新建集包三四線建設方案研究

任軍輝

集寧—包頭三四線位于我國華北地區的內蒙古自治區西部,屬京包通道西段,基本沿既有京包線集寧—包頭段平行布設,全長約312.78 km。本段線路新建三四線與既有線構成四線,形成大能力客貨運輸通道,對加快我國西北、華北、東北區際間的客貨交流,大幅度提高鐵路煤炭運輸能力,適應內蒙古自治區的經濟發展,完善路網結構,提高鐵路的市場競爭能力,實現鐵路跨越式發展目標,保障國民經濟的快速發展均具有十分重要的意義。

在研究年度內新建三四線與既有線共同組成集包間鐵路運輸通道,滿足貨運大能力、客運高速度的運輸需求,配合新線建設方案的不同,兩線運輸分工亦不相同。從項目的功能定位上來說,本項目是京蘭通道的一部分,而京蘭通道是我國北部橫貫東西,連接西北、華北、東北地區的一條大能力客貨運輸通道,客貨并重,以貨為主,貨物運輸主要為煤炭、焦炭、石油、鋼鐵等大宗貨物,而且以煤炭為主,是實現大秦線4億t擴能的后方通道之一。同時北京—張家口—集寧—包頭又是一條快速客運交通走廊,因此,合理、科學的確定本項目與既有線運輸分工,是決定本項目建設標準的重要前提。

1 運輸組織分工原則

本段的列流特點是旅客列車占總行車量的1/4,4 000 t貨物列車約占總行車量的10%,大量的貨物列車是5 000 t列車。

根據既有線現狀和通道客貨運需求特點及功能定位,確定以下分工原則:1)充分利用既有線設備和能力,減少廢棄工程;2)盡量實現客貨分線,減少客貨干擾,提高運輸能力和質量;3)為大量旅客列車服務的線路,其速度目標值滿足快速客運通道要求;4)集中組織開行5 000 t及以上重載貨物列車,滿足輸能需求;5)節省工程投資,減少施工時對運營的干擾。

2 新建三四線與既有線運輸分工方案

1)方案Ⅰ:新建三四線為客運專線,既有線現狀電化,以貨為主。

新建客運專線速度目標值200 km/h,到發線有效長700 m;既有線電化改造,延長車站到發線有效長至1 050 m。

兩線運輸分工為:新建線為客運專線,承擔大量旅客列車運輸;既有線承擔全部貨物列車及少量客車。

經計算分析,新建客運專線近遠期旅客列車對數分別為40對/d和55對/d,能力利用率僅為39%,投資大而利用率低,經濟效益差,而既有線近遠期客貨列車對數分別為106對/d和128對/d,遠期能力已經飽和,說明本線客車對數難以支撐客運專線,而一條雙線又不能滿足貨運能力的需求,因此,本通道完全形成兩條客貨分線鐵路不適合本通道的運量特點。

2)方案Ⅱ:新建三四線為貨運專線,既有線提速電化,以客為主。

新建三四線為貨運專線,車站到發線有效長1 700 m;既有線電化、提速至200 km/h,維持既有車站到發線有效長850 m。

兩線運輸分工為:既有線開行全部旅客列車及快運、4 000 t貨物列車及摘掛等少量貨物列車,新建線為貨運專線,開行10 000 t,5 000 t貨物列車。

本方案既滿足旅客列車提速的要求,而且貨物運輸能力較大,是較理想的方案之一。新建線因開行10 000 t列車且為貨運專線,所以總的輸送能力最大,但為滿足快速客運通道的運輸需求,既有線需進行提速改造,而集寧—呼和段因線路條件差、半徑小,改建工程巨大,既有線提速至160 km/h將廢棄約130 km的路段,而且既有線提速改造對運營干擾也大。

3)方案Ⅲ:新建三四線為客貨共線鐵路,既有線電化擴能、以貨為主。

新建線路速度目標值200 km/h,到發線有效長1 050 m;既有線現狀電化并延長車站到發線有效長至1 050 m。

兩線運輸分工為:新建線客貨并重,開行客車、快貨及部分5 000 t貨物列車;既有線以貨為主,開行5 000 t,4 000 t貨物列車及摘掛列車以及少量低等級客車。

4)方案Ⅳ:組合方案,集寧—呼和段既有線電化擴能,以貨為主,新建客貨共線鐵路,呼和—包頭段既有線提速電化,客貨共線,新建貨運專線。

考慮到既有線集寧—呼和段提速改造工程艱巨,而呼和—包頭段提速改造工程相對簡單,因此,集寧南—呼和新建一條客貨共線速度目標值為200 km/h的雙線鐵路;呼和—包頭將既有線提速改造成200 km/h的雙線鐵路,同時,新建一條貨運雙線鐵路。

新建線與既有線在呼和交叉貫通,形成一條客貨并重、速度目標值200 km/h的雙線及一條以貨為主的雙線。

兩線運輸分工為:客貨并重線路開行大量客車、快貨及部分5 000 t貨物列車;以貨為主線路,開行大量 5 000 t,4 000 t貨物列車、摘掛列車以及少量低等級客車。

3 方案綜合比選及研究結論

由于方案Ⅰ不適應本段運輸能力需求,予以放棄。下面僅對Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ方案做進一步比較。

1)從運輸質量及能力適應性分析。從運輸質量方面分析,各方案線路長度相差不大、速度目標值相同,客貨旅行時間差別不大,均能滿足時間目標值要求;各方案的通道能力均能滿足各研究年度客貨運量的要求,均有較大的富余。集呼段為本段能力控制區段,其能力適應性詳見表1。

2)工程投資、運營成本及經濟效益。方案Ⅱ雖運營成本較低,但新建一條雙線的同時需對既有線全線提速改造,工程投資最大且既有線廢棄工程多,經濟性最差;方案Ⅲ與方案Ⅳ運營成本相當,但方案Ⅳ新建一條雙線的同時需對呼包段既有線提速改造,不僅投資多,而且施工對運營干擾大;方案Ⅲ工程投資最省,較方案Ⅱ少9.56億元、較方案Ⅳ少0.81億元。

表1 各方案研究年度通道能力適應性表

3)施工對運營干擾、建設時機及工期。方案Ⅱ和方案Ⅳ雖新建一條雙線,但仍需對既有線提速改造,改造工程量大、工期長,施工對運營的干擾大,而方案Ⅲ則完全新建一條雙線,既有線只進行電化擴能,施工簡單、工期短,施工對運營干擾最小。根據前述,本段近幾年貨運量增長迅猛,若對既有線大動干戈,勢必影響其他線輸能目標的實現,方案Ⅱ和方案Ⅳ的建設時機及工期均不適應本段貨物運輸的需求。

4)路網發展、運輸組織靈活性。運輸組織方案Ⅲ與方案Ⅳ基本相同,差別僅在包頭—呼和間將既有線改造為以客為主,運輸組織均具有一定的靈活性,方案Ⅱ運輸組織靈活性相對較差。

方案Ⅲ在集寧—包頭間一次新建高標準新線,既有線可視移動設備技術進步情況,適時將牽引質量提高到10 000 t,對路網發展適應性最佳。

綜上所述,本次研究推薦分工方案Ⅲ,即新建三四線為客貨共線鐵路,既有線現狀電化改造,以貨為主。

[1] 王玉龍.西康線增建第二線某段線路走向方案選擇[J].山西建筑,2008,34(34):292-293.