伊寧至阿克蘇鐵路限制坡度方案研究

郇曉喜

摘? ? 要：伊寧至阿克蘇鐵路是我國《中長期鐵路網規劃》規劃項目。本項目功能定位為新疆南北疆地區的便捷運輸新通道，是客貨共線的區域干線鐵路。本文結合本線地形條件、牽引質量、相鄰線坡度等情況，考慮最大坡度和牽引質量的協調匹配，運輸組織的順暢及路網靈活性，并結合機車交路、運輸效率及后期運營成本，研究了伊寧至阿克蘇鐵路限制坡度方案。

關鍵詞：伊寧至阿克蘇鐵路;限制坡度方案

1? 伊寧至阿克蘇鐵路概況

新建鐵路伊寧至阿克蘇線位于新疆自治區西部的伊犁哈薩克自治州（以下簡稱伊犁州）和西南部阿克蘇地區境內。線路自精霍鐵路引出，向南跨過喀什河、伊犁河后穿過烏孫山，經特克斯縣、昭蘇縣，后跨過特克斯河，經夏特鄉后沿東都果爾溝爬升，穿過南天山后順木扎特河河谷而下，出河谷后穿過伊米奇該塔格山進入吐孜阿瓦特河谷向南走行，后接入南疆鐵路喀拉玉爾滾站。主要經過伊寧縣、七十三團、特克斯縣、昭蘇縣、七十五團、五團、阿克蘇市等據點。線路全長396.62km，其中伊犁州境內長266.00km;阿克蘇地區境內長130.62km。

2? 建設方案研究的總體思路

（1）切實把握項目定位和建設規模。以科學的發展觀，準確把握該鐵路在國家經濟和鐵路運輸網中的地位和作用，改變該地區相對閉塞的運營狀況，使鐵路在運輸市場的優越性在本線得以體現。

（2）以服務運輸為中心，重點研究提高運輸能力，提升運輸質量、保證行車安全的總體方案。

（3）對采用的技術標準、工程方案的可靠性、耐久性、安全性等堅持采用較高標準;對不直接影響運輸安全的設施與設備，按照“強本簡末”的指導思想，堅持經濟、適用、可靠、適度、逐步加強的原則，認真比選確定，嚴格控制工程投資，追求投資效益的最大化。

（4）根據沿線經濟據點分布，點、線結合，服務社會，合理布設工程設施，盡量靠近經濟據點，滿足運輸需求和帶動地方經濟發展。

（5）在增加工程不多的前提下，盡量選用較高的設計標準，為今后鐵路提速改造和進一步發展預留條件。

3? 限制坡度方案的比較

本線為連接南北疆的第二通道，前后方相連精霍線、蘭新線、奎北線、南疆線等，限坡選擇應結合路網相關線坡度設置以及本線地形及工程情況，充分考慮限制坡度的協調匹配、運輸組織順暢及路網靈活性，合理確定。

3.1? 相鄰線坡度

本線南北分別接南疆線和精霍線，南疆線吐庫段限制坡度為13‰，庫喀段限制坡度為6‰;精霍線精伊段限制坡度為20‰。

3.2? 地形情況

本線地形呈三緩夾兩陡特征，由北向南分別為伊犁河谷（緩）、天山分支烏孫山（陡）、昭蘇山間谷底（緩）、南天山（陡）、天山南坡（緩）。主要經過伊犁河谷沖洪積平原區、昭蘇山間谷地、塔里木盆地北緣洪積傾斜平原，沿線地形相對平緩;在伊犁河谷沖洪積平原區、南天山中高山區、塔里木盆地北緣洪積傾斜平原，地面橫坡為2%左右。

3.3? 限制坡度方案研究

本線受限制坡度控制段落主要為烏孫山越嶺段落和南天山越嶺段落，平原微丘區方案受限制坡度的影響較小，結合相鄰線坡度、本項目的運量特點、沿線自然條件和地形特征綜合考慮，本次研究了18‰限制坡度方案、20‰限制坡度方案和24‰限制坡度方案。

3.3.1? 方案簡介

（1）20‰限制坡度方案。線路自精霍線布列開站精河端引出，折向東南方向，經墩麻扎鎮，七十三團，以19.94km隧道翻越烏孫山，經特克斯縣、昭蘇縣、夏特鄉，以24.75km隧道穿越南天山，沿木扎爾特溝走行，經五團后，接入南疆線喀拉玉爾滾站。

線路全長397.186km，特大橋45116.4m/30座，大橋15321.1m/54座，隧道93444m/15座，工程投資約239.51億元。

（2）18‰限制坡度方案。線路自精霍線布列開站精河端引出，折向東南方向，經墩麻扎鎮，七十三團，以19.93km隧道翻越烏孫山，經特克斯縣、昭蘇縣、夏特鄉，以24.73km隧道穿越南天山，沿木扎爾特溝走行，經五團后，接入南疆線喀拉玉爾滾站。

線路全長404.96km，特大橋32154.4m/20座，大橋9556.6m/32座，隧道106378m/25座，工程投資約252.12億元。

（3）24‰限制坡度方案。線路自精霍線布列開站精河端引出，折向東南方向，經墩麻扎鎮，七十三團，以19.65km隧道翻越烏孫山，經特克斯縣、昭蘇縣、夏特鄉，以21.56km隧道穿越南天山，沿木扎爾特溝走行，經五團后，接入南疆線喀拉玉爾滾站。

線路全長394.329km，特大橋32219.9m/16座，大橋11524.3m/37座，隧道83629m/25座，工程投資約230.08億元。

3.3.2? 方案分析

（1）從線路長度和工程投資分析。20‰限制坡度方案較18‰限制坡度方案和24‰限制坡度方案線路長度分別短7.77km和長5.31km，工程投資少12.606億元、多9.429億元。從線路長度和工程投資分析，24‰限制坡度方案最優，20‰限制坡度方案次之，18‰限制坡度方案投資最多。

（2）貨物運輸組織分析。區域內采用較大坡度的線路有精霍線精伊段限制坡度為20‰，庫俄線為6/16‰均衡坡，吐庫二線為13‰，規劃伊寧至巴侖臺鐵路為18‰，其他線路限制坡度均為6‰。

從牽引質量上看，相鄰線路除精霍線精伊段設計為3000t、預留4000t外，其他線路牽引質量均為4000t。

不同坡度下受牽引力限制各機型牽引質量見表1。

從表中可以看出，16‰以下坡度，所有機型雙機均可滿足牽引4000t需求，大部分機型滿足4500t及5000t。18‰以下坡度，部分機型可以滿足牽引5000t的需求，20‰以下坡度，部分機型可以滿足牽引4000t，24‰坡度方案僅部分機型可以滿足牽引3000t的需求。

目前烏局集團管內大部分運營線路實際牽引質量已達到4500t。

（3）客車旅行時間分析。《技規》規定了旅客列車在任何情況下，施行緊急制動時的最大制動距離限值，如表2所示。本線開行的普速旅客列車速度目標值擬采用160km/h，其緊急制動距離限制為1400m。

《技規》規定了旅客列車在20‰以內坡道的下坡限速，20‰以上的下坡道，由鐵路局根據實際試驗規定。按照緊急制動距離計算方法及相關參數，計算客車在下坡道的緊急制動限速，并考慮適當的安全余量，18‰、20‰和24‰坡度旅客列車下坡限速分別按153km/h、151km/h和128km/h。

本次對采用HXD1D型機車牽引16輛客車在不同坡度方案的行車速度旅行時間進行比較，詳見表3。

由上表可見，不同坡度方案的旅行時間相差不大，20‰與18‰坡度方案旅行時間相當，較24‰坡度方案旅行時間省12min。

4? 研究結論

考慮最大坡度和牽引質量的協調匹配，運輸組織的順暢及路網靈活性，并結合機車長交路、減少技術作業站，提高運輸效率，節約后期運營成本，結合本線地形條件、工程條件、相鄰線坡度匹配進行分析，本線限坡推薦采用20‰坡度方案。

參考文獻：

[1] 中鐵第一勘察設計院集團有限公司.新建伊寧至阿克蘇鐵路預可行性研究，2019.

[2] 中鐵工程設計咨詢集團有限公司.新建鐵路伊寧至和田預可行性研究，2017.

[3] 國家發展改革委.中長期鐵路網規劃，2016.

[4] 中國鐵路總公司.鐵路技術管理規程（普速鐵路部分），2018.

[5] TB 10098—2017鐵路線路設計規范[S].