寧夏棗泉電廠鐵路專用線限制坡度選擇研究

邵順昌

（蘭州鐵道設計院有限公司，甘肅　蘭州　730000）

寧夏棗泉電廠鐵路專用線限制坡度選擇研究

邵順昌

（蘭州鐵道設計院有限公司，甘肅蘭州730000）

棗泉電廠鐵路專用線位于寧夏自治區(qū)靈武市境內(nèi)，古羊棗鐵路古窯子站和羊場灣站之間。該項目由接軌站古窯子站至電廠站，地面高程從1 277 m逐步上升至1 313 m，平均自然縱坡為5.6‰，局部超過10‰。項目若采用與相鄰線一致的限制坡度12‰，則工程投資巨大，而選擇合理的限制坡度，不僅能節(jié)省工程投資，而且還可降低運營成本的支出。本論述結合專用線沿線地形地貌、經(jīng)濟運量、工程規(guī)模及投資、運營費等方面對6‰和12‰限坡方案進行了研究和比較，12‰限坡方案雖增加了運輸組織的環(huán)節(jié)，降低了運輸效益，但線路對地形的適應性好，節(jié)省初期工程投資及降低運營成本，經(jīng)濟性好，故推薦采用12‰限制坡度。

鐵路；限制坡度；工程投資；運營成本

鐵路選線是鐵路建設的基礎工作，是一項綜合性的工作，而限制坡度的選擇是其中很重要的一方面。限制坡度的選擇，應根據(jù)沿線地形條件以及工程情況，考慮最大坡度和牽引質量的協(xié)調(diào)匹配、運輸組織的順暢及路網(wǎng)靈活性，并結合機車長交路，減少技術作業(yè)站，提高運輸效率，降低運輸成本，科學合理地確定。

1　概述

棗泉電廠廠址位于寧夏自治區(qū)靈武市境內(nèi)，古羊棗鐵路古窯子站和羊場灣站之間。該地區(qū)地貌屬丘陵地貌，地面高程1 267～1 361 m，高差較大。專用線由接軌站古窯子站至電廠站，地面高程從1 277 m逐步上升至1 313 m，平均自然縱坡為5.6‰，局部超過10‰。

與本區(qū)域路網(wǎng)相鄰的包蘭線、太中銀鐵路采用6‰的限制坡度。區(qū)域內(nèi)鐵路大古線、鴛梅線、古羊棗線及煤化線為6/12‰的均衡坡，古窯子～鴛鴦湖間限制坡度為12‰（鴛鴦湖至古窯子均為單方向的下坡），其余線路限制坡度均為6‰。接軌的古羊棗線主要承擔羊場灣及棗泉礦區(qū)煤炭外運任務，上行為重車方向（6‰），下行為空車方向（12‰），與本線空重車方向相反。

由于電廠所需煤炭經(jīng)古鴛線、煤化線運輸，重車方向限制坡度均為6‰，專用線采用6‰限坡方案與相鄰線限制坡度相匹配，即可實現(xiàn)單機牽引5 000 t直進電廠站，減少了在古窯子車站補機作業(yè)環(huán)節(jié)，提高運輸組織效率。但受地形及起始點高程控制，線路需局部展線。而12‰限坡方案與地形適應性好，但需雙機牽引，增加運輸組織環(huán)節(jié)。因此，筆者進行了6‰、12‰兩個限坡方案的比選。

2　限制坡度研究

2.16‰限坡方案

線路自古羊棗鐵路古窯子車站南咽喉西側引出，跨過西天河后折向西南與古羊棗鐵路并行，然后下穿古羊棗鐵路和黎羊公路，在規(guī)劃靈州綜合工業(yè)園區(qū)（A區(qū)）中進行展線（古羊棗鐵路西側為白芨灘國家級自然保護區(qū)，無法實施展線），然后折向南引入棗泉電廠廠址，正線長10.141 km。線路長度較12‰限坡方案展長了4.241 km，工程投資增加16 788.33萬元。

2.212‰限坡方案

采用12‰限坡，有兩種運輸組織方案：一是組織發(fā)車地至電廠全區(qū)段的雙機牽引；二是由發(fā)車地單機牽引至古窯子再進行補機作業(yè)。雖造成運輸組織的不便，但可節(jié)省初期的工程投資。同時古窯子為本區(qū)域內(nèi)最大區(qū)段站之一，雖寧東地區(qū)鐵路電氣化改造后電力機務段將設至鴛鴦湖，但古窯子站仍保留內(nèi)燃機務段，擔當區(qū)域內(nèi)部分機車交路，該站作為本專用線接軌點，為本線機車的摘掛、補機作業(yè)提供了便利條件。

線路方案詳見示意圖1。工程經(jīng)濟比較見表1。

表1　6‰、12‰限坡方案工程經(jīng)濟比較表

2.36‰和12‰限制坡度方案的運輸經(jīng)濟性分析

2.3.1計算基礎

計算范圍為古窯子車站至電廠站，6‰方案線路長度10.141 km，12‰方案線路長度5.9 km，該線近期運量380萬t/年，遠期運量950萬t/年。

2.3.2運營期費用支出

（1）運營單位費用支出

本線委托寧東鐵路公司管理后，寧東公司各項費用采用實物工作量模擬分析法進行運營成本預測，相關定額與指標參考《鐵路運營支出定額》。通過分析計算，并根據(jù)各項支出的特性，按與運量的關系分攤為固定成本和可變成本見表2。

圖1　線路方案示意圖

表2　成本項、成本要素與實際工作量歸并關系

由表3、表4可知，12‰方案單位運營成本高，但由于6‰方案線路長度較長，近遠期較12‰方案分別增加運營成本170.0萬元/年、259.9萬元/年。

表3　單位運營成本表

表4　運營費用比較表

另外，若不考慮工程投資影響，12‰限坡上采用雙機牽引，6‰限坡上采用單機牽引，在線路長度為5.9 km線路上，完成本線運量時雙機牽引較單機牽引增加機車能耗費用為近期105.4萬元/年，遠期281.1萬元/年，另需考慮增加機車所需的人員工資、機車整備、檢修等費用。

（2）產(chǎn)權單位費用支出

專用線建成后委托寧東公司代管，棗泉電廠運營期支出主要為取送車費用，按國鐵標準每年9元/km計算，兩方案運營期支出比較見表5。

表5　運營期支出比較表

由表可知，6‰方案較12‰方案近遠期分別增加運營期支出455.8萬元/年、1 139.6萬元/年。

（3）綜合比選

從投資者角度考慮，對兩個方案從工程投資、運營期支出兩個方面進行綜合費用比較，采用最小費用法，將各年度費用折現(xiàn)至基年進行比較，計算期按25年，基準年2015年，折現(xiàn)率3%。兩方案費用現(xiàn)值累計值詳見表6。

表6　限坡經(jīng)濟比較表

由表可知，6‰方案工程投資、運營成本均較高，社會總成本費用增加，國民經(jīng)濟效益較差。另外，6‰限坡方案由于要克服高程在規(guī)劃靈州綜合工業(yè)園區(qū)內(nèi)實施展線，嚴重地切割了工業(yè)園區(qū)，對園區(qū)的規(guī)劃和布局造成了極大的影響。

3　　結束語

12‰限坡方案雖增加了運輸組織的環(huán)節(jié)，降低了運輸效益，但線路對地形的適應性好，更可節(jié)省高達16 788.33萬元的初期工程投資及降低運營成本，經(jīng)濟性好，故推薦采用12‰限制坡度。

研究表明，選擇合理的限制坡度，不僅能節(jié)省工程投資，而且還可降低運營成本的支出。因此，鐵路工程的建設應結合地形地貌、經(jīng)濟運量、工程規(guī)模及投資、運營費等方面進行分析研究，從而確定合理限制坡度方案?？傊F路限制坡度的選擇是一項綜合性的工作，在選擇限制坡度的過程中，要結合實際情況，全面客觀的分析各種相關因素，使鐵路建成后能更好地滿足運輸生產(chǎn)的需要，為社會的經(jīng)濟發(fā)展服務。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.GB 50090-2006鐵路線路設計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2006.

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［3］ 中華人民共和國鐵道部.GB 50091-2006鐵路車站及樞紐設計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2006.

［4］ 鐵道部第一勘測設計院.鐵路工程技術手冊：線路［M］.北京：中國鐵道出版社，1999.

［5］ 中國鐵路總公司.鐵路技術管理規(guī)程［S］.北京：中國鐵道出版社，2014.

［6］ 張長春.樂清灣港區(qū)鐵路支線限制坡度方案研究［J］.鐵道標準設計，2014（08）：63-68.

［7］ 把奉全.新建環(huán)縣至海源至中川鐵路綜合選線研究［J］.鐵道建筑，2015（2）：92-92.

［8］ 蘭州鐵道設計院有限公司.新建鐵路寧夏棗泉電廠鐵路專用線可行性研究［R］.蘭州：蘭州鐵道設計院有限公司，2013.

U212.32

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.04.020

2016-2-25

邵順昌（1982-），男，漢族，河南鄭州人，大學本科，工程師，主要從事鐵路選線設計工作。