銀西線慶陽至西安段建設(shè)方案研究

趙永紅

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043)

銀西線慶陽至西安段建設(shè)方案研究

趙永紅

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043)

銀西線是寧夏、蒙西地區(qū)南下陜西及中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的快捷通道，功能定位為一條客貨兼顧的大能力區(qū)際快速干線鐵路，本線在慶陽至西安段與西平線位于同一通道內(nèi)，在建西平線是一條以煤運(yùn)為主、兼顧地方客貨運(yùn)輸?shù)膯尉€鐵路?？紤]本線與西平鐵路可相互承擔(dān)貨運(yùn)任務(wù)，從通道整體運(yùn)量水平來看，初期雙線輸能基本飽和，近期三線輸能基本飽和，遠(yuǎn)期需形成四線規(guī)模，故兩線存在共線運(yùn)行或通道實(shí)行客貨分線運(yùn)輸?shù)目赡?。根?jù)現(xiàn)階段鐵路建設(shè)思路和技術(shù)政策，對本線及局域路網(wǎng)進(jìn)行深入的對比分析，結(jié)合對鐵路網(wǎng)絡(luò)整體格局、通道運(yùn)輸需求及輸送能力適應(yīng)性、運(yùn)輸質(zhì)量、投資效益等因素的綜合比較，選擇合理建設(shè)方案。

銀西線 建設(shè)方案 輸送能力

1 銀西線概況

新建鐵路銀川至西安鐵路位于寧夏、甘肅及陜西三省區(qū)境內(nèi)，行經(jīng)黃土高原，連接沿黃城市帶、隴東地區(qū)和關(guān)天經(jīng)濟(jì)區(qū)。線路北起寧夏回族自治區(qū)首府銀川市，向南經(jīng)過寧夏自治區(qū)吳忠市、甘肅省慶陽市進(jìn)入陜西省境內(nèi)，經(jīng)咸陽市接入西北地區(qū)中心城市西安，線路運(yùn)營長度609.2 km。本項(xiàng)目北端與包蘭鐵路連通，中部與太中銀鐵路、西平鐵路及規(guī)劃平?jīng)觥獞c陽—黃陵鐵路相連，南端引入西安樞紐與隴海通道、西成客專以及西康鐵路、寧西鐵路等線路銜接，是以銀川為中心的沿黃河城市帶與以西安為中心的關(guān)中城市群之間的便捷路徑，寧夏、蒙西地區(qū)南下陜西及中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的快捷通道，也是區(qū)域填補(bǔ)路網(wǎng)空白、實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化的重要基礎(chǔ)設(shè)施;是一條客貨兼顧的大能力區(qū)際快速干線鐵路，全線按160 km/h預(yù)留200 km/h雙線電氣化鐵路設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目中部的慶陽市煤炭資源豐富，經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿薮?，位于本線航空線附近，目前處于路網(wǎng)空白區(qū)，是項(xiàng)目理應(yīng)經(jīng)過的重要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)。其與西安間交流密切，和南部的彬縣、永壽、乾縣等共同構(gòu)成關(guān)中城市群西北部重要的經(jīng)濟(jì)走廊，同時(shí)也是本線客流密度最大的區(qū)段。在路網(wǎng)上，慶陽處于銀西鐵路和規(guī)劃平慶、慶黃鐵路的“十”字交叉位置?？紤]慶陽以南銀西、西平兩線均為客貨共線鐵路且位于同一通道內(nèi)，兩線有共線運(yùn)營或通道實(shí)現(xiàn)客貨分線的可能，因此，在銀西線整體按客貨共線鐵路建設(shè)的基礎(chǔ)上，有必要對本段建設(shè)方案進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

項(xiàng)目運(yùn)輸需求呈現(xiàn)客貨兼顧的特征，區(qū)域路網(wǎng)則呈現(xiàn)客運(yùn)缺乏便捷通道和沿線貨物外運(yùn)困難的特點(diǎn)。根據(jù)本線功能定位，結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃與布局，本線建設(shè)應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo):①充分滿足通道客運(yùn)和貨運(yùn)需求，應(yīng)建成便捷的大能力運(yùn)輸通道，滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。②選用合理的建設(shè)方案和主要標(biāo)準(zhǔn)，尋求運(yùn)輸質(zhì)量與功能間的平衡點(diǎn)，取得最佳投資收益。③路網(wǎng)銜接順暢、便捷，運(yùn)輸組織機(jī)動、靈活，通過本線的建設(shè)和路網(wǎng)各線的合理分工與配合，提升區(qū)域路網(wǎng)整體運(yùn)輸水平。

3 沿線自然概況

線路自慶陽引出南下，經(jīng)慶陽南、和盛至涇河河谷，與在建西平鐵路相伴而行，過彬縣穿永壽梁至永壽，順塬而下出黃土溝壑塬梁區(qū)，經(jīng)乾縣引線進(jìn)入西安樞紐。主要經(jīng)過黃土低中山區(qū)和黃土梁峁溝壑臺塬區(qū)，海拔高程由1 650降至610 m，地形起伏劇烈，沖溝縱橫，滑坡、溜坍等不良地質(zhì)發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜，其中彬縣至永壽需以20 km左右的隧道工程穿越永壽梁。

4 影響本段建設(shè)方案的主要控制因素

本段局域路網(wǎng)構(gòu)成較復(fù)雜，客貨列車徑路靈活。影響本段建設(shè)方案的主要因素是通道的建設(shè)規(guī)模、能力適應(yīng)性以及路網(wǎng)運(yùn)輸質(zhì)量;同時(shí)，本段線路主要通過地區(qū)地形起伏劇烈，工程較為艱巨，路網(wǎng)投資效益也是影響方案的重要因素。

5 通道建設(shè)規(guī)模分析

在建西平線是一條以煤運(yùn)為主、兼顧地方客貨運(yùn)輸?shù)膯尉€鐵路，速度目標(biāo)值120 km/h，擬于2013年建成通車;根據(jù)彬長礦區(qū)建設(shè)情況和運(yùn)量預(yù)測，近期需進(jìn)行復(fù)線擴(kuò)能改造。銀西線是寧夏、蒙西地區(qū)南下的便捷通道，同時(shí)承擔(dān)沿線客貨運(yùn)輸需求。兩線運(yùn)量均呈現(xiàn)出北小南大的特點(diǎn)，最大客貨流密度在慶陽(長慶橋)至西安段，研究年度內(nèi)各線預(yù)測運(yùn)量及通道不同建設(shè)規(guī)模的能力適應(yīng)性見表1。

由表1可見:銀西、西平兩線運(yùn)量在2020年前分別已達(dá)到雙線水平，但建成初期能力均有一定富裕;同時(shí)兩線運(yùn)輸需求增長速度均較快，遠(yuǎn)期運(yùn)量有較大幅度的增長。

通道整體運(yùn)量水平在2020年客貨運(yùn)量分別為29對和8 483萬t，雙線輸送能力即基本飽和;2025年為37對、1.23億t，三線輸送能力基本飽和;2035年為49對和1.63億t，通道需建成四線規(guī)模。

表1 輸送能力適應(yīng)情況

6 建設(shè)方案分析

本段若客貨分線、銀西線按客運(yùn)專線建設(shè)，需同步對西平鐵路進(jìn)行復(fù)線擴(kuò)能改造、建設(shè)慶陽至長慶橋鐵路，以承擔(dān)銀西線分流貨運(yùn)，實(shí)現(xiàn)銀西、西平兩線客貨分線運(yùn)營，但以上工程需增加初期投資約61億元?？紤]銀西線初、近、遠(yuǎn)期客車僅27，35，45對，按客運(yùn)專線建設(shè)線路能力富裕較多，工程規(guī)模及投資增加明顯，經(jīng)濟(jì)效益差，因此該方案經(jīng)研究后予以舍棄，重點(diǎn)對銀西線一次建成客貨共線雙線鐵路方案和銀西線先接西平、部分緩建兩個(gè)方案進(jìn)行研究和比選。

6.1 銀西線一次建成雙線方案

6.1.1 方案概述

銀西線按客貨共線雙線鐵路一次建成，設(shè)計(jì)速度線上160 km/h、線下200 km/h，銀西、西平通道一次形成三線規(guī)模;建設(shè)西平至銀西聯(lián)絡(luò)線，分流西平線運(yùn)量至銀西線以延緩西平線擴(kuò)能改造工程建設(shè)進(jìn)度。遠(yuǎn)期根據(jù)通道運(yùn)輸需求，適時(shí)對西平線進(jìn)行復(fù)線擴(kuò)能改造，通道形成四線規(guī)模。從發(fā)展的角度看，遠(yuǎn)期可充分利用西平雙線貨運(yùn)能力，結(jié)合規(guī)劃平(長)慶線的建設(shè)，適時(shí)分流銀西線貨車至西平線，通道實(shí)現(xiàn)客貨分線運(yùn)輸。

線路自慶陽引出，經(jīng)和盛下董志塬至雅店，與西平線并行經(jīng)彬縣、永壽至乾縣引入西安樞紐，在乾縣與西平線合場設(shè)站后客貨分線，客車?yán)梦髌借F路接入隴海線茂陵站并引入西安站，貨車經(jīng)新建乾縣至何寨貨運(yùn)第二雙線直接通過樞紐或引入新豐鎮(zhèn)編組站(見圖1)。

慶陽至茂陵運(yùn)營長度200.3 km，正線建筑長度160.4 km(西平線乾縣至茂陵增建二線工程另行立項(xiàng)報(bào)批)，橋隧總長97.6 km，占新建線路長度的60.9%，配套建設(shè)西平線至銀西線的聯(lián)絡(luò)線5.9 km，靜態(tài)投資合計(jì)170.6億元，見表2。

圖1 銀西線一次建成方案平面示意

表2 銀西線慶陽至西安建設(shè)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較(慶陽至西安樞紐)

6.1.2 寧縣南站至銀西線雅店站聯(lián)絡(luò)線必要性

銀西線建成雙線初期能力有一定富裕，有承擔(dān)西平線運(yùn)量、推遲西平二線建設(shè)時(shí)機(jī)的條件;因此，考慮銀西雙線建成后通道暫維持三線規(guī)模，盡量分流西平線運(yùn)量至本線，待必要時(shí)再對西平鐵路進(jìn)行復(fù)線改造，以充分利用銀西線運(yùn)輸能力，減少路網(wǎng)建設(shè)先期投資。

經(jīng)研究，建設(shè)西平線寧縣南站至本線雅店站間的聯(lián)絡(luò)線方案相對經(jīng)濟(jì)、合理。結(jié)合路網(wǎng)整體規(guī)劃，該聯(lián)絡(luò)線長度5.9 km(單線)，橋隧長度3.56 km，占聯(lián)絡(luò)線長度的60.3%，靜態(tài)投資2.87億元(見圖2)。

圖2 緩建西平二線和西平線設(shè)上線聯(lián)絡(luò)線方案示意

按照銀西、西平線運(yùn)量預(yù)測結(jié)果，結(jié)合路網(wǎng)整體規(guī)劃，近期可通過該聯(lián)絡(luò)線分流西平線客車及部分貨車至銀西線，遠(yuǎn)期隨著西平復(fù)線的建設(shè)，該聯(lián)絡(luò)線主要分流西平線客車至銀西線。經(jīng)分析，建設(shè)該聯(lián)絡(luò)線能夠推遲西平線乾縣至長慶橋段增建二線工程約5年(111.55 km，靜態(tài)投資35.4億元);同時(shí)可避免西平線客貨混運(yùn)，實(shí)現(xiàn)兩線間的合理分工和通道客貨運(yùn)設(shè)備資源的整合;另外由于該聯(lián)絡(luò)線位于永壽梁隧道(控制工程)以北，銀西線施工期間用作鋪架基地連接線，可加快銀西線施工進(jìn)度半年。

綜合考慮，該聯(lián)絡(luò)線工程納入銀西線，與銀西線一并實(shí)施。

6.2 先接西平方案

根據(jù)西平線運(yùn)量預(yù)測，長慶橋至茂陵段2020年前需增建第二線;考慮西平線復(fù)線后能力有一定富裕，銀西線初期可暫接西平線以節(jié)約路網(wǎng)初期投資。

該方案初期銀西線先接軌于西平線彬縣站，彬縣至茂陵段利用西平線并增建第二線，銀西、西平兩線共線運(yùn)行;配套建設(shè)西安樞紐乾縣—何寨貨運(yùn)第二雙線;2020年西平線彬縣至乾縣兩線共線段雙線能力飽和，需建設(shè)銀西線雙線，形成通道四線規(guī)模(見圖3)。

圖3 先接西平方案平面示意

初期慶陽至彬縣新建雙線段按銀西線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，速度目標(biāo)值線上 160 km/h、線下 200 km/h，采用13/18‰的均衡坡，線路長度89.9 km，橋隧總長49.08 km，占線路長度的54.6%，靜態(tài)投資85.5億元;西平線增建第二線按預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，速度目標(biāo)值120 km/h、限制坡度13‰，建筑長度111.55 km(不含乾縣至茂陵段)，橋隧長度46.7 km，占線路長度的41.9%，靜態(tài)投資35.3億元。慶陽至西安運(yùn)營長度209.7 km，較一次建成雙線方案長9.4 km。靜態(tài)投資合計(jì)120.85億元，較一次建成雙線方案省49.7億元。

2020年建設(shè)彬縣至乾縣段三四線工程，按速度目標(biāo)值200 km/h，13/18‰均衡坡設(shè)計(jì)，建成后銀西線以高標(biāo)準(zhǔn)貫通。線路長度72.2 km，橋隧總長44.05 km，占線路長度的61%，靜態(tài)投資84.2億元。

該方案初、近期靜態(tài)投資合計(jì)202.05億元，由于建設(shè)西平復(fù)線工程，故投資總額較一次建成方案貴34.5億元。

7 建設(shè)方案對比分析

7.1 路網(wǎng)能力適應(yīng)性對比分析

一次建成方案一次形成三線規(guī)模，可滿足路網(wǎng)近期運(yùn)輸需求，能力適應(yīng)周期較長;先接西平方案能力適應(yīng)時(shí)間短，在建西平鐵路增建第二線后2020年雙線能力即基本飽和，需再次建設(shè)三四線，通道改擴(kuò)建頻繁，對運(yùn)營干擾大。

7.2 運(yùn)輸質(zhì)量對比分析

各方案運(yùn)營特征見表3。一次建成方案線路短順，客車運(yùn)行速度高，初期客車運(yùn)行時(shí)間可縮短17 min，能夠較好地滿足本線運(yùn)輸需求，符合銀西線路網(wǎng)快速干線鐵路的功能定位。

表3 慶陽至西安不同建設(shè)方案運(yùn)營特征對比分析

7.3 工程投資對比分析

一次建成雙線方案初期投資增加49.7億元，但避免了近期通道增建三四線工程投資84.2億元，故初、近期總投資省34.5億元。就整個(gè)研究年度而言，兩方案通道最終均形成四線規(guī)模，投資相當(dāng)，采用投資凈現(xiàn)值進(jìn)行比較，研究年度內(nèi)一次建成方案省2.4億元。

可見，雖然兩個(gè)方案均能滿足通道運(yùn)輸能力要求，但一次建成方案線路標(biāo)準(zhǔn)較高，投資效益較好。

8 結(jié)論

兩個(gè)方案均能滿足本線和路網(wǎng)輸送能力需求，研究年度內(nèi)路網(wǎng)最終建設(shè)規(guī)模相當(dāng)，差異于各項(xiàng)工程的實(shí)施年度，以及由此引起的路網(wǎng)運(yùn)輸質(zhì)量和投資效益差異。

銀西線一次建成雙線方案建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高、運(yùn)輸質(zhì)量較好，符合項(xiàng)目功能定位;初近期能夠充分利用路網(wǎng)相關(guān)設(shè)施能力，路網(wǎng)運(yùn)輸能力適應(yīng)性較好;各年度工程規(guī)模適度、合理，投資效益好，遠(yuǎn)期隨著區(qū)域路網(wǎng)的逐步完善，通道具備客貨分線條件，可根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，進(jìn)一步提高路網(wǎng)和本線運(yùn)輸質(zhì)量。綜合考慮，推薦銀西線一次建成雙線方案。

［1］中華人民共和國建設(shè)部．GB 50090—2006 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京:中國計(jì)劃出版社，2006．

［2］潘國強(qiáng)．寧西鐵路南陽至合肥段建設(shè)方案研究［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2010(4):1-3．

［3］譚遠(yuǎn)發(fā)．長大深埋隧道地質(zhì)綜合勘察技術(shù)應(yīng)用研究［J］．鐵道工程學(xué)報(bào)，2012(4):24-31．

［4］楊德修．鐵路建設(shè)項(xiàng)目預(yù)可行性研究中關(guān)于線路設(shè)計(jì)方案的論證［J］．鐵道工程學(xué)報(bào)，2001(1):14-17．

［5］中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司．銀川至西安線預(yù)可行性研究報(bào)告［R］．西安:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2012．

［6］魏州泉．包西鐵路通道改建方案研究［J］．鐵道工程學(xué)報(bào)，2010(6):1-4．

Study on construction plan of Qingyang-Xi'an section of Yinchuan-Xi'an railway

ZHAO Yonghong

(China Railway First Survey ＆ Design Institute Group Ltd．，Xi'an Shaanxi 710043，China)

Yinchuan-Xi'an Railway is an express corridor starting from Yinchuan，Ningxia Hui Autonomous Region，running through Mengxi area，and heading south to Shaanxi and to the developed regions in central and eastern China．It operates as an inter-region passenger and freight dual-use main line railway with huge volume．The Qingyang-Xi'an section shares tunnel with Xi'an-Pingliang line，which is currently under construction and will serve as a single track railway mainly used for coal transportation，while operate partly as a passenger and freight dual-use line．Considering the potential for the two lines to share their freight duty and the traffic volume of the tunnel，two tracks will be saturated at the very beginning of the operation;and three tracks will reach their maximum traffic volume over a short period．Therefore，there is a need to develop to a four-track scale．By this means，there is a possibility for the two lines to launch mixed operation or a separated operation between passenger and freight transportation in the tunnel．The paper referred to the designing concept and the technical policy of the modern railway construction，and conducted in-depth comparison and analysis of the Yinchuan-Xi'an Line as well as the local network．The conclusion arrived as the best scheme should be chosen base on the overall layout of the network，the transportation demand of the tunnel，the adaptation of transport capacity，transport quality and the return of investment．

Yinchuan-Xi'an Line;Construction scheme;Transport capacity

U212．32

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2013．09．30

1003-1995(2013)09-0093-05

2013-04-25;

2013-06-20

趙永紅(1972— )，男，陜西韓城人，高級工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)