貴陽(yáng)市林歹至織金(新店)線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)探析

陳遠(yuǎn)勝

(中鐵二院成都勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，四川成都610081)

1 概述

1.1 項(xiàng)目背景

新建鐵路林歹至織金(新店)線工程(簡(jiǎn)稱林織線)位于貴州省貴陽(yáng)市境內(nèi)，連接貴陽(yáng)市與畢節(jié)地區(qū)(圖1)，按新建和既有線改建分成兩個(gè)部分，其中湖林支線(湖潮至林歹南段)既有線改建31.562 km，新建林歹南至新店段28.218 km、林歹南至新店68.808 km。

圖1 林織鐵路地理位置

本線北端接在建設(shè)中的黃織鐵路，遠(yuǎn)期于織金與規(guī)劃建設(shè)的水城—納雍—織金鐵路相銜接、于新店與規(guī)劃建設(shè)的新店—黔西—金沙鐵路相銜接，分別可達(dá)六盤水、畢節(jié)及川南等地區(qū)；南端分別經(jīng)滬昆鐵路和貴陽(yáng)環(huán)城鐵路可達(dá)貴陽(yáng)地區(qū)及中南、華南等廣大地區(qū)。隨著區(qū)域內(nèi)相關(guān)新建和改建鐵路的建成、區(qū)域鐵路網(wǎng)的不斷完善，本線建成后，在鐵路網(wǎng)上可起聯(lián)絡(luò)和輔助作用。

因畢節(jié)地區(qū)與貴陽(yáng)地區(qū)的客貨交流主要依靠公路完成，運(yùn)輸能力受限、運(yùn)輸成本較高，雖然兩地區(qū)間有在建隆黃鐵路和既有貴昆線連接，但從區(qū)域內(nèi)的工業(yè)布局、煤礦分布及貨物來源地和消失地來看，經(jīng)在建黃織線和既有貴昆線運(yùn)輸繞行距離大，是不經(jīng)濟(jì)的。本線建設(shè)后，可改善區(qū)域交通現(xiàn)狀，為畢節(jié)地區(qū)特別是織金、大方、黔西等地區(qū)的資源和物資的外運(yùn)提供一條便捷通道，對(duì)于改善區(qū)域交通現(xiàn)狀、完善鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)均具有重要作用和意義。

本線吸引范圍經(jīng)過貴陽(yáng)市和畢節(jié)地區(qū)，2007年吸引范圍土地面積3.5×104km2；總?cè)丝? 120萬(wàn)人，其中非農(nóng)業(yè)人口234萬(wàn)人；完成國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值1 029×104萬(wàn)元，人均GDP達(dá)9 188元。

沿線經(jīng)侵蝕、溶蝕淺丘、中低山等地貌，地質(zhì)條件極其復(fù)雜，主要不良地質(zhì)為人為坑洞、有害氣體、巖溶、危巖落石、順層、軟質(zhì)巖變形、斷層破碎帶、巖堆。

1.2 既有湖林支線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

湖林支線在滬昆鐵路湖潮車站接軌，經(jīng)清鎮(zhèn)、山林邊、條子場(chǎng)、堰塘坎(林歹南)至林歹，全長(zhǎng)36.481 km。支線于1958年9月開工，1960年12月鋪軌至林歹，1965年無償移交貴陽(yáng)分局。因線路損壞嚴(yán)重，經(jīng)過整治后，1975年全線正式運(yùn)營(yíng)，其中湖潮—清鎮(zhèn)段允許速度50 km/h，清鎮(zhèn)—林歹段允許速度40 km/h。

既有鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：

(1)鐵路等級(jí)：湖潮—條子場(chǎng)段：國(guó)鐵II級(jí)；條子場(chǎng)—林歹段：工企I級(jí)。

(2)正線數(shù)目：?jiǎn)尉€。

(3)限制坡度：湖潮—條子場(chǎng)段：12‰；條子場(chǎng)—林歹段：20‰。

(4)最小曲線半徑：300 m。

(5)牽引種類：內(nèi)燃。

(6)機(jī)車類型：DF7C。

(7)牽引質(zhì)量：湖潮—條子場(chǎng)段(2 100 t/1 750 t)；條子場(chǎng)—林歹段(1 450 t/1 000 t)。

(8)到發(fā)線有效長(zhǎng)度：550 m。

(9)閉塞類型：湖潮—條子場(chǎng)段：繼電半自動(dòng)；條子場(chǎng)—林歹段：電氣路簽。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

2.1 鐵路等級(jí)

根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)近遠(yuǎn)期本線織金—林歹南段貨流密度分別為944×104t、1 244×104t，客車對(duì)數(shù)分別為4對(duì)和7對(duì)；近遠(yuǎn)期新店—林歹南段貨流密度844×104t、314×104t，客車對(duì)數(shù)分別為2對(duì)和3對(duì)；近遠(yuǎn)期林歹南—清鎮(zhèn)段貨流密度465×104t、1 494×104t，客車對(duì)數(shù)分別為6對(duì)和10對(duì)。同時(shí)本線與黃織線連通后，在路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、輔助作用，因此本線鐵路等級(jí)應(yīng)為國(guó)鐵Ⅱ級(jí)。

2.2 正線數(shù)目

根據(jù)功能定位和建設(shè)方案研究，本線遠(yuǎn)期區(qū)段最大貨流密度為1 494×104t，客車10對(duì)，單線能力已經(jīng)能夠滿足運(yùn)量需求，故推薦本線正線數(shù)目為單線。

2.3 限制坡度

根據(jù)接軌方案研究，本線南端接入貴陽(yáng)環(huán)城快速鐵路西環(huán)線和滬昆線，西端與黃織線的織金站相接。根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)，貨流主要為織金站以北流入本線，貴陽(yáng)環(huán)城快速鐵西環(huán)線限制坡度為13 ‰，貴昆線貴陽(yáng)至六盤水段限制坡度為6 ‰加力12 ‰，黃織線限制坡度為13 ‰。本次結(jié)合相鄰線限坡情況及充分利用既有線的原則，對(duì)既有線改建段與新建段分開研究，線路示意圖如圖2所示。

圖2 林織鐵路工程段落示意

(1)林歹南至織金(新店)段。結(jié)合本線地形因素，林歹南至織金(新店)段地勢(shì)起伏較大，橋隧總長(zhǎng)達(dá)54.422 km，占線路長(zhǎng)度的56.09 %。而本線定位為一條以貨運(yùn)為主、客運(yùn)為輔，在路網(wǎng)中起輔助作用的鐵路。13 ‰限坡方案各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較好，適應(yīng)地形能力較強(qiáng)。從相鄰路網(wǎng)的角度看，13 ‰限坡方案與相鄰銜接線路限坡系統(tǒng)、牽引質(zhì)量相協(xié)調(diào)，運(yùn)輸組織順暢，故本段推薦限制坡度為13 ‰。

(2)湖潮至林歹南段。由于該段為既有線改建段，為充分利用既有線，并考慮與相鄰線路相匹配，故推薦與新建鐵路坡度一致，為13 ‰。

2.4 路段列車設(shè)計(jì)行車速度

結(jié)合本項(xiàng)目的功能定位、運(yùn)輸需求以及本線地形、地貌及地質(zhì)條件，既有線改造段研究比選了既有線現(xiàn)狀電化方案、電化提速80 km/h、120 km/h三個(gè)速度目標(biāo)值方案，織金方向新建線路研究比選了120 km/h、120 km/h預(yù)留160 km/h、200 km/h三個(gè)速度目標(biāo)值方案，新店方向新建線路比選了120 km/h、120 km/h預(yù)留160 km/h、160 km/h三個(gè)速度目標(biāo)值方案。

2.4.1 湖潮至林歹南段既有線速度目標(biāo)值方案

本段研究既有線改造研究比選了既有線現(xiàn)狀電化方案、電化提速80 km/h、120 km/h三個(gè)速度目標(biāo)值方案。湖潮—林歹南段速度目標(biāo)值方案的既有線利用率比較表見表1。

表1 湖潮—林歹南段速度目標(biāo)值方案的既有線利用率

由于該段既有線小半徑曲線多，且小半徑曲線連續(xù)設(shè)置，曲線間夾直線較短。既有線電化方案若只延長(zhǎng)其到發(fā)線有效長(zhǎng)、調(diào)整20‰坡度地段時(shí)，由表1可知既有線利用率為75.6 %，利用率較高。但既有線現(xiàn)狀技術(shù)條件較差，最高速度僅能達(dá)到50 km/h，不利于旅客出行需要和未來地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，因此既有線電化方案不予推薦。80 km/h方案較120 km/h方案既有線利用長(zhǎng)度長(zhǎng)12.418 km，增幅37.6 %，可見120 km/h方案工程優(yōu)勢(shì)不明顯。而考慮本線近遠(yuǎn)期運(yùn)行6對(duì)、10對(duì)客車，為提高旅客出行質(zhì)量、保證運(yùn)輸組織順暢，故推薦湖潮—林歹南段既有線按80 km/h速度目標(biāo)值進(jìn)行改建。

2.4.2 新建線路目標(biāo)值方案

(1)林歹南至織金。

研究了120 km/h、120 km/h預(yù)留160 km/h、200 km/h三個(gè)方案，工程比選表見表2。

表2 林歹南—織金不同速度目標(biāo)值方案的運(yùn)行時(shí)分及工程投資表

注：200 km/h方案考慮向六盤水方向延伸條件，從織金站南側(cè)引入，其余方案從北側(cè)引入。

據(jù)表可知，采用120 km/h方案較200 km/h方案減少投資176 495萬(wàn)元，節(jié)省額高達(dá)61.7 %，可見200 km/h工程投資偏大，200 km/h速度目標(biāo)值方案是不適合的，因此不予推薦。

采用120 km/h較120 km/h預(yù)留160 km/h方案減少投資11 661萬(wàn)元，方案投資減少額4.08 %，本線是以貨運(yùn)為主的資源開發(fā)性鐵路，120 km/h速度能適應(yīng)需要。因此，本段推薦120 km/h速度目標(biāo)值。

(2)林歹南至新店。

研究了120 km/h、120 km/h預(yù)留160 km/h、160 km/h三個(gè)方案，工程比選表見表3。

表3 林歹南—新店不同速度目標(biāo)值方案工程投資

據(jù)表可知，采用120 km/h方案較160 km/h方案減少投資8 638萬(wàn)元，考慮本線以資源開發(fā)貨運(yùn)為主，故推薦120 km/h速度目標(biāo)值。

2.4.3 速度目標(biāo)值研究結(jié)論

湖潮至林歹南段既有線改造速度目標(biāo)值80 km/h；林歹南至織金、林歹南至新店段速度目標(biāo)值為120 km/h。

2.5 最小曲線半徑

根據(jù)旅客列車設(shè)計(jì)行車速度，湖潮至林歹南既有線改建段500m，林歹南至織金、林歹南至新店段為800 m。

2.6 牽引種類

關(guān)于本線電力牽引與內(nèi)燃牽引方案的比選，由于本線地處西南片區(qū)，地形復(fù)雜、坡陡彎急，橋隧相連，工程較大。電力牽引與內(nèi)燃牽引相比，具有牽引力大，計(jì)算速度高，起動(dòng)加速快，特別是在高海拔、長(zhǎng)隧道多的特殊環(huán)境下更能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，因此，本線宜采用電力牽引。

從路網(wǎng)上看，整個(gè)西南片區(qū)普遍采用電力牽引，本線采用電力牽引與相鄰路網(wǎng)相協(xié)調(diào)，因此，本線牽引種類宜采用電力牽引一次建成。

2.7 機(jī)車類型及牽引質(zhì)量

2.7.1 貨運(yùn)機(jī)車選擇

目前我國(guó)鐵路主要的貨運(yùn)機(jī)車有：SS3、、SS4、SS7等機(jī)車，其主要技術(shù)參數(shù)見表4。

表4 主要貨運(yùn)機(jī)車技術(shù)參數(shù)

注：分母為B型車參數(shù)。

從表4可以看出，對(duì)機(jī)車自重來說，除SS4為2×92 t，其余均為138 t；對(duì)機(jī)車持續(xù)功率來說，SS4型機(jī)車最大(6400kW)，其次是SS7(4800 kW)、SS3(4320kW)；對(duì)機(jī)車持續(xù)牽引力來說，SS4型機(jī)車最大(431 kN)，其次是SS7(351 kN)、SS3(318 kN)；對(duì)于計(jì)算牽引力來說，SS4型機(jī)車最高(51.5 km/h)，其次是SS3(48 km/h)、SS7(44 km/h)； 對(duì)其價(jià)格來說，SS3價(jià)格最低、SS7次之、SS4最貴。并且以上機(jī)車都能滿足在13‰坡道上雙機(jī)牽引3 800t的要求。綜合以上因素，結(jié)合西南片區(qū)綜合路網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與相鄰路網(wǎng)匹配、便于機(jī)車整備、檢修和維護(hù)作業(yè)，可推薦采用SS3型電力機(jī)車。隨著將來和諧系列機(jī)車大量生產(chǎn)，今后可采用和諧系列機(jī)車。

2.7.2 客運(yùn)機(jī)車選擇

能夠滿足本線速度目標(biāo)值120 km/h要求的機(jī)型主要有SS8、SS7、SS9型機(jī)車。因SS8型機(jī)車不適宜山區(qū)鐵路，故SS9、SS7機(jī)車對(duì)本線的動(dòng)力適應(yīng)性明顯優(yōu)于SS8型機(jī)車，采用SS9、SS7機(jī)車均可滿足需要。從機(jī)車持續(xù)速度方面比較，SS9為99 km/h，SS7為96 km/h，兩機(jī)型比選結(jié)果相差不大，并結(jié)合周邊路網(wǎng)考慮和黃織線保持一致，本線的客車機(jī)型選擇SS7。隨著將來和諧系列機(jī)車大量生產(chǎn)，今后可采用和諧系列機(jī)車。

2.8 牽引質(zhì)量

根據(jù)本線與相鄰路網(wǎng)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)性分析，本線應(yīng)保持和相鄰黃織線、株六線3 800 t牽引質(zhì)量一致，以減少本線貨物列車在接軌站的作業(yè)，提高運(yùn)輸效率。

2.9 到發(fā)線有效長(zhǎng)度

本線的牽引質(zhì)量為3 800 t，與之配套的到發(fā)線有效長(zhǎng)為850 m，因此本線車站到發(fā)線有效長(zhǎng)推薦采用850 m，雙機(jī)880 m。

2.10 閉塞類型

根據(jù)《鐵路主要技術(shù)政策》,本線為單線鐵路，推薦采用繼電半自動(dòng)閉塞。

3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇的推薦意見

(1)鐵路等級(jí)：國(guó)鐵Ⅱ級(jí)。

(2)正線數(shù)目：?jiǎn)尉€。

(3)設(shè)計(jì)行車速度：湖潮至林歹南80 km/h；林歹南至織金、新店段速度目標(biāo)值為120 km/h。

(4)最小曲線半徑：湖潮至林歹南段500 m。

林歹南至織金、新店段最小曲線半徑800 m。

(5)限制坡度：13 ‰。

(6)牽引種類：電力。

(7)機(jī)車類型：貨機(jī)SS3、客機(jī)SS7。

(8)牽引質(zhì)量：3 800 t。

(9)到發(fā)線有效長(zhǎng)度： 850 m，雙機(jī)880 m。

(10)閉塞類型：繼電半自動(dòng)閉塞。

4 結(jié)論

鐵路建設(shè)是百年大計(jì)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的選擇不僅要能夠適應(yīng)當(dāng)前的運(yùn)輸需求，而且要著眼于未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和資源的有效利用。隨著機(jī)車車輛、列車控制、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路的建設(shè)應(yīng)做好前瞻性規(guī)劃，適當(dāng)預(yù)留條件，才能不斷適應(yīng)未來發(fā)展的需要。因此，鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1)結(jié)合國(guó)家、地區(qū)的鐵路網(wǎng)規(guī)劃，充分分析鐵路沿線人口、資源分布、客貨運(yùn)量特點(diǎn)，正確把握項(xiàng)目的功能定位，使得建設(shè)的鐵路真正兼顧沿線地方旅游、能源、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

(2)既有線的改建標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)合理分析運(yùn)量需求，在滿足運(yùn)輸能力的前提下，充分利用既有的設(shè)施設(shè)備，避免大段的改建工程，減少線路工程對(duì)生態(tài)景觀的切割和生態(tài)破碎化的影響，節(jié)約用地，節(jié)省工程投資。

(3)充分論證方案的可行性，對(duì)遠(yuǎn)期預(yù)留的工程有合理的預(yù)見性，對(duì)特定的特殊橋梁結(jié)構(gòu)跨越地帶是否需要預(yù)留橋位，應(yīng)有前瞻性，避免遠(yuǎn)期工程無可行的跨越通道。

[1] GB 50090-2006 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2] 郝瀛.鐵道工程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2000

[3] 趙清為.鐵路工程技術(shù)手冊(cè)·線路[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1994

[4] 周孝文，李建新.關(guān)于鐵路建設(shè)項(xiàng)目主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇的思考[J].鐵道經(jīng)濟(jì)研究,2009,(6)