東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線方案研究

韓冰

(中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司 鐵道工程設(shè)計研究院，天津 300308)

1 概述

東烏鐵路(海勒斯豪—公烏素)至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的建設(shè)是構(gòu)建新發(fā)展格局，落實黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的需要；是調(diào)整寧夏回族自治區(qū)能源結(jié)構(gòu)，保障能源供應(yīng)，建設(shè)寧夏北部煤炭戰(zhàn)略儲備基地的需要；是落實自治區(qū)相關(guān)規(guī)劃，推行綠色運輸方式，實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的需要；是完善石嘴山對外運輸通道，整合物流基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化石嘴山市營商環(huán)境，帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要；是降低石嘴山市企業(yè)運輸成本，有效實現(xiàn)物流降本增效，提高企業(yè)經(jīng)濟效益與市場競爭力的需要；是充分利用鐵路資源優(yōu)勢，提升鐵路市場競爭力，提高鐵路企業(yè)效益的需要[1-2]。東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線是石嘴山地區(qū)對外交流的貨運鐵路，主要承擔(dān)石嘴山地區(qū)與蒙西地區(qū)、華北地區(qū)、天津港的貨物交流。本線將成為連接包蘭鐵路(包頭—蘭州)與東烏鐵路的便捷聯(lián)絡(luò)線，是寧夏地區(qū)與蒙西、華北地區(qū)客貨交流的新紐帶。地區(qū)位置示意圖如圖1所示。

圖1 地區(qū)位置示意圖Fig.1 Regional location

目前，石嘴山作為國家“一五”時期布局建設(shè)的十大煤炭工業(yè)基地之一和“三線”建設(shè)的重要布局點，是寧夏工業(yè)的“搖籃”。電力資源豐富，總裝機容量達443萬kW。現(xiàn)有石嘴山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)(國家級)、石嘴山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、寧夏平羅工業(yè)園區(qū)3個開發(fā)區(qū)。近年來，政府把產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整作為轉(zhuǎn)型發(fā)展的主攻方向，大力發(fā)展電子信息、新型材料、綠色食品、清潔能源、葡萄酒、枸杞、奶產(chǎn)業(yè)、肉牛肉羊、生態(tài)工業(yè)文化旅游等九大重點產(chǎn)業(yè)，全面塑造發(fā)展新優(yōu)勢；著力推動先進制造業(yè)提檔升級，以及高效種養(yǎng)業(yè)提質(zhì)發(fā)展，建成國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，建設(shè)河?xùn)|現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，打響“珍硒石嘴山”區(qū)域公用品牌。隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，全社會貨運量快速增長，綜合分析研究區(qū)域全社會貨運量將繼續(xù)保持較快增長，預(yù)計近期(2035年)、遠期(2045年)石嘴山市全社會貨運量將分別達到7 045萬t和8 454萬t。

從滿足東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線長遠發(fā)展角度考慮，本著適度提高路基、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的原則，合理銜接與鐵路運輸通道的關(guān)系，東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線推薦采用的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：鐵路等級為Ⅱ級；正線數(shù)目為單線；設(shè)計速度為80 km/h；最小曲線半徑為一般條件下600 m，困難條件下500 m；限制坡度重車方向6‰、輕車方向13‰；牽引種類為電力；機車類型為SS系列，逐步向HXD系列過渡；牽引質(zhì)量下行方向5 000 t、上行方向2 500 t；到發(fā)線有效長度為1 050 m；閉塞方式為半自動閉塞[3]。結(jié)合上述鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，深入研究東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線與烏海市、石嘴山市相鄰鐵路之間的關(guān)系，充分考慮滿足沿線經(jīng)濟據(jù)點的運輸需求，最終確定東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的接軌方案、車站布局及線路走向方案。

2 東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線鐵路方案

東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線選址位于寧夏回族自治區(qū)石嘴山市境內(nèi)，該項目功能為實現(xiàn)鄂爾多斯市煤炭調(diào)入石嘴山市，并承擔(dān)礦區(qū)、化工品等其他物資運輸。研究范圍內(nèi)既有鐵路有包蘭鐵路、海公鐵路(烏海—公烏素)、黃公鐵路(黃白茨—公烏素)和東烏鐵路，在建鐵路有包銀高速鐵路(包頭—銀川)。根據(jù)貨物流向及周邊車站布局，本項目接軌站重點研究了黃公鐵路拉僧廟站、東烏鐵路棋盤井站，并對利用既有黃公鐵路、包蘭鐵路的方案、黃公鐵路公烏素站做了論證分析。考慮石嘴山市、烏海市周邊的鐵路網(wǎng)分布，東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線接軌及走向方案有2種選擇，即東烏鐵路棋盤井站接軌方案和黃公鐵路拉僧廟站接軌方案。東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線接軌及走向方案示意圖如圖2所示。

圖2 東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線接軌及走向方案示意圖Fig.2 Rail linking-up scheme and route direction from Dongwu-Wuhai Railway to Huinong Station

2.1 運量預(yù)測

根據(jù)石嘴山市、烏海市發(fā)展現(xiàn)狀，在該地區(qū)既有鐵路網(wǎng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，同時考慮石嘴山市、烏海市綜合交通規(guī)劃，預(yù)測東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線運量如下[4]。

根據(jù)徑路比較和區(qū)域路網(wǎng)通道功能分工，東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線主要承擔(dān)東烏沿線、鄂爾多斯地區(qū)煤炭運至石嘴山，兼顧部分石嘴山與蒙西、華北地區(qū)、天津港間的貨物交流；主要服務(wù)于石嘴山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)及周邊企業(yè)，同時兼顧石嘴山市其他園區(qū)及企業(yè)的運輸需求。預(yù)測東烏鐵路棋盤井站至煤炭交易中心站區(qū)段近期貨流下行方向為446萬t，上行方向為781萬t；遠期貨流下行方向為554萬t，上行方向為1 038萬t。

2.2 運輸組織及列車對數(shù)

結(jié)合東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線功能定位、運輸需求、建設(shè)方案及既有線運輸組織方案，采用行車方式辦理可以減少接軌站工作量及取送車作業(yè)，降低接軌站停車頻率，簡化作業(yè)環(huán)節(jié)，提高運輸效率。預(yù)測東烏鐵路棋盤井站至煤炭交易中心站區(qū)段近期列車對數(shù)6對/d，遠期列車對數(shù)6對/d。

2.3 方案分析

根據(jù)擬接軌鐵路的性質(zhì)、接軌條件及石嘴山市、烏海市的總體規(guī)劃，先分析該地區(qū)具有接軌條件的接軌站及改造難度，再結(jié)合接軌站至石嘴山市之間的線路宏觀走向、沿線經(jīng)濟據(jù)點和既有鐵路后方通道能力等進行綜合分析比選后找出最合理的工程方案[5-6]。

2.3.1 東烏鐵路棋盤井站接軌方案(方案Ⅰ)

（1）線路方案。線路自東烏鐵路棋盤井站北咽喉接軌引出，出站后并行于既有東烏鐵路右側(cè)走行約8 km，后向西跨越G109聯(lián)接線、海公鐵路、榮烏高速和黃河后，進入寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)，線路繼續(xù)向西上跨G110、下穿規(guī)劃包銀高速鐵路，后折向南上跨柳條溝終至線路終點設(shè)煤炭交易中心站。正線長度28.37 km，全線共設(shè)站2座，含擴建站1座(棋盤井站)、新建站1座(煤炭交易中心站)。

（2）車站方案。①棋盤井站既有概況。棋盤井站為東烏鐵路上中間站，站中心里程為K305+040.46，站房位于線路右側(cè)。車站到發(fā)場、調(diào)車場和裝卸場自東向西依次橫列式布置，到發(fā)場有到發(fā)線6條(含正線1條)，有效長度滿足1 050 m；調(diào)車場有調(diào)車線3條，通過站房對側(cè)東勝端咽喉區(qū)牽出線實現(xiàn)與到發(fā)場轉(zhuǎn)線；裝卸場設(shè)置到發(fā)線兼裝卸線3條，可滿足整列接發(fā)和裝車條件。站房對側(cè)烏海端咽喉區(qū)有機務(wù)段1座；站房同側(cè)東勝端咽喉區(qū)有接觸網(wǎng)工區(qū)1座和貨場1座。另有鄂絨電廠專用線自站房同側(cè)烏海端接軌，與⑴道貫通。②棋盤井站改建方案。本線自棋盤井站站房同側(cè)烏海端咽喉區(qū)，利用鄂絨電廠專用線線位接軌引入，與既有⑴道貫通，并于外側(cè)還建鄂絨電廠專用線，于站內(nèi)接軌本線，接軌點設(shè)置安全線1條，有效長度50 m，棋盤井站站房同側(cè)增設(shè)到發(fā)線1條，有效長度1 050 m，還建基本站臺1座(350 m×8 m×0.3 m)，車站兩端咽喉區(qū)適應(yīng)性改造。棋盤井站改建方案示意圖如圖3所示。

圖3 棋盤井站改建方案示意圖Fig.3 Reconstruction scheme for Qipanjing Station

（3）運輸組織形式。①棋盤井—煤炭交易中心站。列車自浩勒報吉以遠方向，經(jīng)由東烏鐵路至棋盤井站，而后直接輸送至煤炭交易中心站，于棋盤井站無需換掛機車和車輛交接作業(yè)。②煤炭交易中心站—棋盤井。列車自煤炭交易中心站發(fā)車，經(jīng)由本線至棋盤井站，而后利用東烏鐵路輸送至浩勒報吉以遠，于棋盤井站無需換掛機車和車輛交接作業(yè)。

2.3.2 海公鐵路拉僧廟站接軌方案(方案Ⅱ)

（1）線路方案。線路自東烏鐵路棋盤井站利用既有鐵路至拉僧廟站，后新建線路自海公鐵路拉僧廟站北咽喉接軌引出，出站后線路以500 m曲線半徑折向西南走行，跨越省道207、榮烏高速和黃河后，進入寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)，線路繼續(xù)向西上跨國道110、下穿規(guī)劃包銀高速鐵路，后折向南上跨柳條溝終至線路終點設(shè)煤炭交易中心站。該方案線路總長31.76 km，其中新建線路長度13.43 km，利用既有線18.33 km。全線共設(shè)站2座，含擴建站1座(拉僧廟站)、新建站1座(煤炭交易中心站)。

（2）車站方案。①拉僧廟站既有概況。拉僧廟站為海公鐵路中間站，站中心里程為K44+096，站房位于線路左側(cè)。車站有到發(fā)線5條(含正線1條)，有效長度滿足1 050 m，站房對側(cè)有橫列式布置貨場1座，設(shè)有裝卸線1條，裝卸站臺1座(200 m×20 m×1.1 m)。站房同側(cè)公烏素端有貨場1座，站房對側(cè)有牽出線1條，有效長度300 m。②拉僧廟站改建方案。本線自拉僧廟站站房對側(cè)烏海端咽喉區(qū)接軌引入，與既有⑷道貫通，利用既有貨物線線位增設(shè)到發(fā)線1條，有效長度1 050 m，外側(cè)還建貨物線1條，并配置裝卸站臺1座(200 m×20 m×1.1 m)，因咽喉區(qū)改建，占用牽出線有效長，為此，向南延長既有牽出線，保證300 m有效長度。拉僧廟站改建方案示意圖如圖4所示。③棋盤井站改建方案。因本線運輸徑路需利用既有海公鐵路公烏素至拉僧廟區(qū)間，該段隸屬中國鐵路呼和浩特局集團有限公司，東烏鐵路機車和車輛需于棋盤井站進行交接，為此，棋盤井站需設(shè)置交接場，根據(jù)棋盤井站既有車站工作量，且考慮因受車站既有條件限制，站房對側(cè)不具備設(shè)置交接場條件，本次研究于站房同側(cè)新增1條到發(fā)線，有效長度1 050 m，兩端咽喉區(qū)相應(yīng)改造。棋盤井站改建方案示意圖如圖5所示。

圖4 拉僧廟站改建方案示意圖Fig.4 Reconstruction scheme for Lasengmiao Station

圖5 棋盤井站改建方案示意圖Fig.5 Reconstruction scheme for Qipanjing Station

（3）運輸組織形式。①拉僧廟—煤炭交易中心站。列車自浩勒報吉以遠方向，經(jīng)由東烏鐵路至棋盤井站，于棋盤井站進行車輛交接作業(yè)，換掛國家鐵路機車的同時進行補機作業(yè)，經(jīng)黃公鐵路雙機牽引至本線煤炭交易中心站。②煤炭交易中心站—拉僧廟。列車自煤炭交易中心站發(fā)車，采用雙機牽引經(jīng)黃公鐵路拉僧廟站至東烏線棋盤井站，于棋盤井站進行車輛交接作業(yè)，并換掛東烏鐵路機車，再通過東烏鐵路輸送至浩勒報吉以遠。

2.4 方案比選

從石嘴山市、烏海市既有鐵路路網(wǎng)布局合理性、線路長度、運輸組織合理性、運營管理便捷性、工程投資等角度，分別對2個比較方案進行優(yōu)缺點分析比較，方案優(yōu)缺點分析如表1所示。

綜合分析，棋盤井站接軌方案雖然線路長度較長，工程投資較大，但可將本線委托內(nèi)蒙古東烏鐵路有限責(zé)任公司運營，無需與國家鐵路進行車輛交接，運營管理界面劃分明確，同時無需于棋盤井站換掛機車，運輸工作組織便利，且對既有鐵路車站改建工程較小。為此，本次研究推薦方案Ⅰ：東烏鐵路棋盤井站接軌方案[7-8]。

3 結(jié)束語

東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的建設(shè)是落實寧夏回族自治區(qū)相關(guān)規(guī)劃，推進運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的需要；是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，落實黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的需要；是完善石嘴山對外運輸通道，滿足貨物運輸需求，帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要；是降低石嘴山市企業(yè)運輸成本，實現(xiàn)物流降本增效，提高企業(yè)市場競爭力和經(jīng)濟效益的需要。結(jié)合石嘴山市、烏海市既有鐵路路網(wǎng)的功能定位、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，研究東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的工程方案，對比東烏鐵路棋盤井站接軌方案和黃公鐵路拉僧廟站接軌方案、線路走向方案，比較分析各項接入方案的站場改造方式、線路走向、對既有鐵路的影響、運輸組織、后方通道研究及工程投資等因素，最終確定東烏鐵路棋盤井站接軌方案最為合理，可以為國內(nèi)同類貨運鐵路選線設(shè)計提供借鑒[9-10]。