新建平涼至慶陽鐵路引入慶陽地區方案研究

張治偉

( 中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

平涼至慶陽鐵路(平慶鐵路)是國家《中長期鐵路網規劃》中蘭州—定西—平涼—慶陽—黃陵(延安)鐵路的重要組成部分,將推動隴東地區加速融入關中平原城市群和成渝經濟圈[1]。該線主要承擔慶陽、平涼與蘭州以及平涼、固原與西安方向的旅客交流[2]。平慶鐵路研究年限初期為2030年,近期為2035年,遠期為2040年,項目研究主要技術標準:客貨共線雙線, 速度目標值200km/h,線路全長103.38km。沿線共設慶陽、鎮原、平涼3個車站,均為新建中間站。

針對鐵路線路引入地區方案研究,許多學者進行相關研究,蘇丹等認為引入方案應適應地區城際交通需求,達到完善區域綜合交通運輸網絡的目的[3];陳超提出鐵路引入地區方案應統籌考慮地區鐵路車流特點和車站專業分工[4];成泉等認為高鐵引入樞紐應遵循通道順直、客運深入市區、客貨分線的原則,引入線路盡量考慮接入既有站,充分利用既有線及相關設施,節省投資、方便管理[5];鄭鵬杰從運輸組織、環境敏感點、城市規劃、工程投資等方面研究深茂鐵路引入中山地區方案[6];李衛東認為,應從減低本線工程量、減少廢棄工程和車站遠期發展等方面,綜合對比分析鐵路引入地區方案的利弊[7]。鑒于相關研究成果和工程設計經驗,采用多層級分析比選的方法,對平慶鐵路引入慶陽地區方案進行研究。

1 慶陽地區鐵路概況

1.1 既有鐵路概況

慶陽地區境內目前僅有西安至平涼鐵路(西平鐵路),西平鐵路經過慶陽市西南側的寧縣設長慶橋和寧縣南2處中間站,辦理客貨運業務。西平鐵路示意如圖1所示。

圖1 慶陽鐵路地區概況示意

1.2 地區在建及規劃項目

(1)在建項目

慶陽地區在建鐵路有銀西鐵路(銀川—西安)。作為慶陽與西安、銀川之間的快速客運通道,銀西鐵路設計速度目標值為250km/h,預留提速條件[8]。該線在慶陽市西側司官寨附近設慶陽站,車站西側及銀川端預留平慶鐵路引入條件。

(2)規劃項目

地區向西規劃蘭州—定西—平涼—慶陽鐵路,該線以客運為主,兼顧貨運,承擔慶陽與蘭州、定西、平涼等城市的客貨交流,兼顧地區東西方向的貨運需求。地區向東規劃慶陽至黃陵(延安)鐵路線,該線以客運為主,主要承擔慶陽地區向東的客運交流。地區向南規劃慶陽—長慶橋鐵路,該線以貨運為主,從慶陽站引出后向南于長慶橋與西平線接軌,承擔慶陽—西安方向的貨運交流,兼顧慶陽與天水方向的客貨運需求。

1.3 地區存在問題

(1)既有長慶橋和寧縣南2處車站均距慶陽市主城區較遠,服務慶陽地方條件較差。

(2)在建銀西鐵路使慶陽地區與銀川、西安方向的客運需求基本得到滿足,但地區與蘭州、天水方向的客運需求,以及貨運需求未得到有效滿足。

2 慶陽城市總體規劃

慶陽市位于甘肅省東部,為市域政治、經濟、文化中心,具有市域中心城市的職能。該市2019年市域人口228萬,其中城鎮人口91萬。

慶陽市按“兩軸、兩心、五區”的空間結構格局發展,即以南北向的南北大街、世紀大道和東西向的真寧路為城市主要發展軸;把整個城區分為北城中心、南城中心;北城區、南城區、東部科教區、北部清潔工業區、南部董志工業區為功能區。慶陽市總體規劃見圖2。

圖2 慶陽市總體規劃

3 慶陽地區客貨量預測

3.1 客運量

研究年度內,隨著銀西鐵路、慶陽至長慶橋、慶陽至黃陵、平涼至慶陽鐵路的引入,地區客運量將有較大幅度增長,預測初、近、遠期旅客列車總對數分別為87對/d、105對/ d和140對/ d。慶陽地區客運預測量見表1。

表1 慶陽地區客運預測量 對/d

3.2 貨運量

研究年度內,隨著蘭州至慶陽鐵路、慶陽至長慶橋的引入,地區貨運量將有較大幅度增長,但均為地方運量。預測初、近、遠期地區總貨運量為102萬t、143萬t和217萬t。慶陽地區貨運預測量見表2。

表2 慶陽地區貨運預測量 萬t

通過對慶陽地區貨運量預測,慶陽地區貨物主要是滿足城市及周邊地區需求的生產生活物資。初、近、遠期慶陽地區貨運品類和預測量見表3。

表3 慶陽地區貨運品類及預測量 萬t

3.3 客貨流特點

地區普速客車以始發終到為主,動車以通過為主。始發終到以平涼和西安方向為主;通過車主要以銀川至西安、平涼至黃陵(延安)、平涼至西安方向為主。地區貨運量均為地方貨流,地區到達及發送貨流以定西方向為主。地區主要貨物為滿足城市及周邊地區生產生活所需的物資。

4 引入慶陽地區方案

慶陽站為慶陽地區主要客運站,車站位于青蘭高速和銀西鐵路之間,城市規劃區西側。車站預留平慶鐵路引入條件,平慶鐵路引入慶陽站,集中辦理客運作業。以下分層級對平慶鐵路引入慶陽站走向、貨運系統布置、慶陽站布置方案進行研究。

4.1 引入慶陽站走向方案

本線從鎮原站引出,沿茹河溯源而下至茹河河谷,跨交口河、蒲河,然后在董志塬面展線向東引入慶陽地區。根據地區內既有鐵路現狀及規劃、地區客貨運量特征,結合在建銀西鐵路及地形地質條件等控制因素,研究自慶陽站南端咽喉引入(方案Ⅰ)和自慶陽站北端咽喉引入(方案Ⅱ)兩大方案。

(1)方案說明

① 自慶陽站南端咽喉引入(方案Ⅰ)

線路自茹河南岸鎮原站引出后一路沿茹河向東,繞避巴家咀水庫水源地及利源砂礦后于董志鎮孫家溝畔附近上跨青蘭高速,分上下行外包在建銀西鐵路慶陽站,于車站南端咽喉引入慶陽站,如圖3所示。

圖3 慶陽站南端咽喉引入方案示意

② 自慶陽站北端咽喉引入(方案Ⅱ)

線路自茹河南岸鎮原站引出后一路沿茹河向東,繞避巴家咀水庫水源地及利源砂礦后于后官寨鄉王家嶺村附近上跨青蘭高速,分上下行外包在建銀西鐵路慶陽站,于車站北端咽喉引入慶陽站,如圖4所示。

圖4 慶陽站北端咽喉引入方案示意

(2)方案比選

① 從運輸組織角度分析

研究年度慶陽鐵路地區辦理通過客車,以銀川至西安、平涼至西安方向的通過客車為主。方案Ⅰ:本線至西安方向,需在站內折角運行,運行徑路曲折,同時列車占用慶陽站西安端咽喉時間長,造成車站西安端咽喉能力緊張、銀川端咽喉能力相對富余,站內到發作業不均衡;方案Ⅱ:本線至西安方向可有效利用銀西鐵路慶陽站北端咽喉預留接軌條件,運輸組織順暢。

② 從近遠期工程銜接角度分析

根據客貨運布局,地區規劃客站為慶陽站,主要貨站為慶陽南站。方案Ⅰ:從慶陽站和慶陽南站之間引入地區,客貨運站并列式布置,近遠期工程銜接條件較差;方案Ⅱ:順列式布置,從慶陽站北端引入地區,遠期工程銜接條件較好。

③ 從客運服務水平分析

方案Ⅰ:本線至西安方向的列車為折角車流。根據現行列車運行圖,站內折角行駛的動車一般需停站18～23min[9],以完成旅客乘降和相關技術作業,從而導致列車停站時間長,作業效率低,降低了客運服務水平;方案Ⅱ:本線至西安方向,列車接入慶陽站可實現旅客快速乘降,通過列車時到時發,作業效率高,客運服務水平較優。

④ 從后方通道分析

慶黃(延)鐵路作為本線的后方通道,該線經黃陵方案利用銀西鐵路慶陽至寧縣段,從寧縣站引出向東布線于西延高鐵黃陵站接軌,相較于經華池方案,該方案雖運營里程長,但新建正線里程短,工程投資省;此外,經黃陵方案沿途可經過寧縣(人口56萬)、正寧縣(人口24萬)、宜君縣(人口10萬)、黃陵縣(人口14萬)、洛川縣(人口24萬)、富縣(人口16萬)、甘泉縣(人口9萬)至延安,途經人口稠密區數量多,帶動經濟發展能力強。因此,推薦慶黃(延)鐵路徑路方案。后方通道徑路比較如圖5所示。

圖5 慶陽至延安徑路比較示意

⑤從工程經濟方面分析

方案Ⅰ:本線出慶陽站后受青蘭高速公路匝道的影響,在收費站南側上跨高速公路后以18‰的坡度下塬,雖展線距離較小,但造成特大橋高度達150m;方案Ⅱ:本線出慶陽站后亦上跨高速公路,隧道內展線距離相對較長,但橋高降低至100m[10]。方案Ⅰ:新建正線長19.80km,新建聯絡線長5.07km,靜態投資為27.91億元;方案Ⅱ:新建正線長26km,新建聯絡線長4.34km,靜態投資為35.21億元,較方案Ⅰ增加7.30億元。

經綜合分析,方案Ⅰ運輸作業效率低,客運服務水平差;方案Ⅱ雖然線路總長較長,工程投資大,但是運輸組織順暢,作業效率高,客運服務水平較優[11-12],故推薦方案Ⅱ。

4.2 貨運系統布置方案

在明確平慶鐵路引入慶陽站走向基礎上,進一步研究貨運系統布置方案。

慶陽市西峰區城市規劃為東部生態景觀帶、南部董志工業區(含石化工業園區和肖金物流園區)、北部清潔工業區和西部綠色交通帶。根據規劃和慶陽地區貨運品類分析(見表3),慶陽地區貨運站可選區域主要為西部和南部。車站選址可為與慶陽站合站設置、石化工業園區設站和肖金物流園設站。石化工業園四周被青蘭高速(東面)、平慶高速(南面)、省道S202(西面)、縣道X002(北面)包圍。受沿線地形條件、主要交通設施、工業園建筑物和本線線路走向等控制因素影響,石化工業園附近沒有合適站位。

因此,研究客貨分設站方案(方案Ⅱ-1)和客貨合設站方案(方案Ⅱ-2)兩大方案。貨場選址見圖6。

圖6 貨站選址方案示意

(1)方案說明

① 客貨分設站方案(方案Ⅱ-1)

線路自慶陽南站北端引出,沿銀西鐵路西側、青蘭高速東側,沿塬面與銀西線并行至慶陽站,至本次比選終點C6K14+140,客貨分設站方案見圖7。

圖7 客貨分設站方案示意

②客貨合設站方案(方案Ⅱ-2)

在滿足貨運作業量需求的基礎上,為縮短新建線路長度,研究在銀西鐵路慶陽站西側設慶陽站貨場,客貨合設站方案見圖8。

圖8 客貨合設站方案示意

(2)方案比選

貨運系統布置方案優缺點比較見表4。

表4 貨運系統布置方案優缺點比較

由表4可知,雖然客貨分設站方案(方案Ⅱ-1)的部分工程能被未來建設的長慶線利用,但從近期工程投資來看,客貨合設站方案(方案Ⅱ-2)線路長度較客貨分設站方案(方案Ⅱ-1)短14.14km,靜態投資省17.68億元。此外,慶陽地區總貨運量小、均為地方運量、品類以輕快貨物為主,貨場作業品類較為單一、占地小,從工程經濟性和滿足貨運作業需求角度考慮[13-15],故推薦方案Ⅱ-2。

4.3 慶陽站布置方案

在明確平慶鐵路引入慶陽站走向、貨運系統布置方案的基礎上,根據本線后方通道分析結論,結合銀西鐵路慶陽站平面布置以及預留工程條件,進一步研究本線引入慶陽站平面布置方案。

(1)方案說明

① 慶陽站并場布置方案(方案Ⅱ-2-1)

本線自慶陽站對側按預留位置并場引入車站,引入后新建平慶場,承擔本線普速客車和貨物列車以及本線始發動車作業。為滿足本線與西安方向和延安方向的客運交流,設跨線客車聯絡線,考慮到銀西場西安端咽喉最外方道岔外63m處為長4.6km的慶陽南特大橋,西安端設聯絡線工程艱巨、投資大;故推薦在銀川端咽喉設置跨線客車聯絡線。

慶陽站銀西場規模為3臺7線(預留1臺2線),西側的平慶場設到發線7條(含正線2條),有效長度650m,450m×12m×1.25m島式站臺2座。車站西安端咽喉設牽出線1條,有效長550m;并于G22青蘭高速東側設慶陽貨場1處。

②慶陽站合場布置方案(方案Ⅱ-2-2)

本線外包引入慶陽車站銀西場,利用銀西場預留工程條件接軌。

慶陽車站增設到發線3條,有效長度650m,450m×12.0m×1.25m島式旅客站臺1座。其中客車到發線2條,貨車到發線1條,貨車到發線滿足超限貨物列車作業需要。車站西安端咽喉設牽出線1條,有效長550m。車站到發場與G22青蘭高速之間設慶陽貨場1處。到發場與貨場之間預留長慶場。

(2)方案比選

慶陽車站兩方案優缺點比較見表5。

表5 慶陽站布置方案優缺點比較

由表5可知,相較于并場方案(Ⅱ-2-1),合場方案(Ⅱ-2-2)可充分利用銀西場預留工程與車站客運設施,客運服務水平優,車站規模小、工程投資較省,遠期預留工程對車站無影響,遠期規劃慶黃(延)線也可充分利用既有銀西通道,故推薦方案Ⅱ-2-2。

4.4 慶陽鐵路地區總圖方案

根據以上研究,建議的慶陽鐵路地區總圖方案如下。

總圖格局:研究年度內慶陽地區銜接銀川至西安、西安至平涼、長慶橋至慶陽、慶陽至黃陵、蘭州至慶陽4個方向5條鐵路,鐵路地區呈客貨順列布置的格局。

客運系統:在建銀西鐵路慶陽站為地區主要客運站,規劃蘭州至慶陽鐵路引入慶陽站,集中辦理客運作業。

貨運系統:近期地區貨運及技術作業集中在慶陽站辦理,規劃慶陽南貨運站為地區主要貨運站,承擔地區長大笨重和散堆裝貨物,慶陽站貨場調整為以服務城市為主的貨場,承擔日用品和高附加值貨物。

干線及聯絡線:銀西鐵路及慶陽至長慶橋鐵路從城市西側南北穿過地區,其中慶陽至長慶橋鐵路從慶陽站引出,向南下董志塬,南端于西平線長慶橋站接軌,滿足地區貨物外運需求;慶陽至黃陵鐵路慶陽至寧縣段利用銀西鐵路,正線從銀西鐵路寧縣站西安端引出向東布線于西延高鐵黃陵站接軌;蘭州至慶陽鐵路從鐵路地區西側偏北方向引入,引入慶陽站。

5 結論

平慶鐵路作為隴東地區區域間快速便捷的客運通道,能夠促進地區旅游等產業開發,加快區域經濟快速發展。本線引入慶陽地區方案研究充分考慮慶陽地區的總體格局,結合地區客貨需求、地形特點、后方通道、工程經濟、帶動沿線經濟等方面,從平慶鐵路引入慶陽站走向、貨運系統布置、慶陽車站布置方案3個層級進行論述,推薦的平慶鐵路自慶陽站北端咽喉引入、客貨合站和慶陽站合場布置方案運輸組織靈活,工程投資節省,后方通道銜接順暢,符合地區城市發展規劃。