遼陽至本溪鐵路電氣化改造方案研究

季海波

（沈陽鐵道勘察設(shè)計院有限公司 線路運(yùn)輸設(shè)計所，遼寧 沈陽 110013）

遼陽至本溪鐵路電氣化改造方案研究

季海波

（沈陽鐵道勘察設(shè)計院有限公司 線路運(yùn)輸設(shè)計所，遼寧 沈陽 110013）

在闡述遼陽至本溪鐵路現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合遼陽至本溪鐵路線路條件、貨物流向、既有車站布局、本溪鐵路樞紐總規(guī)劃等因素，針對安平至本溪段線路現(xiàn)狀提出甲乙線現(xiàn)狀電氣化改造、乙線增建二線電氣化改造2個方案，從運(yùn)輸組織、征地和拆遷、工程數(shù)量及投資、利用既有設(shè)備情況、工程實施難易程度等方面進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析比選，推薦采用甲乙線現(xiàn)狀電氣化改造方案。

遼溪線；電氣化；方案；研究

遼陽至本溪鐵路 (以下簡稱“遼溪線”) 位于遼寧省中部，西起遼陽市，東至本溪市，全長 72.054 km，是沈 (陽) 大 (連) 線和沈 (陽) 丹 (東) 線的聯(lián)絡(luò)線。遼陽—本溪為下行方向，遼陽—新寒嶺為雙線45.977 km，新寒嶺—本溪按甲乙線使用，甲線 (新寒嶺—本溪) 26.073 km；乙線 (新寒嶺—福金) 24.684 km。由于遼陽—安平段線路全長 36.958 km，平面曲線半徑均不小于 800 m，并且大多數(shù)曲線半徑大于 1 200 m，直線段占該段線路長度的 76.7%，線路平面條件好，旅客列車運(yùn)行速度可以達(dá)到 120 km/h，上、下行線路坡度不大于 6‰，電氣化改造后牽引質(zhì)量可以達(dá)到5 000 t。此外，遼陽站、安平站到發(fā)線有效長度均為1 050 m，路基、橋梁、隧道線路條件較好，既有雙線格局可以滿足運(yùn)輸能力和運(yùn)輸組織需求，實行雙線電氣化改造即可。因此，針對安平—本溪段線路電氣化改造方案進(jìn)行重點(diǎn)研究。

1 遼溪線現(xiàn)狀

（1）既有安平—新寒嶺段。既有安平—新寒嶺區(qū)間為雙線，線路長度為 9.019 km。下行線曲線半徑小于 550 m 有 6 處，長度 1.929 km，占線路長度的 21.38%；線路坡度大于 12% 的坡段長度為 4.63 km。上行線曲線半徑小于 550 m 有 5 處，長度 1.587 km，占線路長度的 17.57%；線路坡度12‰＜i≤15‰，坡段長度為 5.336 km，占線路長度的 59.07%。因此，安平—新寒嶺旅客列車行車速度較低，線路條件較差，縱斷面大于 12‰ 的坡占比較大，相對陡峻。

（2）甲線新寒嶺—北臺段。甲線新寒嶺—北臺區(qū)間線路長度 13.742 km，曲線半徑小于 550 m 有 12處，長度 3.993 km，占線路長度的 29.06%；最大坡度 17.5‰，6‰＜i≤12‰ 的坡段長 5.599 km，占線路長度的 40.47%；12‰＜i≤15‰ 的坡段長 2.03 km，占線路長度的 14.77%。北臺—本溪區(qū)間線路長度 12.331 km，曲線半徑小于 550 m 有 16 處，長度5.146 km，占線路長度的 41.73%；最大坡度 16.2‰，6‰＜i≤12‰ 的坡段長 4.29 km，占線路長度的 34.79%；12‰＜i≤15‰ 的坡段長 3.89 km，占線路長度的 31.55%。

（3）乙線新寒嶺—金家堡段。乙線新寒嶺—金家堡段 17.245 km，曲線半徑小于 550 m 有 8 處，長度 2.918 km，占線路長度的 16.92%；最大坡度14.7‰，6‰＜i≤12‰ 的坡段長 7.797 km，占線路長度的45.21%；12‰＜i≤15‰ 的坡段長 1.85 km，占線路長度的 10.73%。

（4）既有金家堡—本溪段。既有金家堡—本溪區(qū)間線路長度為 7.439 km，線路數(shù)目為單線。乙線曲線半徑小于 550 m 有 2 處，長度 1.128 km，占線路長度的 15.16%，線路平面條件一般?？v斷面坡度 6‰＜i≤12‰ 的坡段長 2.93 km，占線路長度的 39.39%；12‰＜i≤15‰ 的坡段長 1.0 km，占線路長度的13.44%，縱斷面相對陡峻。

（5）遼陽—安平段。沈大線和遼溪線遼陽—安平牽引定數(shù)均為 5 000 t，從優(yōu)化行車組織角度考慮該段牽引質(zhì)量宜為 5 000 t，并且本溪鋼鐵 (集團(tuán)) 有限責(zé)任公司冷軋高強(qiáng)鋼改造工程正準(zhǔn)備對金家堡站進(jìn)行改建，改建后車站設(shè)到發(fā)線 4 條 (含正線)，有效長度為1 050～1 243 m，可以滿足 5 000 t 接發(fā)車需要。

（6）安平—寒嶺段。從既有線平、縱斷面條件分析，安平—寒嶺既有縱坡大部分大于 6‰，越嶺段地面自然坡度較大，落坡改建采用單機(jī)牽引的可能性不大，采用加力牽引方案更加經(jīng)濟(jì)合理，而既有線最大坡度基本小于 15‰，現(xiàn)狀電氣化改造后雙機(jī)牽引可以運(yùn)行 5 000 t 的貨物列車。

2 安平至本溪段線路電氣化改造方案研究

綜合考慮區(qū)域貨物流向、既有車站布局、本溪鐵路樞紐總規(guī)劃[1]等因素，提出甲乙線現(xiàn)狀電氣化改造(方案Ⅰ)、乙線增建二線電氣化改造 (方案Ⅱ) 2 個方案如下。

2.1 甲乙線現(xiàn)狀電氣化改造方案 (方案Ⅰ)

遼溪線出安平站后雙線現(xiàn)狀電氣化改造至新寒嶺站，乙線出新寒嶺后經(jīng)金家堡站過福金隧道后電氣化改造至沈丹線的福金站。甲線經(jīng)北臺站、專組車場電氣化改造至沈丹線的本溪站。該方案有3座隧道需要原位擴(kuò)孔，遼溪甲線北臺—本溪需要封閉線路施工，施工期間安平—本溪間的貨物交流改由遼溪乙線承擔(dān)，經(jīng)測算施工過渡期間乙線各區(qū)間通過能力均能滿足運(yùn)輸要求，線路具體改建及掛網(wǎng)情況如圖 1 所示。

乙線現(xiàn)狀電氣化改造后可以滿足 HXD機(jī)車單機(jī)牽引 2 500 t 要求，部分到達(dá)本溪直通車流雙機(jī)牽引5 000 t，方案Ⅰ丹東方向到達(dá)北臺站的直通車流仍然需要經(jīng)本溪站折角進(jìn)入北臺站。

圖1 現(xiàn)狀電氣化改造方案(方案Ⅰ)平面示意圖

2.2 乙線增二線電氣化改造方案 (方案Ⅱ)

線路出安平站后雙線電氣化改造至 K55+700處，下行方向自甲線 JK55+700 處改建接引入乙線YK57+100 處，拆除甲線 K55+700 至北臺站間的區(qū)間線路；上行方向在乙線 YK55+700 處利用既有乙線線位前行至 K56+500 后新建線路，穿越新榆樹林隧道后至 YK58+400 處在既有乙線右側(cè)與其并行引入金家堡站。線路出金家堡站后單線向沈丹線福金站電氣化改造貫通。北臺站至金家堡站新建聯(lián)絡(luò)線 1 條，北臺—本溪間的甲線段落維持現(xiàn)狀，線路具體改建方案如圖 2 所示。

方案Ⅱ可以滿足遼陽—本溪間開行 5 000 t 列車要求，新建金家堡—北臺聯(lián)絡(luò)線開行 2 500 t 列車，北臺站到發(fā)車流均到達(dá)金家堡站，經(jīng)金家堡站減軸或補(bǔ)軸發(fā)往北臺站或路網(wǎng)[2]。

2.3 方案比選

圖2 乙線增二線電氣化改造方案(方案Ⅱ)平面示意圖

從運(yùn)輸組織、線路通過能力、征地和拆遷情況、工程量及工程投資、利用既有設(shè)備情況和工程實施難易程度等方面對方案Ⅰ、方案Ⅱ2 個方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析比選。

（1）運(yùn)輸組織。在運(yùn)輸組織模式上方案Ⅰ和方案Ⅱ各有優(yōu)缺點(diǎn)，方案Ⅰ具有遼陽方向到達(dá)本溪直通貨物列車運(yùn)行距離短的優(yōu)點(diǎn)，雖然增強(qiáng)運(yùn)輸能力，但運(yùn)輸模式仍然維持現(xiàn)有模式，北臺站到發(fā)車流仍然需要在本溪站或安平站進(jìn)行增減軸作業(yè)，不能實現(xiàn)大宗貨物直通運(yùn)輸[3]，甲線隧道擴(kuò)孔施工期間需要封閉線路，甲線車流需要分流至乙線，增加運(yùn)輸組織難度。方案Ⅱ的線路通過能力比方案Ⅰ大，可以實現(xiàn)牽引質(zhì)量與相鄰線相協(xié)調(diào)[4]，便于分流路網(wǎng)中相鄰干線的通過車流，提高運(yùn)輸效率，但安平至金家堡間 5 000 t列車需要雙機(jī)牽引，機(jī)車折返占用區(qū)間，降低區(qū)間通行能力。

（2）征地和拆遷。方案Ⅰ新征用地 96 186 m2，拆遷建筑物 43 870 m2；方案Ⅱ新征用地 265 331m2，拆遷建筑物 48 300 m2；方案Ⅰ比方案Ⅱ節(jié)約用地169 145 m2，少拆遷 4 430 m2。

（3）工程數(shù)量及投資。方案Ⅰ鋪軌 1.56 km，路基土石方 19.46 萬 m3，改建隧道 3 座，計 2 030 延長米，工程投資 51 983.17 萬元。方案Ⅱ鋪軌 11.07 km，路基土石方 50.00 萬 m3，新建特大橋 1 座，1 260 延長米；中橋 1 座，50 延長米；新建隧道 1 座，520 延長米，改建隧道 1 座，355 延長米，工程投資 58 664.53萬元。方案Ⅰ比方案Ⅱ工程數(shù)量小，投資少 6 681.36萬元。

（4）利用既有設(shè)備情況。方案Ⅰ較好地利用了既有設(shè)備[5]，線路和站場設(shè)備均不需要改造[6]；方案Ⅱ需要拆除新寒嶺—北臺間 2 km 線路，而且金家堡站與北臺站間新建聯(lián)絡(luò)線需要改建北臺站和金家堡站，從而帶來站場和信號設(shè)備的較大改造。

（5）工程實施難易程度。方案Ⅰ工程實施非常簡單方便；而在方案Ⅱ中，乙線需要增建二線，金家堡站和北臺站間需要新建聯(lián)絡(luò)線銜接，受高速公路匝道、沈環(huán)公路、220 kV 變電所及制藥廠等多處建筑物制約，征拆工程量大，工程實施難度較大。

綜上所述，既有線方案Ⅰ具有充分利用既有設(shè)備、線路改建少、征拆工程少、工程投資節(jié)省等特點(diǎn)，電氣化改造掛網(wǎng)后雖然存在甲線北臺—本溪線路需要封閉施工，北臺站本溪方向車流需要經(jīng)乙線折角運(yùn)輸[6-7]等問題，但綜合 2 個方案的可實施性及社會經(jīng)濟(jì)效益等因素考慮，推薦采用方案Ⅰ，即甲乙線現(xiàn)狀電氣化改造方案。

3 結(jié)束語

在綜合考慮遼溪線線路條件、貨物流向、車站布局等因素的基礎(chǔ)上提出遼溪線電氣化改造方案，并且通過方案比選推薦采用甲乙線現(xiàn)狀電氣化改造方案[8]。在遼溪線電氣化改造完成后，區(qū)域路網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將得到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，鐵路的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)將得到充分發(fā)揮，沿線地區(qū)與外部的人員物資交流更加便利，這對優(yōu)化運(yùn)輸組織和資源配置、延長機(jī)車交路、減少沿線樞紐由于換掛機(jī)車作業(yè)造成的到發(fā)線能力緊張，保障遼溪線與前后方通路的暢通，方便客貨運(yùn)輸組織，降低鐵路運(yùn)營成本，提高鐵路運(yùn)輸競爭力具有重要作用，也是貫徹國家能源政策、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展、推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的需要，而且遼溪線電氣化改造方案還需要結(jié)合本溪鐵路樞紐總圖規(guī)劃方案做好進(jìn)一步調(diào)整。

[1] 呂建軍. 鐵路樞紐規(guī)劃與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2005，27 (10)：4-5. LV Jian-jun. Coordination of Railway Hub Planning and Urban Planning[J]. Railway Transport and Economy，2005，27(10)：4-5.

[2] 謝志平. 遼西路網(wǎng)電氣化改造的思考[J]. 鐵道貨運(yùn)，2015，33 (2)：25-29. XIE Zhi-ping. Thoughts on Electrification Upgrading of Liaoxi Railway Network[J]. Railway Freight Transport，2015，33 (2)：25-29.

[3] 鮑雪銀，季海波. 田師府鐵路地區(qū)站場布局方案研究[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2014，36(4)：15-18. BAO Xue-yin，JI Hai-bo. Study on Program of StationYard Distribution in Tianshifu Railway Area[J]. Railway Transport and Economy，2014，36(4)：15-18.

[4] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路線路設(shè)計規(guī)范：GB 50090—2006[S]. 北京：中國計劃出版社，2006：3.

[5] 胡長春. 淺談鐵路的電氣化改造工程[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009(22)：69-70. HU Chang-chun. Introduction to the Railway Electrification Transformation Project[J]. Science and Technology Innovation Herald，2009(22)：69-70.

[6] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范：GB 50091—2006[S]. 北京：中國計劃出版社，2006：2.

[7] 鐵道部第四勘察設(shè)計院. 鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊：站場及樞紐[M]. 北京：中國鐵道出版社，2004.

[8] 鐵道第三勘察設(shè)計院有限公司. 遼陽至本溪鐵路電氣化改造工程[R]. 天津：鐵道第三勘察設(shè)計院有限公司，2015.

責(zé)任編輯：吳文娟

Study on Program of Electrification Reconstruction of Liaoning-Benxi Railway

JI Hai-bo

(Track and Transport Design Institute, Shenyang Railway Survey and Design Institute Co., Ltd., Shenyang 110013, Liaoning, China)

Based on expounding status of Liaoyang-Benxi railway, combining with factors of the railway including track condition, direction of freight flow, layout of existing station and general planning of Benxi railway hub, targeting with status of Anping-Benxi railway section, this paper puts forward 2 programs of electrification reconstruction, which are the electrification reconstruction of Line A and Line B with status quo and the electrification reconstruction of the added second line (liaison line) of Line B. From the aspects of transport organization, land requisition and demolition, engineering number and investment, status of utilized existing equipments and difficulty of engineering implementation, the paper makes analysis and comparison on advantages and disadvantages of the 2 programs, and then, the program of electrification reconstruction of Line A and Line B with status quo is recommended.

Liaoning-Benxi Railway; Electrification; Program; Study

1004-2024(2016)01-0054-04

U227.8

B

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2016.01.12

2016-01-04

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技項目(2014-k5-005)