陇海铁路三门峡市区段外迁研究

白其震

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

0 引言

随着沿线城市的快速发展，国土空间快速扩张，陇海铁路部分城镇段与城市规划适应性较差。同时，陇海铁路虽然历经多次改造和提升，仍存在多处慢行区段。近年来，陇海铁路其他区段（如定西市段、宝鸡市段、巩义市段等）均已开展外迁工程研究，其中宝天段上行线外迁工程建河-伯阳区间已建成通车，陇海铁路三门峡市段即将成为陇海铁路薄弱地段的一环，外迁工程启动迫在眉睫。

1 项目基本情况

陇海铁路始建于1904年，横贯江苏、安徽、河南、陕西、甘肃五省，是中国东西向的重要的铁路货运干线之一。铁路东起连云港东站，西行经徐州、商丘、开封、郑州、洛阳、西安、宝鸡、天水至兰州西站，全长1759km。陇海铁路三门峡市所在段落1927年11月建成，1956—1970年完成复线改造。

1.1 技术标准

陇海铁路洛阳至华山段（包括交口至张家湾站区间）主要技术标准见表1，外迁工程原则上与原标准保持一致。

表1 陇海铁路洛阳至华山段主要技术标准

1.2 既有曲线分布

陇海铁路交口至张家湾段运营长度19.499km，包括4个车站（交口站、三门峡站、贺家庄线路所和张家湾站），其中（K806+401-K825+900）段下行线最小曲线半径400m，最大坡度13.9‰。其中，半径R＜800m曲线长8.79km。上行线最小曲线半径400m，最大坡度13.8‰，半径R＜800m曲线长8.91km，见表2[2]。

表2 既有线线路平、纵断面特征表

1.3 三门峡市区段现状

既有陇海铁路交口至张家湾段沿线已发展成了城市街区。该段线路以“灯泡”线型穿城而过且大部分地段为高填深挖路基，对城市功能区块分割严重，限制了三门峡市的发展空间，直接影响了三门峡市湖滨区的城市服务功能，如图1所示。

图1 三门峡市中心城区用地规划图

2 外迁工程方案

2.1 影响外迁工程的主要因素

2.1.1 城市现状及规划

青龙涧河两侧建筑物密布，该廊道两侧分别为市级和乡镇级别规划，目前三门峡市已将连霍高速公路三门峡收费站以西均纳入城区规划。

2.1.2 河流水文

区域分布有青龙涧河、山口河和规划青龙湖水利工程。其中青龙涧为季节性河流，以朱家沟桥为界，下游河道宽约120m，上游河道宽约75m；山口河为季节性河流，河道自东向西汇入青龙涧河，宽度约40m，汇入口宽约75m；规划青龙湖位于朱家沟桥东侧、青龙涧河与山口河交汇处，为三门峡市规划的水利工程。

2.1.3 交通设施

区域内与该项目存在交叉或距离较近的铁路有郑西高铁（既有）、陇海铁路（既有）、三禹至陇海铁路上行联络线（规划）；高等级公路有连霍高速公路和国道G310。

2.2 走向方案

结合城市规划、起点选取和郑西高铁工点分布，研究了城区规划边缘方案、并行朱家沟桥穿工业区规划方案和沿郑西高铁通道穿工业区规划方案，如图2所示。

图2 外迁工程方案示意图

2.2.1 方案说明

2.2.1.1 城区规划边缘方案

外迁工程自既有陇海铁路交口站西侧区间K809+170.34接出，向西经三门峡市城区规划边缘跨青龙涧河、国道G310和连霍高速公路后折向西北走行于高速公路和郑西高铁之间，跨郑西高铁富村大桥，穿在建崤函大道后并行郑西高铁至比较终点C1K816+678.78。

方案正线长7.508km，静态投资10.02亿元。

2.2.1.2 并行朱家沟桥穿工业区规划方案

外迁工程自既有陇海铁路交口站东侧区间K806+401.24接出，向西跨国道G310，穿湖滨机电制造园区规划，跨青龙涧河、连霍高速公路、郑西高铁青龙涧特大桥后折向西北走行于拟建三禹铁路与郑西高铁之间，穿在建崤函大道至比较终点CK816+900。

方案正线长10.499km，静态投资15.85亿元。

2.2.1.3 沿郑西高铁通道穿工业区规划方案

外迁工程自既有陇海铁路K804+800接出，向西跨国道G310、山口河、连霍高速公路、郑西高铁南交口桥，下穿在建国道G209路基段后折向西北走行于拟建三禹铁路与郑西高铁之间，穿在建崤函大道至比较终点C1K816+900。

方案正线长12.886km，静态投资20.07亿元。

该方案较并行朱家沟桥穿工业区规划方案对规划区影响无改善、外迁长度长、工程投资高，不再深入研究。

2.2.2 技术经济比较

方案技术经济比较见表3。

表3 外迁方案工程技术经济比较表（亿元）

2.2.3 优缺点分析

方案优缺点分析见表4。

表4 外迁方案优缺点比较表

2.2.4 推荐意见

并行朱家沟桥穿工业区规划方案虽然外迁长度长、工程投资高、关闭交口站运输灵活性略差，但是张茅站至张家湾站站间距离20.885km，符合客货共线铁路双线站间距要求，陇海铁路西安至洛阳各区段外迁后初、近、远期设计能力和输送能力满足铁路需求（见表5）且线路距城区规划2km，可为城市争取更多发展空间，与地方意见相符，研究推荐并行朱家沟桥穿工业区规划方案。

表5 能力适应性分析表（单位：对/日、万吨/年）

2.3 外迁起点方案

陇海铁路自张茅站外至三门峡站间上行线为绕行段落，其中，K807+764为下行线交口站，上行线为区间线路。其中，K806+000至K808+000段两线间距50m~130m，上行线较下行线高4.9m以上。

既有陇海铁路上行线坡度为最大14.9‰的连续下坡，在不中断既有线运营的情况下，改线工程右线自上行线坡度接出后无法与陇海铁路下行线平交或下穿，仅可上跨。

陇海铁路改线工程右线自上行线K807+781.52接出后，上跨既有下行线，轨面高差9.5m、交叉角度小，无T构桥梁转体条件（上、下行线轨面高差不足）。上行线为上跨既有下行线须采用80m钢桁梁，该特殊桥梁结构投资较高。为减少工程投资，研究了修建施工便线采用外延梁方案，两个方案说明如下。

2.3.1 方案说明

2.3.1.1 钢桁梁方案

陇海铁路改线工程右线自K807+781.52接出后，并左线以80m钢桁梁顶推跨既有陇海铁路下行线后向西。比较范围内线路长323.48m，桥梁工程投资约4059万元。

2.3.1.2 外延梁方案

先修建陇海铁路下行线施工便线，陇海铁路改线工程右线自K807+781.52接出后，并左线以2×28m外延梁跨陇海铁路下行线施工便线后向西，如图3所示。比较范围内线路长323.48m，桥梁工程投资约1359万元。

图3 外延梁方案平面示意图

2.3.2 推荐意见

钢桁梁顶推方案虽然无须修建施工便线、县道X037无须借道通行，但是采用80m钢桁梁跨既有陇海铁路下行线，工程投资高约2700万元，后期养护运营不便。外延梁便线方案按原线路标准修建施工便线，未恶化原有的运营条件，满足施工过渡期运输需要。且外延梁便线方案投资省、外延梁有利于长期使用和养护，研究推荐外延梁便线方案。

2.4 外迁工程与郑西高铁交叉

外迁工程起点交口站（不含）与终点张家湾站（含）位于郑西高特两侧，线路方案须与郑西高铁产生交叉。根据《高速铁路安全防护设计规范》（TB10671—2019）“高速铁路与其他铁路交叉宜采用高速铁路上跨的方式，困难条件下，经技术经济比选采用高速铁路下穿时，上跨高速高铁的铁路应采用安全可靠的防护措施”[1]，外迁工程仍优先考虑下穿郑西高铁。将并行朱家沟桥穿工业区规划方案起点、郑西高铁跨越点两点连线定为A断面，下面对外迁工程下穿郑西铁路可行性进行分析。

2.4.1 A断面交叉处

郑西高铁（K805+050）轨面标高约477.9m（工务综合图数据，实测接触网标高485m）。陇海铁路上行线改线起点（K807+282）约516.8m，轨面高差38.9m，平面间距约1.8km。陇海铁路改建线路为满足下穿郑西高铁，须降低标高约50m，按陇海铁路限制坡度经自然展线无法降低足够的高程，下穿郑西高铁无技术条件。

2.4.2 B断面

从A断面往铁路小里程分析，陇海铁路为约12.5‰上坡（至陇海铁路K794+000），郑西高铁为

1708m（10.4‰）+1700m（20‰）+13200m（12.2‰）坡段，郑西高铁小里程方向较A断面平面间距基本不变、轨面高差仅缩小12m，陇海铁路无下穿郑西高铁条件。

2.4.3 C断面

从A断面往铁路大里程分析，郑西高铁为2592m（10.4‰）+1800m（12.5‰）+4200m（5.5‰）坡段至三门峡南站，结合郑西高铁工点分布，对临近张家湾站的黄龙村特大桥和张家湾1号桥下穿条件进行分析。1）下穿郑西高铁张家湾1号桥：郑西高铁张家湾1号桥（K813+600）处轨面标高约405.6m，下穿该标高改线工程轨面高标不应高于395.1m。陇海铁路K824+600处轨面标高410.66m（既有标高406.4m），平面间距600m，按陇海铁路限制坡度无法降低足够的高程。2）下穿郑西高铁黄龙村特大桥：基于张家湾站既有坡度，改线工程平纵条件满足于郑西高铁黄龙村特大桥下穿后接回张家湾站。但改线工程存在①下穿郑西高铁处轨面较既有陇海线轨面高约4m，无法实现施工过渡，对既有陇海铁路、郑西高铁运营有影响。②方案走向与三门峡市政府、连霍高速公路产权单位述求不符，方案协调难度高。③方案小角度（26°）上跨连霍高速公路，桥梁主跨达180m，实施难度大等多种问题。

综上所述，陇海铁路改线工程采用上跨郑西高铁，并做好郑西高铁运营安全防护。

2.5 外迁工程

陇海铁路交口至张家湾段外迁工程位于河南省三门峡市境内。外迁工程自湖滨区交口站外东侧区间向西接出，跨青龙涧河、郑西高铁后至陕州区张家湾站。新建正线13.369km，改建范围内既有线长19.499km。外迁工程关闭交口站、三门峡站和贺家庄线路所，同时对张家湾站进行改扩建。

3 结语

既有铁路外迁工程可采取资产置换方式或现金收购方式。因两种方式均由地方政府出资完成外迁工程，外迁工程应充分征求地方政府、地方管理部门意见，避免因规划因素造成外迁工程方案反复。

外迁工程研究过程中虽强调“同规模、同标准、同功能”还建，若既有铁路标准过低，外迁工程在不增加较大工程投资的基础上，应以廊道技术标准为准，改造运营条件。以陇海铁路交口至张家湾段外迁工程为例，外迁工程实施后取消该段800m以下曲线半径，尤其是6/3处（上行/下行）400m曲线半径，对运营条件改善较为明显。