集包线开行动车组可行性分析

韩玉皓

(蒙冀铁路公司，内蒙古呼和浩特　010000)

1　研究背景

内蒙古自治区大力实施“西部大开发”和“能源发展”战略，已连续多年GDP增长保持全国领先地位。作为内蒙古自治区首府呼和浩特和中心城市的包头，城市人口近500多万，以呼包鄂“金三角”地区为核心的区域间交流日渐密切，城市居民的快捷方便出行方式的需求与呼和浩特铁路局管内铁路客车速度普遍偏低的矛盾日益突出，社会各界对呼和浩特铁路局管内开行动车组的企盼也日趋强烈。

集(宁)包(头)增建第二双线2012年12月竣工开通后，集宁至包头基本具备开行动车组的条件。为更好地促进地方经济和社会发展，满足人民群众日益增长的出行需求，计划2015年初在管内开行动车组。本文结合张呼客专、呼准鄂铁路、张唐铁路建设项目的推进情况，就集包线现有技术条件和提速改造费用、周期、主轴通道运输能力、动车组运营安全进行研究分析，提出集包线集呼段、呼包段实现不同路段速度的意见。

2　集包通道的区位优势

2.1　区域路网

依据国家《中长期铁路网规划(2008调整)》、《内蒙古自治区中长期铁路网规划》、《铁路“十二五发展规划”》、《呼和浩特铁路局“十二五”发展规划》，在张唐线、京张城际、张呼客专建成后，呼和局管内将形成一条客运、两条货运主轴通道格局。货运通道即包兰线—大包线—大秦线，呼准鄂—集包线集呼段—张集线—张唐线，客运通道即包西线—集包线呼包段—张呼客专—京张城际。除此之外，还将形成鄂尔多斯—包头—呼和浩特—集宁1小时客运圈。在张呼客专开通运营前，集包线主要开行客车的区位优势日显明显；在张呼客专建成开通后，集包线呼包段全部开行客车、集呼段主要开行货车的格局成为必然的趋势。

2.2　相关铁路建设

集包线2009年5月开工建设，2012年12月全线竣工开通运营。张唐线2010年9月开工建设，工期4.5年，计划2015年年内建成开通。呼准鄂铁路预计2013年10月开工建设，工期3.5年，计划2017年年内建成开通。张呼客专预计2013年年底开工建设，工期4年，计划2018年年内建成开通。

3　集包线概况

3.1　集包线简介

集包线(集宁—包头)线路全长307.955 km，大部分为增加第二双线，局部为既有京包线部分置换线路组成，其中，古营盘—葫芦新建外绕线，线路长度13.33 km；葫芦—陶卜齐新建线路，线路长度98.22 km；陶卜齐—台阁牧利用既有线，线路长度48.85 km；台阁牧—包头新建线，线路长度147.555 km。

3.2　集包线主要行车设备技术标准

集包线分路段最高行车速度为：葫芦—陶卜齐160 km/h；陶卜齐—台阁牧120 km/h(部分地段限速80 km/h)；台阁牧—包头160 km/h。

葫芦—陶卜齐，台阁牧—包头站为新建客货共线地段。主要技术条件为：速度目标值160 km/h，预留200 km/h；最小曲线半径一般地段4500 m，困难地段3500 m；线间距4.6 m；限制坡度：上行6%，下行9%；牵引种类：电力；机车类型：动车组、SS系列；闭塞方式：自动闭塞。

陶卜齐—台阁牧利用既有线部分，主要技术条件为：速度目标值120 km/h，部分地段由于圆曲线长度或缓和曲线长度不足限速80 km/h；最小曲线半径600 m；线间距4.0 m；限制坡度：上行6%，下行9%；电力牵引，自动闭塞。

4　集包线全线开行200 km/h动车组关键技术

4.1　开行动车组对既有大包线增量影响分析

集包线开通运营以来，呼和局将23对旅客列车分流至集包线，葫芦—陶卜齐，台阁牧—包头新建线路未开行货物列车，现行图大包线能力限制区段葫芦—集宁南间图定旅客列车32对，货物列车96对(其中万吨列车51对，普列45对)，年货物输送能力18 780万t；现行图集包线图定旅客列车30对，货物列车5对(在陶卜齐—台阁牧区段运行)，年货物输送能力650万t。

张唐线开通后，根据运输计划，大包线葫芦—呼和南间安排开行货物列车133对，经本线运行去往古店口61对；经葫芦走集宁外绕线去往友谊水库口57对，庙梁货场5对，年货物输送能力24 176万t，较2011年该区段实际货流密度14 549万t富裕9 627万t。由上述测算可知，集包线开行动车组对张唐线开通后大包线、张集线运输增量影响很少。在张呼客专建成开通前，可以通过优化调整运输组织，保证集包线开行动车组的基本条件。

4.2　葫芦—陶卜齐段

本段由于线下工程已预留200 km/h条件，路基工后沉降采用的是160 km/h的控制标准，达到200 km/h工后沉降要求大约需要3～4年时间。集包线路基工程多竣工于2010年～2011年间，到2015年，绝大部分路基工后沉降将能满足开行200 km/h动车组条件，对个别不满足的地段，可以通过加强监测、养护和注浆整治或在雨季采取限速等措施，保证动车组安全运行。

除此之外需重点对信号、通信系统进行改造，开行动车组前需开展联调联试工作，初步估算投资5 500万元，工期18个月。

信号工程：需要增加站间列控系统通道光缆，应答器电缆铺设工程，连锁与列控系统接口设备安装调试，各站列控系统设备(含列控中心、应答器、LEU电子单元、临时限速服务器)的安装调试，道岔融雪设备等，费用5000万元。

通信工程：在集呼段按CTCS2列控要求增设一条光缆，费用500万元。

集包线集呼段开行200 km/h动车组投入改造设施多，费用较大，工期长，营业线施工难度大，对运输干扰大。

集包线集呼段线路基础较差，该区段属山区铁路，桥隧比36.2%，曲线多，坡度大，全线高程相差512 m，该区段有Ⅱ级防洪危险点6处，Ⅲ级防洪危险点35处，(呼包段无Ⅱ级防洪危险点，只有3处Ⅲ级防洪危险点)，线路质量稳定性与呼包段有较大差距，若开行200 km/h动车组，运营安全风险较大。

按照路网布局，张呼客专建成后，集包线集呼段将转变为以煤炭运输为主的货运通道。为实现万吨重载运输，将会对行车设备进行改造，若目前投入大量资金进行提速改造，必将增加废弃工程，造成设备闲置和浪费。

本段开行200 km/h动车组仅比160 km/h动车组提前7 min，与增加的投资和安全风险相比，提速性价比较低，因此建议维持160 km/h的技术标准。

4.3　陶卜齐—台阁牧段

该段为既有线，全长48.85 km。本段线路上行线有曲线26个，最小曲线半径600 m/1处，下行线有曲线39个，最小曲线半径600 m/5处，线间距4 m，距离开行200 km/h动车组的技术条件相差甚远。本段位于呼和浩特市区，建筑物密集，征地拆迁难度大。考虑到张呼客专接到呼和东站，呼准鄂铁路从台阁牧引入呼和地区至呼和浩特站，在台阁牧—呼和站，呼和东站—陶卜齐站将形成四线格局，对既有线改动较大，建议本段基本维持既有标准，待呼准鄂和呼张项目实施后，再大范围提速。本次研究仅对K123+774～K123+859、K123+929～K124+013、K147+778～K147+937三个限速曲线进行拨道改建，费用约153万元，实施后，上行可以提速4 min，下行可以提速5.5 min。

4.4　台阁牧至包头段

该段已按开行200 km/h动车组的技术条件实施，CTCS-2级列控系统一次到位，由于呼和局管内没有动车组，该段设备按CTCS-0开通。本次该段只需增加应答器设备，LEU设备和临时限速服务器(TSRS)设备，便能满足开行200 km/h动车组的技术条件，费用1 000万元，工期10个月。

此外，对于路基工后沉降的问题与葫芦—陶卜齐段相同。

因此集包线呼包段开行200 km/h动车组投入改造设施少，费用低且最具有实施条件，工期短，对行车干扰小，符合投资省、见效快的经济原则。

4.5　呼和浩特东动车运用所建设

呼和浩特东动车运用所(以下简称呼东动车所)建设列入张呼客专工程，根据初设批复意见，呼东动车所只承担一、二级维修，新建4线库一座，新建洗车、临修及不落轮镟库各一座，设动车存车线16条，投资费用约6.5亿元。

为实现2015年年初开行动车组的目标，在呼和东站未改造前，可考虑先期实施呼东动车所建设，但需要工程过渡，估算工期约12个月。主要采取以下保证措施：

一是协调铁路总公司将呼东动车所工程与站前工程一并招标，提前实施。

二是协调内蒙古和呼市政府将呼东动车所用地做为先行用地抓紧开展征地和报批工作。

三是协调设计单位完善过渡方案，在呼和浩特东站咽喉不动的前提下，分期实施呼东动车所过渡工程。

5　结论

(1) 集包线集呼段(即葫芦—陶卜齐间)运营里程98.22 km，开行200 km/h动车组仅比160 km/h动车组提前7 min，与增加的投资和安全风险相比，提速性价比较低。

集包线集呼段(即葫芦—陶卜齐间)线路基础较差，该区段属山区铁路，桥隧比36.2%，曲线多，坡度大，线路质量稳定性与呼包段有较大差距，若开行200 km/h动车组，运营安全风险较大。且按照路网布局，张呼客专建成后，本段将转变为以煤炭运输为主的货运通道，为实现万吨重载运输将会对行车设备进行改造，若目前投入大量资金进行提速改造必将增加废弃工程，造成设备闲置和浪费。

集包线集呼段开行200 km/h动车组投入改造设施多，费用较大，工期长，对运输干扰大，动车组运营安全风险较大，故建议本段维持160 km/h的技术标准。

(2)集包线陶卜齐—台阁牧段为既有线，本段位于呼和浩特市区，建筑物密集，若大范围提速改造征地拆迁难度大，费用高，工期长，对运输干扰大。考虑到张呼客专接到呼和东站，呼准鄂铁路从台阁牧引入呼和地区至呼和浩特站，在台阁牧—呼和站，呼和东站—陶卜齐站将形成四线格局，对既有线改动较大，所以建议本段维持既有120 km/h的技术标准。

(3)集包线呼包段(即台阁牧—包头间)线路基础条件好，该区段无隧道，桥涵比10.6%，曲线少，半径大，线路平顺。从开通前动态检查和开通后运营维护情况看线路设备质量稳定，能满足200 km/h的动车组对轨道高平顺性的运行要求，仅需对信号系统进行改造。

因此集包线呼包段开行200 km/h动车组投入改造设施少，费用低且最具有实施条件，工期短，对行车干扰小，符合投资省、见效快的经济原则。

综上所述，在2015年集包线全线开行动车组是可行的。动车组在集包线葫芦—陶卜齐、陶卜齐—台阁牧、台阁牧—包头三个区段，分别按160 km/h，120 km/h，200 km/h运行是安全、经济、合理的。

[1]郝瀛.铁道工程[M].北京：中国铁道出版社，2002:93-95

[2]铁道部.铁建设函[2005]285号新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定[S].北京：中国铁道出版社，2005