。因此,既有单线扩能方案不能满足研究年度运输需求。

3.2 增建二线扩能改造方案

由于既有宁西线南阳至合肥段沿线地形、地貌、地质情况等较好,该线建成通车运营不久,原线路平面条件较好,并且南阳至潢川段是按单线预留双线、潢川至合肥段按单线预留双线条件设计的,增建第二线后,远期运量最大区段能力利用率为 61%,满足研究年度客货运量需求,因此,增建第二线方案经济可行。

3.3 新建双线方案

为了提高该通道运输质量,考虑新建较高标准(200 km/h预留 250 km/h条件)的新双线。从预测运量与能力分析,新建双线,将与既有线共同构成三线格局,能力富余太多,既有线则将处于闲置状态,而工程投资将比沿既有线增建二线方案增加 89%,达 156.6亿元。结合本线功能定位,新建双线方案不可取。

综上所述,宁西线扩能改造宏观建设方案选择增建第二线方案为宜。

4 增建第二线建设方案研究

4.1 速度目标值研究

(1)既有线提速方案

既有宁西线南阳至合肥段,除南阳、信阳、潢川、合肥等地区外,线路平面最小半径为1 600m,如果对部分半径为1600m的曲线按 160 km/h的速度要求重新配置缓长,既有线的速度可以提高至 160 km/h。经技术经济比较,既有线提速至 200 km/h方案较160 km/h方案增加投资约 28.4亿元,投资高、废弃工程多、节时比不合理,因此,推荐既有线按提速至 160 km/h,局部地段限速设计。

(2)增建二线地段速度目标值研究

由于既有线按 160 km/h进行技术改造,因此,二线的速度目标值应不低于既有线;但本线又是以货运为主的客货共线铁路,速度目标值也不宜过高。经分析比较,二线采用 200 km/h速度相对于 160 km/h速度方案,南阳至六安段投资增加 22.3亿元,根据本线功能定位,推荐本段二线速度按 160km/h设计。

六安至合肥段,宁西客车上合武线至合肥站,而宁西本线只需运行货车至合肥东编组站,该段可实现客货分线运输。因此,该段二线速度目标值应按与既有线相同进行设计。

4.2 引入地区建设方案

4.2.1 引入南阳地区

南阳地区是由焦柳线和宁西线形成“十”字形交叉,其中南阳站为地区客运站,南阳西站为地区主要技术作业站。根据该地区总图,宁西线引入南阳地区,主要工程有南阳站增设北西客车、西南联络线,并考虑西北、北西双线引入南阳站设计方案;结合站房改建方案,优化对南阳站场配套进行改建;南阳西站部分到发线有效长满足1 050m设计等。

4.2.2 引入信阳地区

信阳地区处于京广线与西宁线交叉点,郑武客运专线经过新信阳并新建高速站。本次宁西线引入信阳地区,主要工程有增二线引入信阳北站、双线贯通信阳站的引出方案,既有信阳北站、信阳站维持既有站型和规模,减少对既有咽喉区改建工程。

4.2.3 引入六安地区

六安位于既有宁西线与合武线交汇处,又有在建的阜六线引入。在六安站形成北客南货分场设置格局。本次宁西线引入信阳地区,主要工程有分路口站阜六上行联络线工程;六安站增二线工程、下行客车联络线等工程。

4.2.4 引入合肥枢纽

根据总图规划,研究年度宁西增建二线从长安集接入合肥枢纽,长安集至合肥东、合肥区间能力经检算近(远)期皆能满足要求。长安集站改建工程由枢纽南环线工程统一设计;合肥东站改建工程由淮南线电化工程统筹考虑。

4.3 增建第二线左右侧方案

4.3.1 二线左右侧选择原则

二线左右侧的选择,一方面应结合沿线地形、地质条件,既有线站场布置、桥位隧址、路基支挡工程及二线预留工程情况等;另一方面要贯彻有助于构筑合理速度路段、尽可能形成长大段落高标准第二线,还应减少对既有线运营的干扰,尽量减少换侧次数,最后经综合比选确定。

4.3.2 二线左右侧选择方案

本段线路原预留二线(潢川至合肥为预留二线条件,没有具体工程)均位于右侧,本次设计共进行了 6次换侧,换侧点在淮源、李家湾、江湾、信阳、分路口、六安。

5 牵引供电方案研究

宁西线南阳至合肥段既有为内燃。根据地区和本线特点,全线研究了采用AT和TRNF不同供电方式及其牵引变电所、分区所分布方案。考虑 TRNF供电方式在经济上有优势,技术上接触网结构简洁;另外由于本线既有单线隧道净空较小,架设 AT牵引网相当困难,因此,优先采用 TRNF供电方式。但六安—合肥枢纽利用合武铁路AT牵引变电所,如本段采用TRNF,则供电臂过长,电压水平不满足要求,因此该段采用AT供电方式。

6 结论

宁西线是一条沟通西北与华东中南地区、以货为主、兼顾客运的重要干线铁路,根据运量预测及其功能定位分析,该线进行扩能改造十分必要。扩能改造方案推荐增建第二线方案,速度目标值宜采用 160 km/h,增建第二线尽量沿既有线并行等高,避免既有线大的改动;根据各地区或枢纽特点,引入第二线,减少对既有咽喉区改建工程;南阳—六安段采用 TRNF供电方式,六安—合肥枢纽利用合武铁路 AT牵引变电所并采用 AT供电方式。

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