精阿鐵路增建二線引入阿拉山口站改擴建方案研究

王 昊

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 線路運輸設(shè)計院，陜西 西安 710043)

隨著國家鐵路網(wǎng)不斷完善，鐵路客貨運量不斷提升，原有的單線鐵路運輸能力已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)階段運輸需求。為提高鐵路運輸能力[1]，完善區(qū)域鐵路網(wǎng)[2]，對精阿鐵路(精河—阿拉山口)增建二線引入阿拉山口站改擴建方案進行研究。

1 精阿鐵路現(xiàn)狀及存在問題

1.1 線路與車站既有概況

既有蘭新線(蘭州—烏魯木齊)精河至阿拉山口段位于新疆維吾爾自治區(qū)博爾塔拉蒙古自治州境內(nèi)東北部，線路自精河縣城東部的蘭新線精河站引出，沿艾比湖西側(cè)向西北方向走行，途經(jīng)博樂市東側(cè)后進入阿拉山口站，線路全長74.465 km。

阿拉山口站位于博爾塔拉蒙古自治州阿拉山口市內(nèi)，是既有蘭新線西端終點口岸站，車站中心里程為蘭新線里程K2414+376。車站西端出境后與哈薩克斯坦鐵路相連。該站北距中國與哈薩克斯坦邊境約4 km，距相鄰哈薩克斯坦共和國的多斯特克站12.1 km[3]。阿拉山口站為二級三場混合式布置。準(zhǔn)軌Ⅰ場與準(zhǔn)軌Ⅱ場縱列并與寬軌場、換裝場橫列，站內(nèi)設(shè)有機務(wù)折返段、站修所、貨場、網(wǎng)工區(qū)等設(shè)施。站房位于準(zhǔn)軌Ⅰ場西側(cè)，設(shè)550 m×10 m×0.4 m基本站臺及中間站臺各1座。預(yù)留盡頭式準(zhǔn)軌Ⅲ場(輔助存車場)串聯(lián)設(shè)置于準(zhǔn)軌Ⅱ場東南側(cè)。車站東側(cè)設(shè)置綜合保稅作業(yè)區(qū)，內(nèi)設(shè)獨立換裝作業(yè)場。在建準(zhǔn)軌Ⅳ場自保稅區(qū)東端牽出線引出后，接入既有蘭新線。阿拉山口站主要承擔(dān)進口貨物的邊檢、換裝，出口貨物的運輸組織，國際旅客聯(lián)運、邊檢等工作；組織至烏西的直通列車，至奎屯的區(qū)段、摘掛列車；組織至多斯特克的寬、準(zhǔn)軌小運轉(zhuǎn)列車。各車場現(xiàn)狀規(guī)模如下。

（1）準(zhǔn)軌Ⅰ場(北)。由西向東分別設(shè)置到發(fā)場和調(diào)車場，到發(fā)場設(shè)到發(fā)線7 條(含正線1 條)，調(diào)車場設(shè)調(diào)車線10 條，車場兩端各設(shè)牽出線1 條，設(shè)550 m×10 m×0.4 m 基本站臺及中間站臺各1 座。

（2）準(zhǔn)軌Ⅱ場(南)。由西向東分別設(shè)置到發(fā)場和調(diào)車場，到發(fā)場設(shè)到發(fā)線7 條(含正線1 條)，調(diào)車場設(shè)調(diào)車線15 條，旅客列車車底停留線2 條，車場兩端各設(shè)牽出線1 條。

（3）寬軌場。由西向東分別設(shè)置到發(fā)場和調(diào)車場，設(shè)到發(fā)線12 條，調(diào)車線13 條，車場兩端各設(shè)牽出線2 條。

（4）換裝場。設(shè)有換裝線14 條和落地貨物寬、準(zhǔn)軌套線2 條，以及相應(yīng)配套的貨物站臺、堆積場、道路、倉庫、龍門吊、橋吊等貨物換裝設(shè)備。

在建工程：①綜合保稅區(qū)準(zhǔn)軌Ⅳ場工程。新建到發(fā)線6 條(含正線1 條)，北端連接綜合保稅區(qū)換裝場，南端接入既有蘭新正線，建成后主要辦理保稅區(qū)上、下行方向的準(zhǔn)軌列車的到發(fā)作業(yè)。②綜合保稅區(qū)換裝場能力提升工程。綜合保稅區(qū)KDH2，ZDH1，KC1，KC2 換裝線及對應(yīng)作業(yè)區(qū)的延長改造，新建806 m×30 m 集裝箱換裝庫1 座。③散堆裝換裝場環(huán)保改造工程。散堆裝換裝作業(yè)區(qū)新增快速定量裝車設(shè)施及翻車機卸車設(shè)施，新增寬軌作業(yè)線2條，并對原準(zhǔn)軌作業(yè)線進行延長。

阿拉山口站平面布置示意圖如圖1 所示。

圖1 阿拉山口站平面布置示意圖Fig.1 Plane layout of Alashankou Railway Station

1.2 車站辦理作業(yè)流程

各車場辦理作業(yè)情況如下。

（1）準(zhǔn)軌Ⅰ場(北)。該場主要辦理旅客列車和過境準(zhǔn)軌列車的到發(fā)、解編、集結(jié)作業(yè)，以及出入境列車的“一關(guān)兩檢”作業(yè)。

（2）準(zhǔn)軌Ⅱ場(南)。該場主要辦理下行方向空車到達(dá)、解編、集結(jié)，以及從多斯特克方向返回的空車的集結(jié)作業(yè)，向換裝場配送空車和向上行方向編發(fā)換裝后的重車作業(yè)。

（3）寬軌場。該場主要辦理開往多斯特克方向?qū)捾壺浳锪熊嚨牡桨l(fā)、解編、集結(jié)作業(yè)，向換裝場配送寬軌車輛，以及出入境寬軌列車的“一關(guān)兩檢”作業(yè)。

（4）換裝場。該場主要辦理貨車裝卸作業(yè)、集裝箱的換裝作業(yè)等。

阿拉山口站不同種類列車作業(yè)流程如圖2 所示。

圖2 阿拉山口站不同種類列車作業(yè)流程Fig.2 Operation process of different trains at Alashankou Railway Station

1.3 存在問題

蘭新線精河至阿拉山口段現(xiàn)狀能力趨于飽和，目前存在以下問題。

（1）車站準(zhǔn)、寬軌場能力趨于緊張。目前邊檢檢查列車時間平均在50 min 左右，嚴(yán)重占用到發(fā)線能力，導(dǎo)致車流在高峰期積壓嚴(yán)重。同時，車站所在地常年風(fēng)力強勁，惡劣天氣情況下部分露天換裝作業(yè)暫停，導(dǎo)致車站到發(fā)場車流進一步積壓。車站共有準(zhǔn)軌到發(fā)線14 條、調(diào)車線25 條，寬軌到發(fā)線12條、調(diào)車線13 條，現(xiàn)狀日接發(fā)列車最高可達(dá)34 對，到發(fā)線能力已趨于飽和。

（2）車站無專用的邊檢場，嚴(yán)重制約通關(guān)能力。準(zhǔn)軌到發(fā)線均為接觸網(wǎng)有電區(qū)，邊檢執(zhí)勤人員無法登車檢查。邊檢作業(yè)夜間檢查僅靠鐵路站場內(nèi)照明，視頻監(jiān)控夜間效果差。根據(jù)邊檢作業(yè)要求，設(shè)備類貨物只能在白天組織發(fā)車。

（3）車站采用“二級三場”混合布置，調(diào)車距離長。車站采用“二級三場”混合橫列式布置，換裝場及專用線取送距離長，準(zhǔn)軌場至集裝箱換裝場最長走行距離達(dá)8 km。此外，準(zhǔn)軌場和換裝場間的大部分車流需通過準(zhǔn)軌牽出3 線進行調(diào)車作業(yè)，降低了作業(yè)效率。

（4）換裝作業(yè)區(qū)效率較低。集裝箱換裝區(qū)有2 條線為準(zhǔn)、寬套軌，準(zhǔn)、寬軌列車不能同時進行裝卸作業(yè)，進行集裝箱換裝作業(yè)時，集裝箱需落地進行二次起吊，車列裝卸過程占用線路時間長，取送車次數(shù)多，嚴(yán)重影響作業(yè)效率；換裝2 區(qū)準(zhǔn)軌寬軌換11，12，13，14，15 線有效長均為450 m，半列換裝，調(diào)車作業(yè)頻繁。隨著成件包裝貨物運量的增加，換11，12，14，15 線換裝能力不足；此外，寬換11、準(zhǔn)換11，寬換12、準(zhǔn)換12 線間為低貨位，采用抓料機換裝成件包裝貨物，不符合安全標(biāo)準(zhǔn)，作業(yè)效率低。

1.4 車站作業(yè)量及車場能力分析

阿拉山口站現(xiàn)狀不辦理旅客列車作業(yè)，近期(2035 年)、遠(yuǎn)期(2045 年)辦理少量跨境通過及本站到發(fā)客運作業(yè)。預(yù)測近、遠(yuǎn)期跨境通過旅客列車對數(shù)分別為1 對/d、1 對/d，始發(fā)終到旅客列車分別為1 對/d、2 對/d。

貨運作業(yè)主要辦理過境準(zhǔn)軌貨物列車的通過作業(yè)，準(zhǔn)、寬軌貨物列車的到發(fā)、解編、換裝、集結(jié)作業(yè)。2019 年，跨境準(zhǔn)軌貨物列車10 對/d，寬軌貨物列車15 對/d，到達(dá)編發(fā)博樂方向貨物列車18 對/d。預(yù)測近、遠(yuǎn)期車站辦理跨境準(zhǔn)軌貨物列車18 對/d、21 對/d，寬軌貨物列車26 對/d、33 對/d，到達(dá)并編發(fā)博樂方向貨物列車33 對/d、40 對/d。阿拉山口站所有寬軌列車、大部分準(zhǔn)軌列車均需進行換裝作業(yè)，少量準(zhǔn)軌列車進行“一關(guān)兩檢”作業(yè)后跨境在哈薩克斯坦的多斯特克站進行換裝作業(yè)。阿拉山口站現(xiàn)狀及預(yù)測年度列車對數(shù)如表1 所示。

表1 阿拉山口站現(xiàn)狀及預(yù)測年度列車對數(shù)表 對 /dTab.1 Present and predicted logarithmic chart for trains at Alashankou Railway Station

根據(jù)阿拉山口站預(yù)測的列車對數(shù)，阿拉山口站列車開行方案車流如圖3 所示。

圖3 阿拉山口站列車開行方案車流圖Fig3 Train operation diagram of Alashankou Railway Station

2 精阿增建二線引入阿拉山口站方案研究

2.1 研究思路

針對海關(guān)、邊檢作業(yè)嚴(yán)重占用站內(nèi)準(zhǔn)、寬軌到發(fā)場能力，以及現(xiàn)狀“一關(guān)兩檢”作業(yè)模式與邊檢作業(yè)需求不匹配的問題，應(yīng)設(shè)置綜合查驗場。選擇合理的綜合查驗場設(shè)置位置及形式，既滿足“一關(guān)兩檢”作業(yè)要求，又能提高車站準(zhǔn)、寬軌場到發(fā)場能力。另外，根據(jù)車流組織特點，對站內(nèi)各作業(yè)場區(qū)進行合理規(guī)劃和分工，統(tǒng)籌考慮二線引入后各車場間線路疏解關(guān)系[4]，充分利用各條線路以提高各場區(qū)的作業(yè)效率。

2.2 綜合查驗場設(shè)置方案研究

2.2.1 新建綜合查驗場方案

結(jié)合既有過境鐵路線位、國境線、邊防哨所軍事管控區(qū)范圍、既有高壓電力線及阿拉山口市城市規(guī)劃，對新建綜合查驗場方案提出新建線設(shè)置綜合查驗場和利用既有線位新建查驗場2 個方案。

（1）新建線設(shè)置綜合查驗場方案(方案Ⅰ)。準(zhǔn)、寬軌正線自過境鐵路準(zhǔn)軌K2416+972 附近向小里程方向引出后折向東北，跨越邊防公路后沿G219 西側(cè)走行并設(shè)置綜合查驗場，出場后設(shè)回頭曲線迂回向南，最終在過境鐵路準(zhǔn)、寬軌K2415+653 處接入。新建準(zhǔn)軌線路10.27 km、新建寬軌線路10.05 km。考慮綜合保稅區(qū)寬軌場—換裝場—準(zhǔn)軌場車流的順暢，在沿湖路北側(cè)預(yù)留保稅區(qū)寬軌場設(shè)置條件。

（2）利用既有線位新建查驗場方案(方案Ⅱ)。該方案利用過境鐵路跨越G219 國道后平行于中哈公路的直線段設(shè)置綜合查驗場。由于該段既有線路坡度較大，軟化坡度設(shè)車場后需對過境鐵路進行展線銜接，軟化坡度長度約1.5 km。出場后，新建線折向東北并跨越邊防公路，后設(shè)回頭曲線迂回向南并跨越G219，準(zhǔn)軌線接入過境鐵路準(zhǔn)軌K2359+200處，展線長度8.23 km，寬軌線接入過境鐵路寬軌K2359+500 處，展線長度7.69 km。

2.2.2 方案比選及推薦意見

（1）方案比選。新設(shè)綜合查驗場方案比選如表2所示。

（2）推薦意見。新建線設(shè)置綜合查驗場方案雖然新建正線比利用既有線位設(shè)場方案長4.4 km，但其國防敏感度較低，適應(yīng)海關(guān)邊檢作業(yè)需求，施工過渡方案簡單易行。綜上所述，本次研究暫推薦方案Ⅰ，即新建線設(shè)置綜合查驗場方案，新建綜合查驗場方案示意圖如圖4 所示。

2.3 精阿二線引入方案研究

精阿二線引入后，準(zhǔn)軌Ⅱ場下行出發(fā)列車、準(zhǔn)軌Ⅳ場上行到達(dá)列車與正線存在交叉干擾。由于準(zhǔn)軌Ⅳ場近、遠(yuǎn)期列車對數(shù)較少，僅為6 對/d、7 對/d，經(jīng)綜合考慮，準(zhǔn)軌Ⅳ場近、遠(yuǎn)期接入正線的形式維持現(xiàn)狀，對準(zhǔn)軌Ⅱ場研究了新建上行發(fā)車疏解線及新建上行出發(fā)Ⅴ場2 個方案。精阿二線引入方案示意圖如圖5 所示。

圖5 精阿二線引入方案示意圖Fig.5 Schematic diagram of the introduction plan of the second line of Jinghe-Alashankou Railway

（1）新建上行出發(fā)Ⅴ場方案(方案A)。精阿二線并行于既有線左側(cè)引入阿拉山口站準(zhǔn)軌Ⅰ場，新建上行出發(fā)Ⅴ場聯(lián)絡(luò)線自既有線K2406+600 處以線路所方式引出，向北接入新建準(zhǔn)軌出發(fā)Ⅴ場，利用既有準(zhǔn)軌牽出3 線位置新建準(zhǔn)軌Ⅴ場作為上行出發(fā)場。該方案準(zhǔn)軌Ⅰ場主要辦理旅客列車和過境貨物列車的到發(fā)、解編、集結(jié)作業(yè)；準(zhǔn)軌Ⅱ場主要辦理下行空車到達(dá)、解編、向換裝場配送空車作業(yè)；新建準(zhǔn)軌Ⅴ場主要辦理上行重車的集結(jié)、發(fā)車作業(yè)。寬軌到達(dá)場、換裝場、準(zhǔn)軌出發(fā)場部分形成縱列式布置，作業(yè)順暢。

（2）新建上行疏解線方案(方案B)。精阿二線并行于既有線左側(cè)引入阿拉山口站準(zhǔn)軌Ⅰ場。新建準(zhǔn)軌Ⅱ場上行疏解線[4]，自既有精阿線K2405+300 處以線路所方式向北引出，在K2408+750 處下穿精阿線及精阿二線正線，沿南北向走行上跨南環(huán)路，最終接入準(zhǔn)軌Ⅱ場既有正線聯(lián)絡(luò)線。新建聯(lián)絡(luò)線長度5.8 km。該方案準(zhǔn)軌Ⅰ場主要辦理旅客列車和過境貨物列車的到發(fā)、解編、集結(jié)作業(yè)；準(zhǔn)軌Ⅱ場主要辦理下行空車到達(dá)、解編、向換裝場配送空車作業(yè)以及上行重車的集結(jié)、發(fā)車作業(yè)。

（3）方案比選及推薦意見。精阿二線引入方案比選如表3 所示。

表3 精阿二線引入方案比選Tab.3 Comparison of introduction schemes for the second line of Jinghe-Alashankou Railway

新建上行出發(fā)場方案雖然新建線路較長，投資較高，但在站內(nèi)車場合理分工、順暢組織車流、提高各線路設(shè)備作業(yè)效率方面均有明顯的優(yōu)勢。綜上所述，本次研究暫推薦方案A，即新建上行出發(fā)Ⅴ場方案。

（4）近期工程。根據(jù)客、貨運量預(yù)測，近期準(zhǔn)軌Ⅱ場及Ⅳ場與精阿二線若采用平面疏解形式，經(jīng)測算交叉點咽喉區(qū)能力可以滿足近期車流通過。因此，建議遠(yuǎn)期客貨運量增加后，適時增建準(zhǔn)軌V 場，對上、下行車流進行立交疏解。

2.4 車站擴能改造方案

針對集裝箱換裝區(qū)2 條準(zhǔn)、寬套軌不能同時進行裝卸作業(yè)，以及換裝2 區(qū)的準(zhǔn)軌寬軌換11，12，13，14，15 線有效長僅滿足半列換裝，換裝能力不足；寬換11、準(zhǔn)換11，寬換12、準(zhǔn)換12線間為低貨位，采用抓料機換裝成件包裝貨物不符合安全標(biāo)準(zhǔn)等問題，研究對集裝箱換裝區(qū)、換裝2區(qū)進行以下改造。

（1）集裝箱換裝區(qū)。結(jié)合既有線路情況及周邊場地限制，采用新建集裝箱換裝庫及新建集裝箱換裝場與保稅區(qū)準(zhǔn)軌場(阿拉山口站準(zhǔn)軌Ⅳ場)間聯(lián)絡(luò)線方案[5]。①改造既有套線換22 線為準(zhǔn)換22 線和寬換22 線。兩線間設(shè)置堆箱場和汽車裝卸通道，由原本只能停靠準(zhǔn)軌或?qū)捾? 個車列調(diào)整為準(zhǔn)、寬軌車列可同時停靠，減少1 次集裝箱落地、起吊次數(shù)。②換22 線增建27.3 m×849.6 m 的集裝箱換裝庫，并配套相關(guān)設(shè)備設(shè)施，以解決大風(fēng)天氣下無法進行集裝箱換裝作業(yè)的問題。③為減少換裝后集裝箱調(diào)車作業(yè)走行距離，新建集裝箱換裝場與準(zhǔn)軌Ⅳ場上行出發(fā)聯(lián)絡(luò)線。聯(lián)絡(luò)線自集裝箱換裝場準(zhǔn)軌場南端咽喉引出，向東南2 次上跨東歸路后接入在建準(zhǔn)軌Ⅳ場北端咽喉，新建聯(lián)絡(luò)線長度1.026 km[6]。集裝箱換裝區(qū)改擴建示意圖如圖6 所示。

圖6 集裝箱換裝區(qū)改擴建示意圖Fig.6 Reconstruction and expansion of the container reloading zone

改建后集裝箱換裝作業(yè)流程為：寬軌車列到達(dá)后，利用橋吊將集裝箱由寬軌車列卸車至堆箱區(qū)或直接換裝至準(zhǔn)軌車列；準(zhǔn)軌車列到達(dá)后，利用橋吊將集裝箱裝車至準(zhǔn)軌車列，再牽引至保稅區(qū)準(zhǔn)軌場(阿拉山口站準(zhǔn)軌Ⅳ場)進行發(fā)車作業(yè)。改造后較改造前減少1 次集裝箱落地、起吊次數(shù)，同時可滿足大風(fēng)天氣作業(yè)要求。

（2）換裝2 區(qū)。①線路改建工程。拆除既有寬軌到發(fā)場寬牽3 線曲線段，將寬牽3 線向直線段方向延長，使有效長達(dá)到850 m。在寬牽3 線外側(cè)新增徑路接入寬軌換裝場，并對寬軌到發(fā)場咽喉區(qū)進行改造。延長準(zhǔn)軌寬 軌 換11，12，13，14，15 線的有效長至780 m。②設(shè)備改建工程。準(zhǔn)軌寬軌換11 線間增設(shè)780 m×9.5 m×1.1 m 貨物站臺1 座；準(zhǔn)軌寬軌換12 線間增設(shè)80 m×19.6 m×1.1 m 貨物站臺1 座；準(zhǔn)軌寬軌換13 線間增設(shè)780 m×36 m 集裝箱堆場；準(zhǔn)軌寬軌換14，15 線上設(shè)跨度為21.5 m，30 m 的龍門吊。換裝2 區(qū)改擴建示意圖如圖7 所示。

圖7 換裝2 區(qū)改擴建示意圖Fig.7 Reconstruction and expansion of the second reloading zone

改建后換裝2 區(qū)作業(yè)線均滿足整列換裝作業(yè)要求。通過完善換裝設(shè)施，新建站臺、集裝箱換裝場，對既有龍門吊作業(yè)區(qū)地面進行硬化；新增叉車、正面吊等裝卸機械，縮短裝卸車時間，提高換裝效率，減少安全隱患，使裝卸場地、裝卸設(shè)施與預(yù)測年度的貨物品類和運量相匹配。

2.5 精阿二線引入車站改建方案綜述

精阿二線自既有線左側(cè)經(jīng)準(zhǔn)軌Ⅰ場1 道引入車站，并配套對阿拉山口站進行相應(yīng)改擴建。

（1）新增綜合查驗場。新增綜合查驗場與既有阿拉山口站呈縱列式布置。場內(nèi)設(shè)置準(zhǔn)軌到發(fā)線3條(含正線)，預(yù)留3 條(含正線)，寬軌到發(fā)線3 條(含正線)，預(yù)留3 條(含正線)，拆除并還建寬軌落地交付場，還建寬軌落地交付場位于車站寬軌場北側(cè)，場內(nèi)設(shè)置裝卸線1 條，有效長為450 m，預(yù)留整列條件。

（2）集裝箱換裝區(qū)。集裝箱換裝場套線換22 線改造為準(zhǔn)換22 線和寬換22 線，改造后新建集裝箱換裝庫，線間設(shè)置堆箱場和橋吊等裝卸設(shè)備。集裝箱換裝場南端咽喉與保稅區(qū)準(zhǔn)軌場(準(zhǔn)軌Ⅳ場)間增設(shè)聯(lián)絡(luò)線。

（3）換裝2 區(qū)。對換裝場換裝2 區(qū)進行改建，延長準(zhǔn)軌寬軌換11，12，13，14，15 線的有效長至780 m。

（4）預(yù)留準(zhǔn)軌Ⅴ場。考慮遠(yuǎn)期作業(yè)需要，預(yù)留準(zhǔn)軌Ⅴ場、保稅區(qū)寬軌場、準(zhǔn)軌Ⅲ場(輔助存車場)設(shè)置條件。

精阿二線引入阿拉山口改擴建示意圖如圖8 所示。

圖8 精阿二線引入阿拉山口改擴建示意圖Fig.8 Reconstruction and expansion plan of introducing the second line of Jinghe-Alashankou Railway to Alashankou Railway Station

3 結(jié)束語

阿拉山口站為絲綢之路經(jīng)濟帶通道上的關(guān)鍵“關(guān)卡”，但既有精阿線的能力已經(jīng)趨于飽和，通道利用率已達(dá)到92%，同時口岸通關(guān)能力有限。新建鐵路引入車站是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要結(jié)合多方面因素綜合考慮，選擇經(jīng)濟、高效、便捷、暢通的方案[7]；同時也受區(qū)域規(guī)劃、城市建設(shè)、自然環(huán)境、既有鐵路現(xiàn)狀等諸多因素限制[8]。未來隨著阿拉山口口岸進出口量的增加，為提升國際運輸通道服務(wù)水平、促進中哈兩國貿(mào)易往來，精阿二線引入阿拉山口站并對車站進行擴能改造勢在必行。經(jīng)過方案研究與比選，所推薦方案技術(shù)可行、方案合理、項目總投資適度，實施后預(yù)計車站辦理客貨列車的能力將會得到顯著提升。