濱州北海石化工業(yè)園貨運通道方案研究

張國虎

(中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司 線路站場設(shè)計院，天津 300308)

濱州北海石化工業(yè)園是山東省濱州市北海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)重點經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域，園區(qū)內(nèi)擁有多家大型企業(yè)，貨物運輸量較大，且以煤炭、金屬礦石、化工品等大宗產(chǎn)品為主，目前園區(qū)內(nèi)貨物主要依靠公路運輸，公路運輸存在嚴重的大氣污染問題。根據(jù)國務(wù)院《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》(國發(fā)[2018] 22號)、生態(tài)環(huán)境部《京津冀大氣污染防治強化措施(2016—2017年)》(環(huán)大氣[2016] 80號)和《京津冀及周邊地區(qū)2017年大氣污染防治工作方案》實施細則等相關(guān)文件，以及山東省新舊動能轉(zhuǎn)換重大工程安排部署要求，加快建設(shè)綠色、環(huán)保、高效的貨物運輸體系的形勢尤顯迫切。北海石化工業(yè)園貨物運輸通道的建設(shè)是對國家、京津冀地區(qū)及山東省環(huán)境保護政策的積極響應(yīng)，同時也是北海經(jīng)濟區(qū)節(jié)約能源、防止污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，在滿足工業(yè)園貨物運輸需要的同時，可以促進北海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)貨物交流，改善經(jīng)濟開發(fā)區(qū)投資環(huán)境，提升經(jīng)濟開發(fā)區(qū)招商引資能力，促進經(jīng)濟開發(fā)區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。

1 濱州北海石化工業(yè)園貨運通道方案影響因素分析

1.1 現(xiàn)狀分析

石化工業(yè)園目前主要作為魏橋集團新材料發(fā)展基地，魏橋集團貨物運輸主要以煤炭和鋁礬土為主。其中，煤炭經(jīng)德大鐵路(黃河涯—大家洼)濱州站換掛機車后，經(jīng)濱港鐵路(小營—濱州港)運輸至東風港站；鋁礬土在濱州港上水后組織小運轉(zhuǎn)列車，經(jīng)濱港鐵路運輸至東風港站。貨物在東風港站貨場裝車后經(jīng)公路運輸至廠區(qū)。石化工業(yè)園貨運通道主要承擔園區(qū)內(nèi)魏橋集團新材料發(fā)展基地的貨物運輸，考慮到新材料發(fā)展基地內(nèi)大功率熱電機組工程對煤炭和鋁礬土運輸需求日益增大，對石化工業(yè)園貨運需求分析預(yù)測，其到達煤炭近期(2030年)為360萬t，遠期(2040年)為360萬t；到達鋁礬土近期(2030年)300萬t，遠期(2040年) 300萬t。盡管如此，仍然存在以下問題。

（1）貨物堆場土地利用問題。目前，煤炭和鋁礬土等貨物主要在東風港站貨場堆場集散[1]，隨著運量的增加，就需要建設(shè)更大規(guī)模的貨物堆場，由于東風港站臨近海洋用地，占用海洋用地將與國家海洋用地開發(fā)政策不符。同時由于貨物露天堆放，對周邊環(huán)境和水土造成一定污染。

（2）公路運輸與環(huán)保政策不符。目前貨物主要依靠公路運輸，但公路運輸存在嚴重的大氣污染問題。《京津冀及周邊地區(qū)2017年大氣污染防治工作方案》實施細則對園區(qū)的發(fā)展規(guī)劃明確提出：嚴格控制機動車排放，重點篩查柴油貨車和高排放汽油車。隨著環(huán)保治理措施的實施，公路運輸受到嚴格限制。

（3）汽車運輸連續(xù)性差。汽車運輸雖然機動靈活，但因其運輸能力小，裝卸車過程耗時耗力，且易受天氣情況和道路狀況影響，隨著遠期運量的增加，將無法滿足貨物的連續(xù)運輸。

1.2 影響因素分析

（1）地形地貌。線路所經(jīng)區(qū)域內(nèi)宏觀地貌單元為濱海平原，地形相對平坦，河流發(fā)育，溝渠密布，沿線分布有大量鹽田，局部為鹽漬化荒地、水塘?？傮w而言，工程所處環(huán)境簡單，地形對工程限制較小。

（2）工程地質(zhì)條件。沿線以第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層、第四系上更新統(tǒng)海陸交互相沉積層為主，局部表覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層。工程所在區(qū)域構(gòu)造環(huán)境在大地構(gòu)造上位于華北斷坳區(qū)內(nèi)的滄縣臺拱以及濟陽坳陷兩大三級構(gòu)造單元的交匯地帶。由于構(gòu)造隱伏較深，對工程影響不明顯。沿線不良地質(zhì)作用主要為地面沉降及地震液化，而且存在填土、軟土、鹽漬土等特殊土，施工時需注意進行地基處理?？傊趨^(qū)域工程地質(zhì)條件一般，無控制方案的活動構(gòu)造和重大不良地質(zhì)作用。

（3）水文地質(zhì)條件。區(qū)域內(nèi)水網(wǎng)密布，地下水主要為第四系孔隙潛水，局部具微承壓性。地表水和地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽、鎂鹽及氯鹽侵蝕性，水位以上環(huán)境土對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽和氯鹽侵蝕性。工程建設(shè)時需注意地表水排水問題，以防引起水害，同時注意保護地方水利設(shè)施，以防堵塞地表徑流而引起水害，并做好路基的防護和基底處理。

（4）工業(yè)園區(qū)規(guī)劃。貨運通道起點位于濱港鐵路東風港站，終點位于濱港鐵路西側(cè)的魏橋集團廠區(qū)，東風港站與廠區(qū)之間為石化工業(yè)園區(qū)規(guī)劃。貨運通道起點、終點應(yīng)分別與東風港站貨場、魏橋集團廠區(qū)合理配套銜接。同時，貨運通道選線時需盡量減小對規(guī)劃園區(qū)的切割，與園區(qū)內(nèi)規(guī)劃道路交叉時需合理選擇跨越位置、跨越角度及跨越方式。

（5）環(huán)境保護。隨著環(huán)保治理措施的實施，公路運輸受到嚴格限制。工業(yè)園區(qū)必須發(fā)展更加綠色環(huán)保、成本較低的貨物運輸體系。運輸方式的選擇需以節(jié)約能源、防止污染為出發(fā)點，符合國家、京津冀地區(qū)及山東省環(huán)境保護相關(guān)政策的要求。

（6）經(jīng)濟。運輸通道應(yīng)在多方案比選的基礎(chǔ)上選擇最優(yōu)的路線方案[2]，路線在保證滿足技術(shù)標準的前提下應(yīng)盡量順直，做到工程量小、造價低、運營費用省。運輸方式在滿足運量、環(huán)保等要求的前提下應(yīng)盡量節(jié)省投資，經(jīng)濟合理。

2 濱州北海石化工業(yè)園貨物運輸通道方案研究

為積極響應(yīng)新形勢下環(huán)保政策提出的調(diào)整運輸結(jié)構(gòu)，發(fā)展綠色交通體系的重要指示，解決目前工業(yè)園貨運系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合貨運通道功能定位、運量預(yù)測及接軌站與廠區(qū)的相對位置，綜合考慮影響貨運通道方案的重要因素，從運輸方式的選擇及線路走向[3]角度研究了管帶運輸[4-5]方案和鐵路專用線[6]方案。其中管帶運輸分別研究北側(cè)進廠方案和東側(cè)進廠方案，鐵路專用線分別研究東風港站北側(cè)接軌方案和南側(cè)接軌方案。線路方案平面圖如圖1所示。

圖1 ?線路方案平面圖Fig.1 Route plan

2.1 管帶運輸方案

管帶運輸可以與東風港站貨場翻車機合理銜接，貨物無需大規(guī)模堆放，避免了對周邊環(huán)境造成污染，同時貨物可以通過管帶進行連續(xù)運輸，極大地提高了運輸效率。通過確定合理的管帶類型、管徑、帶速等工藝參數(shù)，管帶可滿足不同的運量需求，加之管帶具有較好的環(huán)保功能，可以有效解決目前魏橋集團廠區(qū)貨運系統(tǒng)存在的問題。

常用的帶式輸送系統(tǒng)有普通帶式輸送機[4]和圓管帶式輸送機[5]。普通帶式輸送機輸送能力強，輸送距離遠，結(jié)構(gòu)簡單易于維護，能方便地實行程序化控制和自動化操作，但物流運輸敞露，對環(huán)境有一定影響。圓管帶式輸送機可進行水平、垂直及曲線運行，轉(zhuǎn)彎處無轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，在工藝布置上可沿地形靈活布置，物料在輸送過程中完全封閉，真正實現(xiàn)無塵搬運，既減少物料對環(huán)境的污染，也不受外界因素影響，有極好的環(huán)保功能。從減少環(huán)境污染的角度考慮，選擇使用圓管帶式輸送機。管帶各區(qū)段圖如圖2所示。

管帶運輸線路的選擇是一項比較復(fù)雜的設(shè)計工作[7]，與現(xiàn)場條件等諸多因素相關(guān)，需要結(jié)合現(xiàn)有地形和建筑物障礙，從技術(shù)、經(jīng)濟、規(guī)劃、環(huán)保等角度綜合比較后確定最優(yōu)的線路方案。管帶線路技術(shù)標準的選取需考慮與管帶工藝相匹配，選線時需結(jié)合管帶工藝要求，根據(jù)管帶類型、管徑等工藝參數(shù)，確定合理的管帶選線原則及技術(shù)標準。根據(jù)管帶在進入魏橋集團廠區(qū)方向的不同，研究北側(cè)進廠方案和東側(cè)進廠方案。

圖2 ?管帶各區(qū)段圖Fig.2 Each section of the pipe belt

（1）管帶北側(cè)進廠方案。線路自東風港站貨場引出，以管帶高架橋型式向西走行，跨濱港鐵路及規(guī)劃園區(qū)道路后至廠區(qū)北側(cè)，后折向南沿廠區(qū)內(nèi)道路走行至南部煤炭堆場。其中，管帶長6.59 km，投資估算41 311.67萬元。

（2）管帶東側(cè)進廠方案。線路自東風港站貨場引出，以管帶高架橋型式向西穿越規(guī)劃園區(qū)，至廠區(qū)東側(cè)鋁礬土堆場，設(shè)中間轉(zhuǎn)運站后折向南沿廠區(qū)內(nèi)道路走行至南部煤炭堆場。其中，管帶長5.751 km，投資估算39 691.23萬元。

2.2 鐵路專用線方案

鐵路專用線在東風港站接軌，貨物車輛在東風港站進行調(diào)車作業(yè)后，可直達魏橋集團廠區(qū)，其運量可以通過調(diào)整列車對數(shù)來滿足，相比于公路，鐵路在安全、快捷、節(jié)能、環(huán)保上具有十分顯著的優(yōu)勢。鐵路專用線不僅能有效解決目前魏橋集團廠區(qū)貨運系統(tǒng)存在的問題，還是對國務(wù)院《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》提出的“公轉(zhuǎn)鐵”政策的積極響應(yīng)。根據(jù)鐵路專用線在東風港站接軌方向的不同，研究鐵路專用線北側(cè)接軌方案和南側(cè)接軌方案。

（1）鐵路專用線北側(cè)接軌方案。鐵路專用線自東風港站北端接軌，向北并行濱港鐵路行進，線路穿過海岸線之后通過回頭曲線由北轉(zhuǎn)向西南，上跨緯二十六路后向西走行至廠區(qū)北側(cè)設(shè)站。其中，鐵路專用線長6.298 km，另設(shè)廠區(qū)車站通往煤炭堆場的管帶2.968 km，投資估算56 013.4萬元。

（2）鐵路專用線南側(cè)接軌方案。線路自東風港站南端接軌，向南引出后通過回頭曲線由南轉(zhuǎn)向北，至緯二十六路后折向西，并行緯二十六路走行至廠區(qū)北側(cè)設(shè)站。其中，鐵路專用線長6.4 km，另設(shè)廠區(qū)車站通往煤炭堆場的管帶2.968 km，投資估算55 384.5萬元。

2.3 方案比選

管帶運輸方案和鐵路專用線方案均滿足工業(yè)園區(qū)近、遠期貨物運輸需求，均符合環(huán)保要求，可以有效解決目前魏橋集團產(chǎn)區(qū)貨物運輸存在的問題。方案優(yōu)缺點分析如表1所示。進一步對以上4個方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析[8]可知，管帶方案雖然存在運輸品類較單一的缺點，但其相比于鐵路專用線方案具有工程投資較省、運輸效率高、對地基基礎(chǔ)要求較低、工程實施容易等優(yōu)點。管帶北側(cè)進廠方案相比于管帶東側(cè)進廠方案工程投資相差不大，且運輸效率相對較高、對周邊規(guī)劃影響小。因此，研究推薦管帶北側(cè)進廠方案。管帶在東風港站通過翻車機作業(yè)與濱港鐵路相接，形成一種鐵路和管帶系統(tǒng)聯(lián)運的新型運輸方式。

3 結(jié)束語

表1 ?方案優(yōu)缺點分析Tab.1 Analysis of advantages and disadvantages of schemes

濱州北海石化工業(yè)園貨運通道方案的選擇需要通過對不同運輸方式及路線方案的比較，從環(huán)境保護、運量分析、工程投資及地方規(guī)劃等方面進行綜合分析[9]，并遵循經(jīng)濟合理、線路順直、環(huán)境保護、與規(guī)劃相結(jié)合等原則。管帶運輸通道實施后，魏橋集團新材料發(fā)展基地的貨物輸送由公路汽運改為鐵路和管帶系統(tǒng)聯(lián)運。作為一種新型的運輸方式，順應(yīng)了新形勢下的環(huán)保政策和發(fā)展要求，一方面可以有效減輕山東省和京津冀地區(qū)的環(huán)境污染，改善北海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的環(huán)境，提升園區(qū)招商引資能力，促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展；另一方面為山東省內(nèi)建設(shè)綠色、環(huán)保、高效的貨物運輸體系提供實踐支持，為新形勢下工業(yè)園區(qū)貨物運輸方式提供借鑒。