淮宿蚌鐵路主要技術(shù)標準方案研究

許兆俊

中鐵上海設(shè)計院集團有限公司，上海 200070

淮北—宿州—蚌埠城際鐵路（簡稱淮宿蚌鐵路）位于安徽省北部，經(jīng)過淮北、宿州、蚌埠三市。該鐵路起自淮蕭聯(lián)絡(luò)線淮北北站，經(jīng)鄭徐高速鐵路銜接徐州樞紐，中間連接規(guī)劃的皖北城際鐵路亳州—蚌埠段、阜陽—淮北段，南端引入蚌埠地區(qū)與京滬、合蚌高速鐵路及規(guī)劃的寧滁蚌城際鐵路銜接［1-5］，線路全長160.978 km?；此薨鲨F路平面如圖1所示。

圖1 淮宿蚌鐵路平面示意

鐵路技術(shù)標準決定線路平縱斷面設(shè)計、土建標準、建設(shè)及運營成本、運營效率及效益等，因此研究淮宿蚌鐵路主要技術(shù)標準具有重要意義。速度目標值是鐵路技術(shù)標準的核心，而最大坡度則直接影響鐵路工程量和投資。速度目標值研究應(yīng)結(jié)合功能定位、客流特點、時間目標值適應(yīng)性、路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配、車站分布適應(yīng)性、工程經(jīng)濟效益等方面綜合確定［6-10］；最大坡度應(yīng)從沿線地勢、列車開行方案等方面分析確定。

1 速度目標值的確定

1.1 功能定位、客流特點對速度目標值的要求

功能定位：淮宿蚌鐵路是皖北地區(qū)城際鐵路網(wǎng)的重要組成部分，是皖北城市群連接合肥都市圈及長三角地區(qū)的便捷通道，是京滬高速鐵路輔助通道的重要組成部分，是促進沿線資源開發(fā)、實現(xiàn)全面小康的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是一條以區(qū)域城際功能為主，兼顧路網(wǎng)功能的高速鐵路。因此，速度目標值不宜低于250 km∕h。

客流特點：淮宿蚌鐵路以服務(wù)中短途城際客流為主，兼顧長途跨線客流。其中，中短途城際客流占比81%～96%，長途跨線客流占比4%～19%。旅客出行目的以公務(wù)、商務(wù)、旅游、探親為主，中高端客流占比較高，對出行的便捷性要求較高。因此，速度目標值宜在250 km∕h及以上。

1.2 時間目標值的確定

出行時間是旅客選擇交通工具的主要考慮因素之一，速度目標值首先應(yīng)滿足時間目標值的需求。

從淮宿蚌鐵路客流特點來看，中高端客流占比較高，旅客對出行時間有一定要求，經(jīng)濟承受能力尚可。

《安徽省十三五鐵路規(guī)劃》提出：進一步加快推進合肥都市圈、皖江城市帶、皖北城市群城際鐵路建設(shè)，形成以合肥為中心，聯(lián)系全省主要城市的快速城際客運網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)都市圈內(nèi)部1～2 h交通圈，支撐安徽省“一圈一帶一群”城鎮(zhèn)空間布局，引導新型城鎮(zhèn)化發(fā)展。因此，淮宿蚌鐵路的速度標準應(yīng)滿足都市圈的1～2 h交通出行時間要求。

淮北—蚌埠、淮北—合肥區(qū)間目前旅客出行主要交通方式為鐵路、公路。各種交通方式旅客出行時間和時間目標值對比見表1。

表1 各種交通方式旅客出行時間和時間目標值對比

旅客選擇高速鐵路出行須通過淮蕭聯(lián)絡(luò)線、鄭徐高速鐵路經(jīng)徐州東轉(zhuǎn)京滬高速鐵路，運輸路徑較曲折，出行成本較高、時間較長；選擇普速鐵路出行時間長；選擇公路出行時間長，但機動靈活。因此，為體現(xiàn)淮宿蚌鐵路在市場運營中的競爭力，有效吸引客流并占據(jù)未來客運市場中的主導地位，區(qū)域內(nèi)客流出行時間應(yīng)較現(xiàn)有高速鐵路適當縮減，較普速鐵路及公路大幅縮減。所以，本線淮北—蚌埠的時間目標值宜控制在1 h以內(nèi)，淮北—合肥的時間目標值宜控制在2 h以內(nèi)。

綜上所述，考慮客流特點、旅客對出行時間的要求、皖北地區(qū)城際鐵路網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃、市場競爭力等因素，淮宿蚌鐵路全線時間目標值宜控制在1 h以內(nèi)。

1.3 速度目標值比選

根據(jù)功能定位和客流特點對速度目標值的要求，結(jié)合區(qū)域路網(wǎng)高速鐵路速度目標值，對淮宿蚌鐵路速度目標值按250 km∕h、250 km∕h預留350 km∕h（有砟）、350 km∕h三個方案進行比選。

三個方案的主要差別在于速度目標值及工程經(jīng)濟效益，故時間目標值適應(yīng)性、路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配、車站分布適應(yīng)性這三項僅比較250 km∕h和350 km∕h兩個方案。

1.3.1 時間目標值適應(yīng)性

不同速度目標值方案本線大站停列車所需出行時間對比見表2?？芍核俣饶繕酥?50 km∕h方案可滿足淮北—合肥時間目標值要求，但無法滿足本線范圍內(nèi)淮北—蚌埠時間目標值要求；速度目標值350 km∕h方案可滿足時間目標值要求，且較250 km∕h方案出行時間節(jié)省約12.4 min。

表2 不同速度目標值方案所需出行時間對比

1.3.2 路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配

淮宿蚌鐵路作為皖北地區(qū)城際鐵路網(wǎng)及京滬高速鐵路輔助通道的重要組成部分，跨線客流占比較大，約占總客流的86%～92%。因此，本線速度目標值應(yīng)與相鄰路網(wǎng)內(nèi)互通的高速鐵路相匹配。

研究年度（分為近期和遠期，分別指項目交付運營后第10年和第20年）區(qū)域路網(wǎng)與本線有跨線交流的高速鐵路主要有鄭徐高速鐵路、徐連高速鐵路、徐宿淮鹽高速鐵路、商合杭高速鐵路、皖北城際鐵路、合蚌高速鐵路、京滬高速鐵路、寧滁蚌城際鐵路等。其中，淮蕭聯(lián)絡(luò)線、徐宿淮鹽高速鐵路速度目標值均為250 km∕h；皖北城際鐵路、寧滁蚌城際鐵路速度目標值均在250 km∕h以上，且可能與本線速度目標值保持一致；其余鐵路的速度目標值均為350 km∕h?？紤]與相鄰高速鐵路的銜接匹配，350 km∕h方案路網(wǎng)適應(yīng)性更好。相鄰路網(wǎng)高速鐵路速度目標值見圖2。

圖2 相鄰路網(wǎng)高速鐵路速度目標值

1.3.3 車站分布適應(yīng)性

同一速度目標值在不同站間距下的達速比（列車在區(qū)間達到最高運行速度的行駛距離占該區(qū)間長度的比例）［11］尤為重要。在滿足時間目標值要求的前提下達速比宜在50%左右。根據(jù)沿線城鎮(zhèn)和經(jīng)濟據(jù)點分布情況，淮宿蚌鐵路設(shè)6個車站，平均站間距32.89 km。自淮北地區(qū)既有淮北北站引出并新建淮北西站。根據(jù)地區(qū)車站分工，淮北西站為淮北地區(qū)主客站，辦理本線全部始發(fā)終到列車及通過列車作業(yè)。因此，本次車站分布適應(yīng)性主要分析淮北西站—蚌埠南站區(qū)段。不同速度目標值方案達速比對比見表3?？芍?，速度目標值350 km∕h方案大站停列車達速比為53%，滿足達速比50%要求。250 km∕h方案達速比過高，與車站分布不匹配，未能充分發(fā)揮高速優(yōu)勢?？紤]本線跨線客流占比較大，大站停列車開行比例較高，故本線速度目標值采用350 km∕h更合適。

表3 不同速度目標值方案達速比對比

1.3.4 工程經(jīng)濟效益

三個方案投資差異主要體現(xiàn)在靜態(tài)投資方面，動態(tài)投資部分（機車車輛購置費、流動資金、貸款利息）差異微小，故本文僅對比靜態(tài)投資。三個速度目標值方案的主要工程數(shù)量和靜態(tài)投資對比見表4。

表4 三個速度目標值方案主要工程數(shù)量和靜態(tài)投資對比

由表4可得，350 km∕h方案較250 km∕h、250 km∕h預留350 km∕h方案靜態(tài)投資分別增加約19.4、5.9億元，增幅分別為9.04%、2.75%。

采用不同速度目標值產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不同，主要體現(xiàn)在運量、運營成本、運價等方面。一般來說，速度等級越高，投資越大，對長距離客流的吸引力越大。運營成本增加，運價也相應(yīng)提高。

不同速度目標值方案效益對比見表5?？梢姡?個方案中350 km∕h方案效益最優(yōu)，其財務(wù)內(nèi)部收益率0.48%，經(jīng)濟內(nèi)部收益率10.58%。

表5 不同速度目標值方案效益對比

1.4 速度目標值推薦意見

350 km∕h速度目標值方案符合淮宿蚌鐵路功能定位，滿足時間目標值要求，與區(qū)域現(xiàn)有交通方式相比有較強的競爭力；與全線車站分布和區(qū)域路網(wǎng)跨線鐵路速度目標值相匹配，符合我國高速鐵路發(fā)展趨勢；雖較250 km∕h方案、250 km∕h預留350 km∕h方案分別增加投資9.04%、2.75%，但對客流吸引能力增強，且票價較高，綜合效益最好。故本次研究推薦采用速度目標值350 km∕h方案。

2 最大坡度的確定

淮宿蚌鐵路沿線地勢平坦開闊，設(shè)計高程主要受跨線鐵路、公（道）路和河流的通航凈空要求控制。

淮宿蚌鐵路為高速鐵路，開行列車均為動車組，牽引性能優(yōu)越，陡坡地段快起快停、動能闖坡持續(xù)運行性能好，對坡度適應(yīng)能力強。本線與相鄰的鄭徐、合蚌等高速鐵路之間開行大量跨線列車，相鄰線最大坡度均為20‰，故淮宿蚌鐵路最大坡度推薦采用20‰，以便與相鄰線較好匹配。

3 結(jié)論

本文首先從功能定位、客流特點提出250 km∕h、250 km∕h預留350 km∕h（有砟）、350 km∕h三個速度目標值方案，然后從時間目標值適應(yīng)性、路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配、車站分布適應(yīng)性、工程經(jīng)濟效益四個方面比選出速度目標值較優(yōu)方案；再從沿線地勢、列車開行方案、與相鄰線的匹配等方面確定最大坡度。經(jīng)綜合比選，速度目標值取350 km∕h、最大坡度取20‰時路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配性好，綜合效益佳。

目前，淮宿蚌鐵路已開工建設(shè)，最終采用的技術(shù)標準方案為：速度目標值350 km∕h，雙線線間距5 m，最小曲線半徑7 000 m（困難地段5 500 m），最大坡度20‰。