安李鐵路擴能改造方案研究

馬 濤

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司 鄭州設計院，河南 鄭州 450000)

1 安李鐵路現狀分析

1.1 現狀分析

安李鐵路(安陽西—崗子窯)東起河南省安陽市安陽西站，西至河北省邯鄲市磁縣崗子窯站，全長32.851 km，是中國鐵路鄭州局集團有限公司管理的國鐵Ⅱ級半自動閉塞單線貨運鐵路，在河南省安陽市境內共有安陽西站、水冶站、石澗站和李珍站4 座車站[1-3]。安李鐵路安陽至安陽西區間為電力牽引區間，限制坡度為6‰，牽引質量為5 000 t；安陽西至水冶區間為內燃牽引區間，限制坡度為6‰，上行方向牽引質量為5 000 t，下行方向牽引質量為4 500 t；水冶至李珍區間為內燃牽引區間，限制坡度為13‰，上行方向牽引質量為4 000 t，下行方向牽引質量為1 500 t。目前，安李鐵路安陽至安陽西區間圖定貨物列車數量為20 對/d，安陽西至水冶區間圖定貨物列車數量為10 對/d，水冶至石澗區間圖定貨物列車為8 對/d，石澗至李珍區間圖定貨物列車為7 對/d[4-5]。

安李鐵路貫穿河南省安陽市，是安陽市重要的貨運通道，也是國家鐵路網干線后方集疏運系統的重要組成部分，主要承擔沿線企業鐵礦粉、煤炭及其他品類的運輸任務。2018 年，安李鐵路完成貨運量2 670 萬t，其中貨物到達量為2 120 萬t，貨物發送量為550 萬t。根據安李鐵路沿線與鐵路專用線接軌的企業發展計劃及地區發展規劃，安李鐵路預測運量增長較快，近期(2030 年)和遠期(2040 年)安李鐵路貨運任務全部轉向京廣鐵路是不合理的，因而到達煤炭和由日照港到達鐵礦粉考慮經由瓦日鐵路(瓦塘—日照南)運輸[6]。研究年度安李鐵路沿線各站貨運量預測結果如表1 所示，研究年度安李鐵路各區間貨流密度如表2 所示。

表1 研究年度安李鐵路沿線各站貨運量預測結果萬tTab.1 Annual freight volume forecast of the stations along Anyang-Lizhen Railway

表2 研究年度安李鐵路各區間貨流密度 萬tTab.2 Annual freight frequency between sections along Anyang-Lizhen Railway

1.2 存在問題

安李鐵路作為安陽市服務眾多企業的貨運鐵路之一，區間牽引方式不同導致運輸效率低下和接軌站數量不足導致運輸壓力增加是安李鐵路目前面臨的問題，具體如下。

（1）區間牽引方式不同導致運輸效率低下。安李鐵路包含4 個區間，目前僅安陽至安陽西區間為電力牽引區間，其余區間均為內燃牽引區間，各區間牽引種類和牽引質量存在差異，導致安李鐵路運輸效率低下。安陽西站以西各貨物列車均需要在安陽西站進行內燃機車換掛和減軸作業，而且減軸后剩余車輛需要在安陽西站等待集結直至編組成列后再向水冶方向發車，到發線占用時間較長，導致車輛在安陽西站積壓，安陽西站的運輸效率受到影響。

（2）接軌站數量不足導致運輸壓力增加。安陽站作為安李鐵路和京廣鐵路的接軌站，是來往安李鐵路與京廣鐵路的必經之地，而京廣鐵路圖定列車對數已經達到110 對/d，其中圖定旅客列車對數為61 對/d，圖定貨物列車對數為49 對/d，通過能力利用率高達97.4%，剩余的通過能力無法滿足安李鐵路貨運量增長的態勢，而瓦日鐵路在安李鐵路南側經過，尚無直接連通安李鐵路的通道。此外，多家企業鐵路專用線在安陽西站接軌，使得安陽西站到發線能力愈發緊張，造成到達安陽站的車流無法及時疏解，增加安陽站負擔，進而導致整條安李鐵路運輸組織不順暢，嚴重制約運輸能力。

2 安李鐵路擴能改造方案分析

結合安李鐵路現狀，提出2 種安李鐵路擴能改造思路：一是維持安李鐵路平面和縱斷面條件和車站分布不變，對安李鐵路進行電氣化改造，提高安李鐵路自身的通過能力；二是修建水冶南至安李鐵路聯絡線，增加安李鐵路的對外通道。對上述2 個思路進行深入分析后，分別就各方案進行比選，確定安李鐵路擴能改造的最佳方案。

2.1 安李鐵路電氣化方案分析

根據安李鐵路既有設備設施布局現狀，結合不同車流組織方式，在滿足貨運量預測和貨流密度需求的基礎上，提出安李鐵路電氣化方案。安李鐵路電氣化方案由安陽西至水冶區間電氣化方案(以下簡稱“方案I-1”)和安李鐵路全線電氣化方案(以下簡稱“方案I-2”) 2 個方案組成，具體如下。

（1）方案I-1。安李鐵路安陽至安陽西區間為既有電氣化線路，方案I-1 將安陽西至水冶區間線路電氣化掛網，正線電氣化長度為10.67 km。經電氣化后，安陽西至水冶區間線路牽引質量均為5 000 t，具備組織5 000 噸級貨物列車的條件；水冶至李珍區間維持既有內燃牽引方式不變，水冶以西的貨物列車將換掛機車和分解、組合作業由安陽西站轉移至水冶站辦理，安陽西站到發線能力緊張狀況得到緩解[7]。由于水冶站作業量增加，需要增加水冶站的到發線數量，將水冶站內既有3，4 道之間廢棄的貨位拆除，并增加2 條到發線。該方案改造完成后，水冶站到發線將增加到7 條，到發線全部電氣化掛網，可以滿足運輸需求，工程投資約為2.22 億元。水冶站改造示意圖如圖1 所示。

（2）方案I-2。方案I-2 將安陽西至李珍區間線路電氣化掛網，安李鐵路將實現全線電氣化，電氣化后的正線長度為24.6 km。安李鐵路水冶至李珍方向為上坡道，其限制坡度以水冶站為界，安陽至水冶區間限制坡度為6‰；水冶至李珍區間限制坡度為13‰，安李鐵路全線電氣化后上行牽引質量統一為5 000 t，可以在李珍站開行安陽方向的5 000 噸級直達列車。由于水冶至李珍區間受13‰的限制坡度制約，水冶至李珍區間下行牽引質量為2 500 t，水冶以西的下行貨物列車仍然需要在水冶站進行技術作業。在方案I-2 中，安陽西站維持既有線路格局不變，水冶站既有5 條到發線將進行電氣化掛網，石澗站和李珍站由于到發線長度不足1 050 m，需要進行到發線延長工程并將延長后的到發線電氣化掛網，其中石澗站受既有條件限制，僅將1 道和Ⅱ道有效長延長至1 050 m，李珍站所有的到發線均延長至1 050 m。工程投資約為3.61億元。石澗站改造示意圖如圖2 所示，李珍站改造示意圖如圖3 所示。

與方案I-2 相比，方案I-1 雖然需要在水冶站增加2 條到發線，維持水冶至李珍區間內燃牽引方式不變，但工程投資較省，方案實施難度較小，對既有線運營產生干擾較小。方案I-2 雖然實現安李鐵路全線電氣化，上行貨物列車牽引質量達到5 000 t，但由于下行貨物列車受13‰坡度的限制，下行貨物列車牽引質量只能達到2 500 t，仍然無法實現全線統一。方案I-1 結合安李鐵路平縱斷面條件，安陽至水冶區間技術標準實現統一，雖然水冶站增加貨物列車的技術作業，但水冶站可以增加到發線達到增加水冶站運輸能力的目的。方案I-1各區間通過能力較為均衡，而且運行圖能力還有較大的富余，可以滿足近期安李鐵路的貨運需求。為解決安李鐵路遠期通過能力緊張的問題，可以在遠期對安李鐵路水冶至李珍區間進行電氣化改造，提高該區間的牽引質量，以緩解安李鐵路遠期通過能力緊張的狀況。綜上所述，建議采用方案I-1 為安李鐵路電氣化推薦方案。

2.2 水冶南至安李鐵路聯絡線引入方案分析

圖1 水冶站改造示意圖Fig.1 Diagram of renovation plan of Shuiye Station

圖2 石澗站改造示意圖Fig.2 Diagram of renovation plan of Shijian Station

圖3 李珍站改造示意圖Fig.3 Diagram of renovation plan of Lizhen Station

根據瓦日鐵路和安李鐵路的位置關系，水冶南至安李鐵路聯絡線從水冶南站接軌。由表2 可知，安陽西站和水冶站的貨運量基本相當，因而安陽西站和水冶站可以作為水冶南至安李鐵路聯絡線的接軌站。由于安李鐵路南側居民區遍布，如果水冶南至安李鐵路聯絡線從南側引入將造成大量的遷地拆改工作，因而選擇將水冶南至安李鐵路聯絡線從北側引入安陽西站和水冶南站[8]。結合沿線地形和城建設施分布情況，水冶南至安李鐵路聯絡線引入方案由雙線橋跨安李鐵路方案 (以下簡稱“方案II-1”)和單線橋跨安李鐵路方案(以下簡稱“方案II-2”) 2 個方案組成，具體如下。

（1）方案II-1。在方案II-1 中，水冶南至安李鐵路聯絡線自水冶南站引出，下穿S301 省道后向北上跨安林路和既有安李鐵路后，向東與安李鐵路北側并行，上跨南水北調總干渠、下穿G107 國道后引入安陽西站，線路長度為6.828 km。水冶南至水冶站聯絡線起于曲溝北線路所，向北先后上跨安林路和安李鐵路后折向西，最終引入水冶站，線路長度為6.7 km，同時修建水冶南至曲溝南線路所疏解線，線路長度為1.359 km，工程投資約為10.06億元。方案II-1 示意圖如圖4 所示。

（2）方案II-2。在方案II-2 中，水冶南至安李鐵路聯絡線自水冶南站引出，下穿S301 省道后折向北先后上跨安林路和安李鐵路后，于安陽市安陽縣曲溝鎮董車村西側折向南，此后水冶南至安李鐵路聯絡線在安李鐵路北側與安李鐵路并行，上跨南水北調總干渠、下穿G107國道后引入安陽西站，線路長度為7.648 km。水冶南至水冶站聯絡線自曲溝北線路所向南引出后折向西，與安李鐵路并行后引入水冶站，線路長度為8.25 km，同時修建水冶南至曲溝南線路所疏解線，線路長度1.359 km，線路技術標準與方案II-1 相同，工程投資約為10.195 億元。方案II-2 示意圖如圖5 所示。

與方案II-2 相比，方案II-1 線路較為順直，較方案II-2 短2.37 km，實現安李鐵路沿線土地的集約利用，投資較省。在方案II-2 中，單線橋1 次跨越安李鐵路和安林路，重點工程條件較好，對既有安李鐵路和安林路的干擾小，但是線路較長，土地集約利用效果不明顯，而且投資較多。由于安李鐵路不具備1 萬噸級貨物列車接卸條件，使用方案II-2進行引入時，牽引質量僅為5 000 t，無法充分分擔瓦日鐵路的貨運量。使用方案II-1 進行引入時，水冶南至安李鐵路聯絡線將為安李鐵路沿線企業所需煤炭和鐵礦粉的運輸提供更快捷的服務，京廣鐵路和瓦日鐵路的貨運能力將得到有效釋放。綜上所述，建議采用方案II-1 為水冶南至安李鐵路聯絡線推薦方案。

圖4 方案II-1 示意圖Fig.4 Diagram of Plan II-1

圖5 方案II-2 示意圖Fig.5 Diagram of Plan II-2

3 結束語

安李鐵路作為安陽市重要的貨運鐵路，是安陽市眾多企業重要的貨運通道。對安李鐵路實施擴能改造，不僅可以改善安陽市鐵路貨運條件，而且能夠優化安陽市生產力布局，促進安陽市貨物的對外交流，對充分發揮安陽市區位優勢，提升安陽市在河南省的輻射力，將安陽市打造為中原城市群交通物流中心具有推動作用。安李鐵路擴能改造后，安陽市鐵路貨運效率將得到有效提高，安陽鐵路地區的貨運壓力將得到有效緩解，將促進安陽市企業轉向鐵路運輸，減少公路運輸造成的環境污染，安陽市將由此成為承接京津冀城市群和中原城市群的綜合交通樞紐和重要支點。