哈尔滨至牡丹江通道建设方案研究

刘向云

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

1 概述

既有哈牡铁路位于黑龙江东部，线路西起哈尔滨枢纽，向东南经阿城市、尚志市、海林市，终至牡丹江枢纽，全长350.3 km。该线地处黑龙江省“哈牡绥(芬河)东(宁)对俄经济带”核心区域，沿线城镇密集，产业集聚，旅游资源丰富，客运需求潜力巨大。同时，该线是黑龙江省重要的煤炭、粮食外运通路和绥芬河口岸后方通路，主要承担鸡西、七台河的煤炭外运，三江平原南部粮食外运，以及绥芬河口岸进出口货物运输。

哈牡铁路修建于1898年，日俄时期经过多次修建、拆除，解放后，随着运输需求增长，经过数次改造，至1988年全线双线开通。现状技术标准为国铁I级，双线，限制坡度9.8/12‰，最小曲线半径300m，内燃牵引，到发线有效长度850m部分1 050m，牵引质量5000/3 200 t，自动闭塞，线路允许速度80～120 km/h。2012年最大区段客流密度551万人，占全方式的38%，开行客车21对;最大区段货流密度4 202万t，开行货车64对，能力利用率72%。

现状哈尔滨至牡丹江间最快客车旅行时间5 h 6 min，旅行速度 69 km/h。

2 研究思路

哈牡既有铁路是东北地区重要干线滨绥铁路的组成部分，作为黑龙江重要的煤炭及粮食外运通路和绥芬河口岸后方通路，在路网中发挥着重要的作用。受鸡西、七台河煤矿开采规模，绥芬河口岸进出口运量的影响，本线重车方向货运量水平基本维持在5000万t左右，2008年达到5 521万t的水平。运量构成中以煤炭、焦炭、木材、粮食为主。全线重车方向为上行，货流密度最大区段(哈尔滨至一面坡段重车方向)货流密度2012年为4 202×104t。

对哈牡通道之间的建设方案，需考虑沿线城际客流、牡丹江以远地区出省中长途客流，以提高旅客服务质量，满足旅客对快速运输速度等服务质量要求，满足运输能力的需要;还要考虑既有线提速方案能力需求，对既有线运营的影响以及工程投资、经济效率。

为此，哈牡通道之间研究方案时，首先研究了既有线不同速度目标值提速改建方案的双线格局方案，另外还研究了新增双线200 km/h客货共线方案和新增双线250 km/h客运专线方案的四线格局方案。

3 建设方案研究

3.1 既有线延长到发线电化方案

(1)方案概述

本方案延长部分车站到发线有效长，对半径小于400m及以下的曲线进行改造，对沿线主要桥梁病害进行整治。

电化改造后线路全长340.625 km，旅客列车全线运行时分240 min，较现状节省66 min。

(2)主要工程内容

既有线改建共计9处7.85 km，施工干扰段落长度7.85 km，其中改建400m及以下曲线4处2.95 km;对既有线进行双绕改线8处32.6 km，软化站内坡度5处9.15 km;上述段落内产生的拨接口98处;全线由于病害桥及施工干扰等因素引起施工便线共计13.2 km。全线封闭车站6个，改建编组站2个(哈尔滨南、牡丹江)，中间站延长有效长1 080m，车站19个。既有线改建地段新建大桥3座长0.64 km，框构5座4 295m2，涵洞26座896延长米。新建双线隧道1座，全长7 150m。

(3)投资估算及建设工期

全线投资预估算总额为782 190.9万元，技术经济指标为2 296.7万元/正线公里。

该方案总工期4年，每年考虑5个月冬歇。

(4)运输组织及能力适应性分析

研究年度通过能力和需要能力对照情况见表1。

表1 通过能力与需要能力对照 对/日

从表1可知，哈尔滨枢纽内区间新香坊至成高子段2025年通过能力趋于饱和，2035年通过能力不能满足要求;哈尔滨枢纽外成高子至牡丹江段2025年能力满足运量需求，2035年通过能力不能满足要求，但能力缺口不大。如果不考虑储备系数，能力利用已饱和。

3.2 既有线提速160 km/h方案

(1)方案概述

本方案双绕改线48处199.85 km，既有线区间改建共计50处41.9 km，软化站内坡度5处9.15 km，19个站延长到发线有效长至1 080m，全线由于病害桥、路基及施工干扰等因素引起施工便线共计63.2 km。

改建后全线线路长度为326.58 km。提速至160 km段落线路长度为 233.25 km，占线路长度的71.4%;限速120 km段落线路长度为64.75 km，占线路长度的19.8%;维持既有线80～100 km/h段落长度为28.58 km，占线路长度的8.8%。

提速改造后，旅客列车全线运行时分为165 min，较现状缩短141 min。

(2)主要工程内容

既有线改建共计50处41.9 km;对既有线进行双绕改线48处199.85 km，软化站内坡度5处9.15 km;全线由于病害桥、路基及施工干扰等因素引起施工便线28处，共计63.2 km。改建后全线线路长度为326.58 km。全线封闭车站8个，改建编组站2个(哈尔滨南、牡丹江)，改建中间站17个。由于提高运行速度，全线路基基床强度不足共50处长40 km。新建大中桥及特大桥58座长20.427 km;新建框构20座7 240m2;新建涵洞273座长7 900m;加固大中桥5座长244.4m。新建双线隧道 24座隧道，隧道总长34 225m。

(3)投资估算及建设工期

全线投资预估算总额为1 749 710.3万元，技术经济指标为5 357.7万元/正线公里;静态投资总额为1 532 290.9万元，静态技术经济指标为4 691.9万元/正线公里。

该方案总工期4.5年，每年考虑5个月冬歇。

(4)运输组织及能力适应性分析

本方案研究年度到发线有效长度延长至1 080m，货物列车牵引质量按5000 t组织，不考虑运行动车组列车。

既有线提速160 km/h电化改造后可以吸引本线承担更多的客流，旅客列车对数比现状电化增加，研究年度通过能力和需要能力对照情况见表2。

从表2可知，哈尔滨枢纽内区间新香坊至成高子段2025年通过能力趋于饱和，2035年通过能力不能满足要求;哈尔滨枢纽外成高子至牡丹江2025年通过能力可以满足要求，2035年通过能力不能满足要求，但能力缺口不大。如果不考虑储备系数，能力利用已饱和。

3.3 既有线提速160 km/h局部200 km/h方案

(1)方案概述

表2 通过能力与需要能力对照 对/日

本方案对区间改建线路大段绕行(K237+600～K268+900)和既有线平面条件成段顺直段落(新香坊站—玉泉站之间)改造至满足200 km/h速度。其他区段结合工程难易程度进行改建，在工程投资合理的情况下提高列车运行速度。

改建后全线线路长度为326.23 km。其中提速至200 km段落线路长度为68.9 km，占线路长度的21.1%;提速160 km段落线路长度为200.9 km，占线路长度的61.6%;限速120 km段落线路长度为27.85 km，占线路长度的8.5%;维持既有线80～100 km/h段落长度为28.58 km，占线路长度的8.8%。

提速改造后客运列车全线运行时间150 min，较现状306 min减少156 min。

(2)主要工程内容

既有线改建共计45处42.3 km，施工干扰段落长度42.3 km;对既有线进行双绕改线46处206.65 km，软化站内坡度5处9.15 km，上述段落内产生的拨接口394处;全线由于病害桥、路基及施工干扰等因素引起施工便线共计61.2 km。全线封闭车站8个，改建编组站2个(哈尔滨南、牡丹江)，改建中间站17个。由于提高运行速度，全线路基基床强度不足共50处长40 km。新建大中桥及特大桥58座长20.427 km;新建框构20座7 240m2;新建涵洞273座长7900m;加固大中桥 5座长 244.4m。新建 24座隧道，隧道总长34 225m。

(3)投资估算及建设工期

全线投资预估算总额为1 986 931.3万元，技术经济指标为6 095.3万元/正线公里;静态投资总额为1 680 126.6万元，静态技术经济指标为5 154.1万元/正线公里。

该方案总工期6年，每年考虑5个月冬歇。

(4)运输组织及能力适应性分析

本方案研究年度到发线有效长度延长至1 080m，货物列车牵引质量按5000 t组织。考虑运行一定比例动车组列车，实现动车组列车、机车牵引客车、货物列车共线运行。

既有线提速160 km/h、局部200 km/h电化改造后可以吸引本线承担更多的客流，旅客列车对数比现状电化增加，由于客车提速，扣除系数略有增加，研究年度通过能力和需要能力对照情况见表3。

表3 通过能力与需要能力对照对/日__________

从表3可知，哈尔滨枢纽内区间新香坊至成高子段2025年通过能力略不足(通过能力缺口为－3.4对/日);哈尔滨枢纽外成高子至牡丹江2025年通过能力可以满足要求，但趋于饱和。

3.4 新线200 km/h客货共线方案

(1)方案说明

线路在哈尔滨市区内沿既有滨绥铁路至苇子沟后偏离既有滨绥线，经新华、阿城后线路沿既有滨绥线通道和绥满高速公路向东，经玉泉、小岭、平山、帽儿山、乌吉密至尚志县并设站;向东南经万山林场、苇河、亚布力、横道河子、海林至终点牡丹江站，线路全长289.807 km。

本方案直达旅客列车运行时分为100 min，较既有线306 min节省206 min;大站直达列车(中间停靠3站)运行时分为109 min。

(2)主要工程内容

全线正线线路长度289.807 km，其中路基总长131.325 km，占线路全长的 45.3%;桥梁共 78座89.637 km，占线路全长的 30.9%;隧道共 36座68.845 km，占线路全长的23.8%。全线新设中间站14座，利用既有站1座，改建车站1座。

哈尔滨枢纽新建新香坊上、下行联络线长度15.924 km;新建哈牡哈大联络线，线路长度2.668 km。

牡丹江枢纽新建海林北至拉古上下行联络线线路长度27.39 km。

(3)投资估算及建设工期

全线投资预估算总额为3 492 405.7万元，技术经济指标为12 050.8万元/正线公里。

该方案总工期4.5年，每年考虑5个月冬歇。

(4)运输组织及能力适应性分析

新建双线主要承担通道内客运列车，开行列车以动车组列车为主，兼顾少量沿线客流开行部分普速列车(近期9对，远期9对)，并利用剩余能力分流通道的货运直通列车。既有线专业开通货物列车。研究年度通道内线路通过能力和需要能力对照情况见表4，表5。

表4 新建线能力适应情况

表5 既有线能力适应情况

从表4表5可知，哈牡通道能力满足运输能力要求，并与一定的能力储备。

3.5 新线250 km/h客专方案

(1)方案说明

线路自哈尔滨西站引出，沿线经过哈尔滨、阿城、尚志、海林、牡丹江五个县级及以上行政区，引入本线终点牡丹江站。沿线共设9个车站，全线正线长度289.638 km。

本方案直达旅客列车运行时分为76 min，较既有线306 min节省230 min;大站直达列车(中间停靠3站)运行时分为85 min。

(2)主要工程内容

正线长度289.638 km，桥梁工程总长119.1 km、占线路全长的41.1%，隧道工程总长66.3 km、占线路全长的22.9%，桥隧比64%;路基工程总长104.2 km，占线路全长的36%。

牡丹江枢纽货车外绕线全长20.818 km，桥梁工程总长2.797 km，隧道总长8.495 km，路基工程长度9.526 km，区间路基长度7.026 km。

(3)投资估算及建设工期

全线投资估算总额3 589 717.6万元，技术经济指标为12 394.1万元/正线公里。

该方案总工期4.5年，每年考虑5个月冬歇。

(4)运输组织及能力适应性分析

本方案新建双线只承担旅客列车，既有线维持现状，适时电化，承担全部货运列车及少量客车，通道形成客货分线格局。

研究年度通道内线路通过能力和需要能力对照情况见表6，表7。

表6 新建线能力适应情况

表7 既有线能力适应情况

从表6表7可知，哈牡通道能力满足运输能力要求，并与一定的能力储备。

4 各方案效益及优缺点分析

各方案投资效益见表8。

从计算结果看，先期既有线电化方案投资效益较好，尤其是既有线延长到发线电化改造方案，可以将新线建设的投资推迟10年，提高投资效益。

各方案优缺点分析见表9。

从优缺点分析结果看，既有线电化的方案投资效益较好，但不能满足远期运输能力的需要。为满足通道能力的需求，并提高服务质量，推荐既有线延长到发线电化改造和适时建设新线250 km/h客运专线的四线格局方案，满足客货运的需要。

表8 各方案建设计划及投资效益

表9 各方案优缺点分析

5 结束语

通过各建设方案能力适应性分析，为满足客货运量需要，该通道最终规模应为四线格局。

先期对既有线电化改造财务效益较好，尤其是延长到发线有效长方案，可适当推迟新线建设时机，提高投资效益。

如先期进行新建线路建设，虽然通道能力可以满足需求，但哈牡既有线采用电力牵引可降低运营成本，提高企业效益，亦应尽早电化改造。

综合考虑在建牡绥铁路扩能工程2015年建成后统一牵引方式需要，建议采用既有线延长到发线电化改造方案，远期根据运量增长适时安排新线建设。

［1］TB10621—2009 高速铁路设计规范［试行］［S］

［2］GB50090—2006 铁路线路设计规范［S］

［3］GB50091—2006 铁路车站及枢纽设计规范［S］

［4］TB10001—2005 铁路路基设计规范［S］