集包線開行動車組可行性分析

韓玉皓

(蒙冀鐵路公司，內(nèi)蒙古呼和浩特　010000)

1　研究背景

內(nèi)蒙古自治區(qū)大力實施“西部大開發(fā)”和“能源發(fā)展”戰(zhàn)略，已連續(xù)多年GDP增長保持全國領(lǐng)先地位。作為內(nèi)蒙古自治區(qū)首府呼和浩特和中心城市的包頭，城市人口近500多萬，以呼包鄂“金三角”地區(qū)為核心的區(qū)域間交流日漸密切，城市居民的快捷方便出行方式的需求與呼和浩特鐵路局管內(nèi)鐵路客車速度普遍偏低的矛盾日益突出，社會各界對呼和浩特鐵路局管內(nèi)開行動車組的企盼也日趨強(qiáng)烈。

集(寧)包(頭)增建第二雙線2012年12月竣工開通后，集寧至包頭基本具備開行動車組的條件。為更好地促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，滿足人民群眾日益增長的出行需求，計劃2015年初在管內(nèi)開行動車組。本文結(jié)合張呼客專、呼準(zhǔn)鄂鐵路、張?zhí)畦F路建設(shè)項目的推進(jìn)情況，就集包線現(xiàn)有技術(shù)條件和提速改造費用、周期、主軸通道運(yùn)輸能力、動車組運(yùn)營安全進(jìn)行研究分析，提出集包線集呼段、呼包段實現(xiàn)不同路段速度的意見。

2　集包通道的區(qū)位優(yōu)勢

2.1　區(qū)域路網(wǎng)

依據(jù)國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008調(diào)整)》、《內(nèi)蒙古自治區(qū)中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》、《鐵路“十二五發(fā)展規(guī)劃”》、《呼和浩特鐵路局“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，在張?zhí)凭€、京張城際、張呼客專建成后，呼和局管內(nèi)將形成一條客運(yùn)、兩條貨運(yùn)主軸通道格局。貨運(yùn)通道即包蘭線—大包線—大秦線，呼準(zhǔn)鄂—集包線集呼段—張集線—張?zhí)凭€，客運(yùn)通道即包西線—集包線呼包段—張呼客專—京張城際。除此之外，還將形成鄂爾多斯—包頭—呼和浩特—集寧1小時客運(yùn)圈。在張呼客專開通運(yùn)營前，集包線主要開行客車的區(qū)位優(yōu)勢日顯明顯；在張呼客專建成開通后，集包線呼包段全部開行客車、集呼段主要開行貨車的格局成為必然的趨勢。

2.2　相關(guān)鐵路建設(shè)

集包線2009年5月開工建設(shè)，2012年12月全線竣工開通運(yùn)營。張?zhí)凭€2010年9月開工建設(shè)，工期4.5年，計劃2015年年內(nèi)建成開通。呼準(zhǔn)鄂鐵路預(yù)計2013年10月開工建設(shè)，工期3.5年，計劃2017年年內(nèi)建成開通。張呼客專預(yù)計2013年年底開工建設(shè)，工期4年，計劃2018年年內(nèi)建成開通。

3　集包線概況

3.1　集包線簡介

集包線(集寧—包頭)線路全長307.955 km，大部分為增加第二雙線，局部為既有京包線部分置換線路組成，其中，古營盤—葫蘆新建外繞線，線路長度13.33 km；葫蘆—陶卜齊新建線路，線路長度98.22 km；陶卜齊—臺閣牧利用既有線，線路長度48.85 km；臺閣牧—包頭新建線，線路長度147.555 km。

3.2　集包線主要行車設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

集包線分路段最高行車速度為：葫蘆—陶卜齊160 km/h；陶卜齊—臺閣牧120 km/h(部分地段限速80 km/h)；臺閣牧—包頭160 km/h。

葫蘆—陶卜齊，臺閣牧—包頭站為新建客貨共線地段。主要技術(shù)條件為：速度目標(biāo)值160 km/h，預(yù)留200 km/h；最小曲線半徑一般地段4500 m，困難地段3500 m；線間距4.6 m；限制坡度：上行6%，下行9%；牽引種類：電力；機(jī)車類型：動車組、SS系列；閉塞方式：自動閉塞。

陶卜齊—臺閣牧利用既有線部分，主要技術(shù)條件為：速度目標(biāo)值120 km/h，部分地段由于圓曲線長度或緩和曲線長度不足限速80 km/h；最小曲線半徑600 m；線間距4.0 m；限制坡度：上行6%，下行9%；電力牽引，自動閉塞。

4　集包線全線開行200 km/h動車組關(guān)鍵技術(shù)

4.1　開行動車組對既有大包線增量影響分析

集包線開通運(yùn)營以來，呼和局將23對旅客列車分流至集包線，葫蘆—陶卜齊，臺閣牧—包頭新建線路未開行貨物列車，現(xiàn)行圖大包線能力限制區(qū)段葫蘆—集寧南間圖定旅客列車32對，貨物列車96對(其中萬噸列車51對，普列45對)，年貨物輸送能力18 780萬t；現(xiàn)行圖集包線圖定旅客列車30對，貨物列車5對(在陶卜齊—臺閣牧區(qū)段運(yùn)行)，年貨物輸送能力650萬t。

張?zhí)凭€開通后，根據(jù)運(yùn)輸計劃，大包線葫蘆—呼和南間安排開行貨物列車133對，經(jīng)本線運(yùn)行去往古店口61對；經(jīng)葫蘆走集寧外繞線去往友誼水庫口57對，廟梁貨場5對，年貨物輸送能力24 176萬t，較2011年該區(qū)段實際貨流密度14 549萬t富裕9 627萬t。由上述測算可知，集包線開行動車組對張?zhí)凭€開通后大包線、張集線運(yùn)輸增量影響很少。在張呼客專建成開通前，可以通過優(yōu)化調(diào)整運(yùn)輸組織，保證集包線開行動車組的基本條件。

4.2　葫蘆—陶卜齊段

本段由于線下工程已預(yù)留200 km/h條件，路基工后沉降采用的是160 km/h的控制標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到200 km/h工后沉降要求大約需要3～4年時間。集包線路基工程多竣工于2010年～2011年間，到2015年，絕大部分路基工后沉降將能滿足開行200 km/h動車組條件，對個別不滿足的地段，可以通過加強(qiáng)監(jiān)測、養(yǎng)護(hù)和注漿整治或在雨季采取限速等措施，保證動車組安全運(yùn)行。

除此之外需重點對信號、通信系統(tǒng)進(jìn)行改造，開行動車組前需開展聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，初步估算投資5 500萬元，工期18個月。

信號工程：需要增加站間列控系統(tǒng)通道光纜，應(yīng)答器電纜鋪設(shè)工程，連鎖與列控系統(tǒng)接口設(shè)備安裝調(diào)試，各站列控系統(tǒng)設(shè)備(含列控中心、應(yīng)答器、LEU電子單元、臨時限速服務(wù)器)的安裝調(diào)試，道岔融雪設(shè)備等，費用5000萬元。

通信工程：在集呼段按CTCS2列控要求增設(shè)一條光纜，費用500萬元。

集包線集呼段開行200 km/h動車組投入改造設(shè)施多，費用較大，工期長，營業(yè)線施工難度大，對運(yùn)輸干擾大。

集包線集呼段線路基礎(chǔ)較差，該區(qū)段屬山區(qū)鐵路，橋隧比36.2%，曲線多，坡度大，全線高程相差512 m，該區(qū)段有Ⅱ級防洪危險點6處，Ⅲ級防洪危險點35處，(呼包段無Ⅱ級防洪危險點，只有3處Ⅲ級防洪危險點)，線路質(zhì)量穩(wěn)定性與呼包段有較大差距，若開行200 km/h動車組，運(yùn)營安全風(fēng)險較大。

按照路網(wǎng)布局，張呼客專建成后，集包線集呼段將轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦禾窟\(yùn)輸為主的貨運(yùn)通道。為實現(xiàn)萬噸重載運(yùn)輸，將會對行車設(shè)備進(jìn)行改造，若目前投入大量資金進(jìn)行提速改造，必將增加廢棄工程，造成設(shè)備閑置和浪費。

本段開行200 km/h動車組僅比160 km/h動車組提前7 min，與增加的投資和安全風(fēng)險相比，提速性價比較低，因此建議維持160 km/h的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3　陶卜齊—臺閣牧段

該段為既有線，全長48.85 km。本段線路上行線有曲線26個，最小曲線半徑600 m/1處，下行線有曲線39個，最小曲線半徑600 m/5處，線間距4 m，距離開行200 km/h動車組的技術(shù)條件相差甚遠(yuǎn)。本段位于呼和浩特市區(qū)，建筑物密集，征地拆遷難度大?？紤]到張呼客專接到呼和東站，呼準(zhǔn)鄂鐵路從臺閣牧引入呼和地區(qū)至呼和浩特站，在臺閣牧—呼和站，呼和東站—陶卜齊站將形成四線格局，對既有線改動較大，建議本段基本維持既有標(biāo)準(zhǔn)，待呼準(zhǔn)鄂和呼張項目實施后，再大范圍提速。本次研究僅對K123+774～K123+859、K123+929～K124+013、K147+778～K147+937三個限速曲線進(jìn)行撥道改建，費用約153萬元，實施后，上行可以提速4 min，下行可以提速5.5 min。

4.4　臺閣牧至包頭段

該段已按開行200 km/h動車組的技術(shù)條件實施，CTCS-2級列控系統(tǒng)一次到位，由于呼和局管內(nèi)沒有動車組，該段設(shè)備按CTCS-0開通。本次該段只需增加應(yīng)答器設(shè)備，LEU設(shè)備和臨時限速服務(wù)器(TSRS)設(shè)備，便能滿足開行200 km/h動車組的技術(shù)條件，費用1 000萬元，工期10個月。

此外，對于路基工后沉降的問題與葫蘆—陶卜齊段相同。

因此集包線呼包段開行200 km/h動車組投入改造設(shè)施少，費用低且最具有實施條件，工期短，對行車干擾小，符合投資省、見效快的經(jīng)濟(jì)原則。

4.5　呼和浩特東動車運(yùn)用所建設(shè)

呼和浩特東動車運(yùn)用所(以下簡稱呼東動車所)建設(shè)列入張呼客專工程，根據(jù)初設(shè)批復(fù)意見，呼東動車所只承擔(dān)一、二級維修，新建4線庫一座，新建洗車、臨修及不落輪鏇庫各一座，設(shè)動車存車線16條，投資費用約6.5億元。

為實現(xiàn)2015年年初開行動車組的目標(biāo)，在呼和東站未改造前，可考慮先期實施呼東動車所建設(shè)，但需要工程過渡，估算工期約12個月。主要采取以下保證措施：

一是協(xié)調(diào)鐵路總公司將呼東動車所工程與站前工程一并招標(biāo)，提前實施。

二是協(xié)調(diào)內(nèi)蒙古和呼市政府將呼東動車所用地做為先行用地抓緊開展征地和報批工作。

三是協(xié)調(diào)設(shè)計單位完善過渡方案，在呼和浩特東站咽喉不動的前提下，分期實施呼東動車所過渡工程。

5　結(jié)論

(1) 集包線集呼段(即葫蘆—陶卜齊間)運(yùn)營里程98.22 km，開行200 km/h動車組僅比160 km/h動車組提前7 min，與增加的投資和安全風(fēng)險相比，提速性價比較低。

集包線集呼段(即葫蘆—陶卜齊間)線路基礎(chǔ)較差，該區(qū)段屬山區(qū)鐵路，橋隧比36.2%，曲線多，坡度大，線路質(zhì)量穩(wěn)定性與呼包段有較大差距，若開行200 km/h動車組，運(yùn)營安全風(fēng)險較大。且按照路網(wǎng)布局，張呼客專建成后，本段將轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦禾窟\(yùn)輸為主的貨運(yùn)通道，為實現(xiàn)萬噸重載運(yùn)輸將會對行車設(shè)備進(jìn)行改造，若目前投入大量資金進(jìn)行提速改造必將增加廢棄工程，造成設(shè)備閑置和浪費。

集包線集呼段開行200 km/h動車組投入改造設(shè)施多，費用較大，工期長，對運(yùn)輸干擾大，動車組運(yùn)營安全風(fēng)險較大，故建議本段維持160 km/h的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)集包線陶卜齊—臺閣牧段為既有線，本段位于呼和浩特市區(qū)，建筑物密集，若大范圍提速改造征地拆遷難度大，費用高，工期長，對運(yùn)輸干擾大?？紤]到張呼客專接到呼和東站，呼準(zhǔn)鄂鐵路從臺閣牧引入呼和地區(qū)至呼和浩特站，在臺閣牧—呼和站，呼和東站—陶卜齊站將形成四線格局，對既有線改動較大，所以建議本段維持既有120 km/h的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)集包線呼包段(即臺閣牧—包頭間)線路基礎(chǔ)條件好，該區(qū)段無隧道，橋涵比10.6%，曲線少，半徑大，線路平順。從開通前動態(tài)檢查和開通后運(yùn)營維護(hù)情況看線路設(shè)備質(zhì)量穩(wěn)定，能滿足200 km/h的動車組對軌道高平順性的運(yùn)行要求，僅需對信號系統(tǒng)進(jìn)行改造。

因此集包線呼包段開行200 km/h動車組投入改造設(shè)施少，費用低且最具有實施條件，工期短，對行車干擾小，符合投資省、見效快的經(jīng)濟(jì)原則。

綜上所述，在2015年集包線全線開行動車組是可行的。動車組在集包線葫蘆—陶卜齊、陶卜齊—臺閣牧、臺閣牧—包頭三個區(qū)段，分別按160 km/h，120 km/h，200 km/h運(yùn)行是安全、經(jīng)濟(jì)、合理的。

[1]郝瀛.鐵道工程[M].北京：中國鐵道出版社，2002:93-95

[2]鐵道部.鐵建設(shè)函[2005]285號新建時速200公里客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S].北京：中國鐵道出版社，2005