九景衢鐵路旅客列車速度目標(biāo)值的選擇

湯鎖二

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，武漢 430063)

九景衢鐵路自九江站引出經(jīng)景德鎮(zhèn)至滬昆鐵路衢州站,全長345.6 km,新建線路長度277.3 km,根據(jù)本線功能定位和客流特點,需合理選擇旅客列車速度目標(biāo)值,以發(fā)揮本線經(jīng)濟效益最大化。

1 時間目標(biāo)值的選擇

1.1 本線客車構(gòu)成分析

根據(jù)運量預(yù)測,本線主要承擔(dān)西北、華北、川渝鄂豫以及九江、景德鎮(zhèn)地區(qū)與上海、浙江以及安徽黃山、福建寧德之間的旅客交流。

本線開行客車主要為武漢、九江、景德鎮(zhèn)、滬漢蓉、京九、京廣線始發(fā)至浙江、上海以及安徽黃山、福建寧德的客車,約占全部客車的77%～79%,在本線全程運行的客車2020年19對、2030年26對,占九江—景德鎮(zhèn)段客車總量的41%～42%、占景德鎮(zhèn)—衢州段客車總量的62%～71%,均為滬漢蓉、京九、京廣、武漢、九江至浙江、上海、福建寧德的客車。這部分客車數(shù)量較大、在本線運行的距離較長,受本線速度目標(biāo)值的影響較大。

1.2 本線時間目標(biāo)值的選擇

在本線全程運行的客車中,滬漢蓉、京九線、京廣線至浙江、上海及安徽黃山、福建寧德的客車運行距離長,全程旅行時間受本段的影響甚小,因此,本線時間目標(biāo)值的選擇主要考慮武漢及九江始發(fā)客車需要。武漢至以上城市距離最遠為1 039 km(至上海),最近為747 km(至義烏)；九江至以上城市距離最遠為785 km(至上海),最近為351 km(至衢州)?？梢?武漢、九江始發(fā)經(jīng)本線的列車運行距離基本在1 000 km以內(nèi),從距離上看大部分列車具備“朝發(fā)夕歸”或“一日往返”的條件,列車全程旅行時間宜控制在4～8 h,在本線全程旅行時間應(yīng)在3 h以內(nèi)。與承擔(dān)高速列車的昌九城際、杭長客專的時間對比看,九江至衢州經(jīng)昌九城際、杭長客專旅行時間約為2.1 h,本線旅行時間可以略長。因此,本線時間目標(biāo)值取2.5 h。

2 速度目標(biāo)值方案構(gòu)成

本線為客貨并重Ⅰ級鐵路,客流比重較大；是一條旅游線路,對速度的要求相對較高。從與相鄰既有路網(wǎng)協(xié)調(diào)看,本線承擔(dān)的客車以通過帶流性質(zhì)的客車為主,相關(guān)線路主要為武九線、滬昆線、滬杭線以及金溫線,以上線路除滬杭線速度目標(biāo)值為160 km/h外,其他均為200 km/h。

本線貨車速度以120 km/h為主,線路的速度目標(biāo)值的選擇應(yīng)兼顧貨物列車的運行條件。若本線速度目標(biāo)值超過250 km/h,客貨列車速差過大,工程實施困難,運輸能力大幅降低。因此,考慮客貨列車速度匹配的要求,本線的速度目標(biāo)值不宜超過250 km/h。

結(jié)合線路功能定位、客流需求、與相鄰線路的匹配等因素,在前期研究的基礎(chǔ)上本次研究了200 km/h、200 km/h預(yù)留250 km/h兩個速度目標(biāo)值方案。

3 速度目標(biāo)值方案綜合比選

3.1 不同速度目標(biāo)值對工程投資的影響分析

湖口至鄱陽段為鄱陽湖平原區(qū),局部為剝蝕丘陵區(qū),不同速度目標(biāo)值方案線位基本相同,對工程投資基本沒有影響。鄱陽至常山段為丘陵、低山區(qū),地形起伏較大,山間谷地狹窄、曲折,且多被既有的省道和高速公路占據(jù),谷地兩旁山體多呈犬牙狀分布,線路基本并行既有的省道和高速公路,沿既有道路兩側(cè)谷地走行,橋梁、隧道工程主要由跨越溝谷、穿越山體引起,除非采用很小的曲線半徑展長線路才能減少,但線路展長將引起路基長度的增加,兩方案最小曲線半徑均較大,不同最小曲線半徑對工程投資的影響不明顯。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同引起的投資差異主要因橋梁結(jié)構(gòu)和隧道凈空面積不同引起。

(1)路基工程

兩方案技術(shù)指標(biāo)對比見表1。

表1 方案技術(shù)指標(biāo)對比

200 km/h預(yù)留250 km/h與200 km/h路基面寬度差異不太大,路堤寬度增加0.6 m,路塹增加0.4 m；路肩寬度由1.0 m增加至1.2 m；線間距由4.4 m增加至4.6 m。

(2)橋梁工程

200 km/h預(yù)留250 km/h與200 km/h對橋梁工程數(shù)量的影響主要為橋梁梁部由T梁變?yōu)橄淞?、墩臺圬工、樁基礎(chǔ)加長等。橋梁工程增加數(shù)量見表2。

表2 橋梁工程增加數(shù)量匯總

(3)隧道工程

200 km/h隧道軌面以上凈空面積為81.37 m2；200 km/h預(yù)留250 km/h軌面以上凈空面積92 m2,凈空增加13.06%。根據(jù)200 km/h和250 km/h通用圖對各級圍巖襯砌工程數(shù)量進行對比,工程數(shù)量增加見表3。

表3 隧道工程增加數(shù)量匯總 m3

(4)軌道工程

200 km/h預(yù)留250 km/h方案,橋上、隧道內(nèi)采用彈性軌枕,道砟為特級道砟,道床頂面寬度由3.5 m變?yōu)?.6 m,道床厚度在路基、橋上、隧道內(nèi)均為35 cm。

(5)站后接觸網(wǎng)

由混凝土支柱改為鋼支柱,接觸網(wǎng)導(dǎo)線有提高。

(6)站后其他工程

兩方案采用的標(biāo)準(zhǔn)基本相同,投資差較差小。

200 km/h方案較20 km/h預(yù)留250 km/h方案投資減少15.49億元。技術(shù)經(jīng)濟比較見表4。

表4 速度目標(biāo)值方案技術(shù)經(jīng)濟比較

注：200 km/h預(yù)留250 km/h橋梁為箱梁,隧道限界加大至92 m2。

3.2 速度目標(biāo)值經(jīng)濟效益最大化分析(表5)

速度目標(biāo)值選擇應(yīng)有利于實現(xiàn)項目綜合效益最大化,為進一步論證研究方案的合理性,本次在對不同方案投入、產(chǎn)出進行定量分析的基礎(chǔ)上,采用差額凈現(xiàn)值法進行比選,從鐵路企業(yè)財務(wù)和國民經(jīng)濟兩個層面進行比較,提出經(jīng)濟效益最佳的速度目標(biāo)值方案。財務(wù)折現(xiàn)率取3%,社會折現(xiàn)率取8%。

表5 不同速度目標(biāo)值經(jīng)濟效益比較 億元

隨著速度目標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)的提高,工程投資增加,但是由于運輸速度提高,對客流的吸引力也同時增強。從總體經(jīng)濟效益角度看,200 km/h方案優(yōu)于200 km/h預(yù)留250 km/h方案。

3.3 與路網(wǎng)發(fā)展的適應(yīng)性分析

本線所處區(qū)域路網(wǎng)研究年度既有線將提速至160～200 km/h,新建客運專線速度目標(biāo)值在200 km/h及以上。本線是中部湖北、贛東北及西部川渝與東部浙江聯(lián)系的便捷通路,速度目標(biāo)值采用200 km/h與鄰線路相匹配較好,有利于系統(tǒng)資源的綜合利用,推動本地區(qū)快速網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

3.4 與時間目標(biāo)值的適應(yīng)性分析

根據(jù)鋪畫運行圖,200 km/h方案客車全程旅行時間平均為2.2 h,能夠滿足時間目標(biāo)值要求。

4 速度目標(biāo)值研究結(jié)論

綜上所述,200 km/h預(yù)留250 km/h方案較200 km/h方案投資增加15.49億元；從投資效益分析,200 km/h方案優(yōu)于200 km/h預(yù)留250 km/h方案； 200 km/h與鄰線路相匹配較好,有利于系統(tǒng)資源的綜合利用,推動本地區(qū)快速網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。因此,本線速度目標(biāo)值推薦200 km/h。

[1]錢立新.世界高速鐵路技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

[2]喬英忍，曹國炳.世界鐵路總覽[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[3]鐵建設(shè)函[2005]285號，新建時速200 km客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S].

[4]鐵建設(shè)[2005]140號，新建時速200～250 km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S].