中老鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

劉亞新

(中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，四川 成都 610031)

1 工程概述

中老鐵路磨憨/磨丁至萬象線位于老撾境內(nèi)，是泛亞鐵路中通道的重要組成部分。該線北起中老邊境口岸磨丁，經(jīng)老撾北部的瑯南塔省、烏多姆賽省、瑯勃拉邦省、萬象省后到達線路終點——老撾人民民主共和國首都萬象市。正線建筑長度約417 km。中老鐵路地理位置如圖1所示。

圖1 中老鐵路地理位置

2 中老鐵路相鄰線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

云南省境內(nèi)與中老鐵路相鄰線鐵路的現(xiàn)狀及規(guī)劃主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3 中老鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究及選擇

3.1 鐵路等級

表1 相鄰線鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

中老鐵路作為泛亞鐵路中通道的重要組成部分，是昆明至新加坡泛亞東、中、西三個通道中最便捷的通道。該線的建設(shè)對促進中國－東盟自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)和大湄公河次區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，帶動沿線社會經(jīng)濟發(fā)展、資源開發(fā)和城市化發(fā)展具有重要的意義。本線遠(yuǎn)景年輸送能力:客車40對/d，貨運5000×104t/a，達到了國鐵Ⅰ級的標(biāo)準(zhǔn)。因此，本線鐵路等級應(yīng)為國鐵Ⅰ級。

3.2 正線數(shù)目

據(jù)運量預(yù)測，近期單線能滿足運輸需求，但遠(yuǎn)期的運輸能力不足，需增建第二線。為減少近期工程投資，并避免遠(yuǎn)期復(fù)線工程改建時出現(xiàn)廢棄工程和干擾運營，建議本線近期單線，預(yù)留遠(yuǎn)期的復(fù)線條件。

3.3 限制坡度

限制坡度的選擇應(yīng)結(jié)合所經(jīng)地區(qū)沿線的地形類別、自然坡度、鐵路等級、牽引種類、機車類型、運輸需求、相鄰線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等因素，經(jīng)綜合多方案比選確定，它直接影響線路的走向、長度、工程投資和運營支出，地形困難地段采用適當(dāng)限制坡度可以有效適應(yīng)地形、縮短線路長度，節(jié)省工程投資，提高運輸能力。根據(jù)地形條件等因素，中老鐵路限制坡度應(yīng)分區(qū)段進行研究。

沿線地勢如圖2所示，總體為北高南低，萬榮以北地勢起伏較大。

圖2 沿線地勢圖

3.3.1 磨丁至萬榮段

根據(jù)預(yù)可行性研究情況，結(jié)合沿線地形、地質(zhì)條件及站點設(shè)置等因素，本次研究對限坡9‰、加力坡18.5‰和限坡12‰、加力坡24‰兩種坡度方案進行了詳細(xì)的比較分析。

兩方案綜合比較見表2。

表2 磨丁至萬榮段限坡方案綜合比較

(1)從工程投資方面分析

從表2可以看出，限坡12‰、加力坡24‰方案較限坡9‰、加力坡18.5‰方案線路短1.243 km，橋隧總長短2.208 km，靜態(tài)投資減少21316.35萬元，換算工程運營費減少14295.35萬元。結(jié)合我國貨運機車發(fā)展，充分考慮大功率機車對坡度的適應(yīng)性，限坡12‰、加力坡24‰較有優(yōu)勢。

(2)從重點工程改善情況分析從表3可見，限坡12‰、加力坡24‰方案較限坡9‰、加力坡18.5‰方案，8 km以上隧道有較大改善。其中限坡9‰、加力坡18.5‰方案中控制工期的最長隧道會福萊隧道(12809 m)，在采用限坡12‰、加力坡24‰方案后優(yōu)化為6.315 km，極大改善了工程條件及工期壓力。

(3)從與相鄰線匹配方面分析

與本線相連的玉磨線采用限坡12‰、加力坡24‰，客車采用動車組、SS9，貨機HXD3B，牽引質(zhì)量3000 t。采用加力坡24‰可與之較好匹配，便于牽引質(zhì)量的統(tǒng)一，利于實施長交路，減少列車的換重作業(yè)，有利于運輸組織，提高客貨運輸?shù)乃俣取?/p>

表3 近期單線重點工程改善情況統(tǒng)計表

綜上所述，磨丁至萬榮段采用限坡12‰、加力坡24‰方案可節(jié)省投資、改善重點工程、與相鄰線較好匹配，予以推薦。

3.3.2 萬榮至萬象段

萬榮至萬象段為平原及緩丘區(qū)，地形平坦開闊，公路網(wǎng)相對較發(fā)達，人口集中。根據(jù)預(yù)可行性研究，結(jié)合沿線地形、地質(zhì)條件及磨丁至萬榮段推薦的限坡等情況，本次研究對限坡12‰和限坡12‰、加力坡24‰兩種坡度方案進行比較。

兩方案綜合比較見表4。

(1)從工程投資方面分析

從表4可以看出，限坡12‰方案較限坡12‰、加力坡24‰方案線路長0.106 km，橋隧總長長0.423 km，靜態(tài)投資多4178.35萬元，換算工程運營費少8260.70萬元。

表4 萬榮至萬象段限坡方案綜合比較

(2)從重點工程改善情況分析

因該段地形平坦，限坡12‰、加力坡24‰方案較限坡12‰方案在重點工程改善上不明顯。

經(jīng)綜合比選，推薦采用限坡12‰方案。

綜上所述，磨丁至萬榮段推薦采用限坡12‰、加力坡24‰的坡度方案;萬榮至萬象段推薦采用限坡12‰方案。

3.4 路段旅客列車設(shè)計行車速度

3.4.1 速度目標(biāo)值分析

區(qū)域內(nèi)各主要交通方式的旅行時間見表5。

表5 區(qū)域交通方式時間分析表

從滿足客流出行和與公路、航空運輸競爭的時間要求方面考慮，應(yīng)選用較高的速度目標(biāo)值。

按照客貨共線鐵路客貨列車速度匹配方案研究，客貨列車速差越小越有利于運輸組織，速度目標(biāo)值不宜過高。

3.4.2 速度目標(biāo)值比選

根據(jù)本線的功能定位、沿線地形地質(zhì)條件、相鄰線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本次研究了以下4個方案

方案1 全線120 km/h方案

方案2 全線160 km/h方案

方案3 磨丁至萬榮160 km/h，萬榮至萬象160 km/h、預(yù)留200 km/h

方案4 全線200 km/h方案

各速度目標(biāo)值方案主要在最小曲線半徑、夾直線及坡段的最小長度、路基沉降標(biāo)準(zhǔn)、橋梁梁型、隧道斷面、8 km以上隧道采用的無砟軌道型式、有線通信、信號、接觸網(wǎng)等方面有所區(qū)別。工程投資估算見表6。.

表6 速度目標(biāo)值投資估算比較表

(1)從投資分析:速度越低，投資越少。

(2)從運行時分及投資節(jié)時比分析:160 km/h及以上方案運行時分在3 h以內(nèi)，120 km/h方案運行時分接近4 h，160 km/h及以上方案在與航空、公路競爭更具優(yōu)勢。

200 km/h與160 km/h方案相比，投資節(jié)時比為8463萬元/min;160 km/h與120 km/h方案相比，投資節(jié)時比為1660萬元/min。從投資節(jié)時比來看，160 km/h方案優(yōu)勢明顯。

(3)從功能定位分析:如考慮本線作為泛亞鐵路中通道的重要組成部分，為發(fā)揮快捷的功能，應(yīng)選用較高的速度目標(biāo)值。

(4)從路網(wǎng)分析:與本線的功能定位匹配，與相鄰玉磨鐵路的速度目標(biāo)值匹配方面，160 km/h方案更有優(yōu)勢。

(5)從運輸組織分析:按照客貨共線鐵路客貨列車速度匹配方案研究，客貨列車速差越小越有利于運輸組織，因此滿足本線運輸組織要求的速度目標(biāo)值又不宜過高。

綜上所述，為與本線的功能定位、相鄰路網(wǎng)速度目標(biāo)值匹配，便于行車組織，并保證對公路、航空的競爭優(yōu)勢，推薦采用160 km/h方案。即速度目標(biāo)值推薦采用全線160 km/h。

3.5 最小曲線半徑

根據(jù)速度目標(biāo)值，采用規(guī)范相應(yīng)最小曲線半徑。

3.6 牽引種類

考慮到本線沿線電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較薄弱、電力系統(tǒng)較落后的情況，對內(nèi)燃牽引、電化內(nèi)燃過渡、電力牽引進行了比選。

電氣化鐵路具有牽引力大、速度快、爬坡能力強、運行安全性高、隧道通風(fēng)要求低、可綜合利用能源、利于環(huán)境保護等優(yōu)點，從長遠(yuǎn)考慮，采用內(nèi)燃牽引方案不合適。

電化內(nèi)燃過渡方案在初期仍存在內(nèi)燃牽引方案的弊端，但遠(yuǎn)期電氣化后即可充分發(fā)揮電氣化的優(yōu)勢，總投資較大。

電氣化牽引方案在多個方面具有明顯優(yōu)勢，且通過論證，在中老鐵路開通時，外部電源能夠滿足牽引供電的需要，電力牽引方案是可行的。因此，推薦采用電力牽引方案。

3.7 機車類型及牽引質(zhì)量

若牽引質(zhì)量采用4000 t，在運量一定的條件下貨物列車對數(shù)少，運營成本相對較低。但對于本線列車需在尚勇站增減軸，需增設(shè)調(diào)車場，運輸組織麻煩，并增加貨物延遲費用。為與通道北段匹配，路網(wǎng)適應(yīng)性更強，本線牽引質(zhì)量推薦采用3000 t。

考慮到我國已基本停止生產(chǎn)直流傳動型電力機車，本線貨運機車采用“交－直－交”型大功率貨運機車。

采用24‰加力坡方案，牽引質(zhì)量3000 t可采用HXD1、HXD2、HXD2B、HXD3B雙機牽引。故暫推薦本線采用 HXD3B型機車雙機牽引3000 t。

3.8 到發(fā)線有效長度

本線作為泛亞鐵路中通道的組成部分，有開行牽引質(zhì)量4000 t列車的必要性，今后隨著機車牽引性能的提高，本線牽引質(zhì)量有可能從3000 t提高到4000 t。因此，到發(fā)線有效長按850 m設(shè)計具有更大的適應(yīng)性。

3.9 閉塞類型

根據(jù)本線特點采用自動站間閉塞。

4 中老鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推薦意見

中老鐵路推薦采用的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表7。

表7 中老鐵路推薦采用的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié)束語

以保證合理的經(jīng)濟效益和社會效益為原則，考慮與相鄰鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以運量為依據(jù)，結(jié)合鐵路的性質(zhì)和運輸特點來確定。中老鐵路是以貨運為主、客貨混運的新建鐵路，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇應(yīng)結(jié)合該鐵路的性質(zhì)、特點，盡可能減少工程投資，保證投資方的利益，在保證鐵路能夠安全、快捷運營的同時，兼顧社會效益，爭取多方共贏。

［1］趙清為.鐵路工程技術(shù)手冊·線路［M］.北京:中國鐵道出版社，1994

［2］郝瀛.鐵道工程［M］.北京:中國鐵道出版社，2000

［3］GB 50090－2006鐵路線路設(shè)計規(guī)范［S］

［4］鐵建設(shè)函［2005］285號 新建時速200公里客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定［S］

［5］中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司.新建鐵路磨憨/磨丁至萬象線可行性研究［R］.成都:中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，2011