菲律宾棉兰老岛铁路方案研究
2022-12-06刘阳
刘阳
(中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600)
1 线路概况
1.1 项目的地理位置和径路
新建菲律宾棉兰老岛铁路项目武端—塔古姆段是武端—达沃线路的一部分。武端—塔古姆段位于武端—那布图兰—达沃线的北段,位于棉兰老岛北部,北纬8°56′49″,东经125°28′57″,途经北达沃省、康波斯特拉谷省、南阿古桑省及北阿古桑省等地。
线路总长230km,始于武端东部,沿阿古桑河向南走行,途经巴予甘、圣佛朗西斯科、罗萨里奥、特伦托后、纳本图兰等,在Mawab 和塔古姆之间以隧道形式穿越山体后,引入塔古姆至迪戈斯铁路起点站,即塔古姆站内。
2 建设方案研究
2.1 铁路技术标准比选研究
2.1.1 铁路等级
该线北起武端,南至塔古姆,是以客运为主、兼顾货运(主要承担武端至迪戈斯的客运任务,兼顾武端至达沃的少量货物运输)的区域干线铁路,是菲律宾棉兰老岛环岛铁路的重要组成部分,也是菲律宾铁路网的重要组成部分。该线的建设对带动地方经济发展、满足居民出行需求等均有重要意义。预测该线近期运量为客车15 对/日、货运量80 万吨/年。根据该线功能定位、路网作用和运量水平,铁路等级参考中国标准暂定中国铁路I 级。
2.1.2 轨距
目前环岛规划铁路一期工程塔古姆至迪戈斯段铁路拟采用1435mm 标准轨距,考虑到系统的统一性,轨距推荐采用1435mm。
2.1.3 旅客列车设计行车速度
第一,该线为客货共线I 级铁路,根据《铁路线路设计规范》(TB 10098—2017),旅客列车设计行车速度应为120km/h 及以上[1]。加之该沿线客运需求较高,功能定位为“以客为主”,故从客运需求和功能定位的角度考虑,宜采用160km/h 设计速度。第二,该线为单线铁路,考虑对向列车会让等因素,设计行车速度不宜超过160km/h。第三,考虑该线是棉兰老岛环岛铁路的重要组成部分,环岛铁路规划线路运输距离较长,与该线直接相连的塔古姆至迪戈斯段规划旅客列车设计行车速度为160km/h,从与相邻线规划设计行车速度的匹配性和环岛铁路整体规划来看,该线设计速度宜采用160km/h。第四,从运行时分的角度考虑,160km/h 方案可比120km/h 方案的运行时分节省20min 左右,采用160km/h 设计速度可以节约乘客的旅行时间,提高运输效率。经综合分析,该线旅客列车设计行车速度暂按160km/h 考虑。
2.1.4 正线数目
该线近期承担货运量80 万吨/年,客车15 对/日,远期承担货运量100 万吨/年,客车20 对/日。经分析,单线能力可以满足研究年度的运输需求,故正线数目推荐为单线。
2.1.5 最小曲线半径
该线列车设计速度为160km/h,根据《铁路线路设计规范》(TB 10098—2017)要求,最小曲线半径按一般地段不小于2000m,困难地段不小于1600m 设计[2]。
2.1.6 限制坡度
(1)沿线地形、地貌特点分析
该线主要通过剥蚀丘陵区与冲、洪积平原区。平原地区地形平坦,地势起伏很小,相对高差约为5m。低矮丘陵区大部分地形平缓,相对高差为5~35m;局部地区地势起伏较大,最大相对高差达90m。该线主要走行于丘陵缓坡、丘陵前平地及沟谷,沿线地表主要为农田、树木,局部为村庄。
(2)货流特点分析
从该线的货物流向来看,下行为重车方向,主要以从武端发送到达沃的生活物资和农产品为主;上行为轻车方向,承担少量达沃至武端的生活物资运输任务。
(3)主要技术经济比较
根据对该线运输需求、沿线地形地貌特点和路网协调性的分析,在限制坡度的选择上主要研究9‰和12‰两个方案。经分析,9‰限坡方案和12‰限坡方案均能较好地适应地形,12‰方案的土建工程投资可较9‰ 方案节约352 万元,投资节省率非常微小,而9‰方案在列车运营成本上可较12‰节省更多投资。经综合对比得出:9‰方案的综合成本更低。
(4)运营时分比较
12‰方案足坡地段很少,9‰和12‰两种方案客货列车的运营时分相差较小。
(5)限制坡度选择初步意见
经综合分析,9‰方案与沿线地形相适应,运营成本低,故限制坡度暂推荐采用9‰方案。
2.1.7 牵引种类
该线以客运为主,兼顾货运,沿线地形较为平坦,采用内燃或电力牵引均可满足运输需求。考虑到电力牵引对外部供电条件的依赖程度较高,现棉兰老岛暂无可支撑该项目的电力设施,且内燃牵引亦可以满足客货运需求,为减少工程投资,牵引种类推荐采用内燃牵引。
2.1.8 机车类型
该线以客运为主,开行的客车主要服务于沿线公众的出行,均为普速车,普速客机逐步向交流机车过渡,是客机发展的趋势,时速160km 交流传动客运内燃机车引领了内燃机车的发展方向,HXN 系列机车可以满足旅客列车160km/h 速度的牵引要求。此外,HXN 系列机车具有功率大、速度高、节能、维修量少等诸多优点,故该线机车类型推荐采用HXN 系列。
2.1.9 到发线有效长度
因该线以客运为主,兼顾货物运输,货运量较小,客车采用16 辆编组,到发线有效长采用650m 可与之匹配,且可满足3000t 牵引质量的要求,故到发线有效长度暂按650m 考虑,牵引质量暂按3000t 考虑。
2.1.10 闭塞类型
因该线为单线,单线一般采用半自动闭塞或自动站间闭塞,半自动闭塞投资较低,且能满足该线运输需求,故推荐采用半自动闭塞类型。
2.2 线路走向方案比选研究
该线是连接武端和塔古姆的客货铁路,为完善棉兰老岛内部交通运输体系,创造快速、安全、方便、环境良好的交通模式,全线主要以客运为主,伴有少量货物运输,研究范围内的主要城镇分别为武端、巴予甘、普洛斯佩里达、圣佛朗西斯科、罗萨里奥、特伦托、孔波斯特拉、纳本图兰、塔古姆等,线路走向主要受地形和城镇分布影响。结合地区规划以及沿线地理位置的特殊性、沿线地形等因素,分别研究了沿阿古桑河方案(I 方案)和沿AH26 公路方案(II 方案)。
方案比较范围:AK00+000—AK84+000。
2.2.1 方案说明
(1)沿阿古桑河方案(I 方案)
线路始于棉兰老岛北部武端市,由武端市东侧起,向南沿阿古桑河东岸走行12km 后,跨越阿古桑河,沿该河继续向南走行至巴予甘,设巴予甘站,由站内引出,线路继续向南延伸,于80km 后,线位向AH26公路靠近,在圣佛朗西斯科西侧位置与AH26 公路并行设圣佛朗西斯科站。线路走向见图1。
图1 比较方案示意图
该方案正线线路长度为84km,桥梁长度为8.58km,桥隧占全线比例10.21%,工程投资269161.95万元。
(2)沿AH26 公路方案(II 方案)
线路始于棉兰老岛北部武端市,由武端市东侧起,出站后线路折向东于AH26 公路西侧与公路并行向南走行,途经巴予甘、普洛斯佩里达等地后,在圣佛朗西斯科西侧位置与AH26 公路并行设圣佛朗西斯科站[3]。线路走向见图1。
该方案正线线路长度为81.217km,桥梁长度为24.668km,隧道长度为9.035km,桥隧占全线比例42.1%。工程投资287804.63 万元[4]。
2.2.2 方案比较及优缺点分析
方案技术经济比较情况见表1,方案优缺点分析表见表2。
表1 方案技术经济比较表
表2 方案优缺点分析表
2.2.3 推荐意见
综上所述,沿阿古桑河方案(I 方案)比沿AH26 公路方案(II 方案)地形起伏小,桥梁工程短,无隧道等控制性工程,协调难度小,工程投资少,并且全线设计坡度较缓,更利于后期铁路运营管理及养护维修等。经多方面考虑,推荐采用沿阿古桑河方案,即I 方案。
2.3 推荐方案线路走向
线路始于棉兰老岛北部武端市,由武端市东侧起,向南沿阿古桑河东岸走行12km 后,跨越阿古桑河,沿该河继续向南走行至巴予甘,设巴予甘站,由站内引出,线路继续向南延伸,于80km 后,线位向AH26公路靠近,在圣佛朗西斯科西侧位置与AH26 公路并行,设圣佛朗西斯科站,出站后沿AH26 公路西侧并行,向南走行,途经罗萨里奥至特伦托后,与AH26 公路分开,跨越阿古桑河后在Santa Josefa 东侧设站,而后沿阿古桑河西岸继续南行,在Monkayo 北侧,穿越阿古桑河及AH26 公路后,在Monkayo 东侧设站,出站后再次与阿古桑河交叉后,沿阿古桑河西岸向南走行至孔波斯特拉,设站后折向西,至AH26 公路附近后向南走行至纳本图兰东侧,设纳本图兰站,而后向南走行至Mawab,设Mawab 站后,线路折向西走行,跨越两次Sarawak 河,而后以隧道形式下穿AH26 公路,隧道长度约1.6km,出隧道走行至线路终点塔古姆市,引入塔古姆至迪戈斯铁路起点站,即塔古姆站内。线路总长230km。
3 结语
该线建设必要性充分,采用的技术标准合理,推荐的建设方案可行,投资适度,项目技术上可行、安全可靠,外部协作条件良好,建成后会产生较好的社会、经济、环境效益。该项目可连接武端、圣佛朗西斯科与塔古姆等城市,承担起棉兰老岛东部地区客货交流任务,对沿线中小城镇有显著的辐射作用,充分弥补区域内的运输不足,填补整体路网中的空白,进一步改善周边交通条件,方便居民出行、带动沿线经济发展,加强沿线地区之间的联系。