肯尼亞米軌聯(lián)絡(luò)線選線方案研究

曹赫明

摘 要：選線設(shè)計(jì)除需要滿(mǎn)足運(yùn)量外，與所處地區(qū)的地形條件、周邊的鐵路情況息息相關(guān)。由于山區(qū)地形復(fù)雜，選線時(shí)需在充分分析線路限制坡度對(duì)工程投資、施工難度、運(yùn)輸安全等影響因素的基礎(chǔ)上穩(wěn)定線路方案。本文以肯尼亞米軌聯(lián)絡(luò)線鐵路為例，說(shuō)明在選線中限制坡度、工程造價(jià)、運(yùn)營(yíng)組織對(duì)線路方案的影響。

關(guān)鍵詞：工程選線;限坡選線;線路方案

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于肯尼亞西北部，線路自Nairobi至Naivasha標(biāo)軌Naivasha ICD引出后，線路向東北方向前進(jìn)并上跨B3公路后至C88公路西側(cè)后折向西北，與既有米軌鐵路Longonot站相接。線路長(zhǎng)度23.35 km，新建轉(zhuǎn)運(yùn)站一座，橋梁共10座，總長(zhǎng)1.253 km，橋梁比為5.37%。全線共設(shè)車(chē)站2座。

2 影響線路方案的主要因素

影響新建聯(lián)絡(luò)線走向方案的因素主要有以下幾點(diǎn)：

（1）工程范圍內(nèi)，存在B3及C88兩條公路，是肯尼亞西北部的主要干道，交通流量較大。線路在跨越時(shí)應(yīng)采用立交。本次設(shè)計(jì)線路在跨越B3公路時(shí)，預(yù)留公路25 m凈寬要求，采用連續(xù)梁跨越。

（2）工程范圍內(nèi)有一條南北走向的石油管道，該管道為肯尼亞境內(nèi)輸油主管道，管道用地界限30 m，線位跨越時(shí)應(yīng)預(yù)留凈空，平行時(shí)應(yīng)根據(jù)防火要求，合理確定距離。

（3）工程范圍內(nèi)存在多條高壓走廊，等級(jí)為132 kV及400 kV，線路應(yīng)盡量繞避，下穿時(shí)應(yīng)考慮凈空要求。

3 工程選線

本項(xiàng)目新建聯(lián)絡(luò)線工程主要服務(wù)于準(zhǔn)軌Naivasha ICD的貨物由轉(zhuǎn)運(yùn)站換裝，開(kāi)行直達(dá)列車(chē)通過(guò)既有米軌運(yùn)輸至Malaba及烏干達(dá)以遠(yuǎn)地區(qū)的車(chē)流。Naivasha ICD位于在建Nairobi至Malaba標(biāo)軌鐵路一期正線西北側(cè)，與一期鐵路正線呈平行布置。

根據(jù)Naivasha ICD選址以及車(chē)流方向，內(nèi)馬既有米軌鐵路上可供選擇的接軌站為Kijabe、Longonot和Suswa車(chē)站。其中Longonot和Suswa車(chē)站在一個(gè)通道上，Suswa距離Naivasha ICD比Longonot遠(yuǎn)。

3.1 Kijabe接軌方案

Kijabe車(chē)站距Naivasha ICD選址約16.4 km，Kijabe車(chē)站位于裂谷東翼谷壁上，標(biāo)高2 260 m左右，與新建聯(lián)絡(luò)線起點(diǎn)標(biāo)高相差620 m左右，自然縱坡到達(dá)38‰。線路需展線較多，同時(shí)在東翼裂谷谷壁及谷壁隆起地段有多條的斷裂帶，如果從該站接軌不可避免的與大部分?jǐn)鄬酉嘟?，工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)大。

3.2 Longonot接軌方案

Longonot車(chē)站距離Naivasha ICD選址約17 km，位于正北方向，車(chē)站位于裂谷谷底，與Naivasha ICD相對(duì)高差480 m，自然縱坡28‰，地勢(shì)相對(duì)平坦。

3.3 接軌車(chē)站位置示意圖

3.4 推薦意見(jiàn)

綜上所述，Longonot站接軌，能避開(kāi)裂谷區(qū)域大部分?jǐn)嗔褞В刭|(zhì)條件較好，地形相對(duì)簡(jiǎn)單，工程實(shí)施難度小，較Kijabe接軌運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度段，既有線修復(fù)長(zhǎng)度短。本次推薦Longonot接軌方案。

4 限坡選線

線路起自在建內(nèi)羅畢至奈瓦沙標(biāo)軌Naivasha ICD站，從此站北側(cè)新建堆場(chǎng)引出后，線路向東北方向前進(jìn)并上跨B3公路后折向西北與C88公路并行至既有Longonot站相接。因聯(lián)絡(luò)線沿線地勢(shì)起伏較大，自然坡度達(dá)到28‰?？紤]與既有坡度相同，結(jié)合地形條件、機(jī)車(chē)牽引質(zhì)量，研究不同的限坡方案。根據(jù)機(jī)車(chē)類(lèi)型條件，采用GE class機(jī)車(chē)雙機(jī)牽引最大坡度達(dá)到30‰，根據(jù)中國(guó)米軌相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，限制坡度不宜超過(guò)25‰，因此本次研究25‰限坡方案和15‰限坡方案。

4.1 25‰限坡方案（I方案）

線路起自在建內(nèi)羅畢至奈瓦沙標(biāo)軌Naivasha ICD站CK0+000，從此站北側(cè)新建堆場(chǎng)引出后，線路向東北方向前進(jìn)并上跨B3公路后至C88公路西側(cè)后折向西北，與既有修復(fù)米軌鐵路Longongt站相接。線路長(zhǎng)度23.35 km，新建車(chē)站一座，在Longongt增設(shè)補(bǔ)機(jī)點(diǎn)，橋梁一共10座，總長(zhǎng)1.253 km，無(wú)隧道，橋隧比為5.37%。

4.2 15‰限坡方案（II方案）

線路起自在建內(nèi)羅畢至奈瓦沙標(biāo)軌Naivasha ICD站C1K0+000，從此站北側(cè)新建堆場(chǎng)引出后，線路向東北方向前進(jìn)，并上跨B3公路后設(shè)1號(hào)站，出站后向東北方向跨過(guò)C88公路后折向西北，與C88公路并行2 km后折向西跨過(guò)C88公路?？邕^(guò)公路后設(shè)會(huì)讓站，出站后從C88公路西側(cè)走行至既有Longonot站。線路長(zhǎng)度38.7 km，新建車(chē)站2座，橋梁一共20座，總長(zhǎng)2.67 km，無(wú)隧道，橋隧比為6.9%。

4.3 方案比較示意圖

4.4 優(yōu)缺點(diǎn)分析

4.4.1 地形適應(yīng)性分析

由于聯(lián)絡(luò)線沿線地勢(shì)起伏較大，采用II方案，線路長(zhǎng)度38.7 km，線路展線系數(shù)大，與I方案相比，線路增長(zhǎng)約15.35 km，顯然I方案對(duì)地形的適應(yīng)性更好。

4.4.2 兩方案運(yùn)營(yíng)比較

兩方案坡度均較大，從牽引力、牽引質(zhì)量匹配角度分析，I方案需要雙機(jī)牽引1 000 t，而II方案單機(jī)即可滿(mǎn)足牽引1 000 t;從長(zhǎng)大下坡周期制動(dòng)角度分析，考慮空氣和電阻制動(dòng)聯(lián)合制動(dòng)，經(jīng)列車(chē)牽引仿真模擬，I方案采用雙機(jī)牽引可以滿(mǎn)足下坡制動(dòng)要求。同時(shí)通過(guò)對(duì)列車(chē)走行費(fèi)，養(yǎng)護(hù)維修等運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的比較，I方案運(yùn)營(yíng)費(fèi)用比II方案少2 514萬(wàn)元。由于內(nèi)馬既有米軌鐵路為單機(jī)牽引，故I方案在新建段需要進(jìn)行補(bǔ)機(jī)，較II方案運(yùn)營(yíng)組織較為復(fù)雜。

4.4.3 工程地質(zhì)條件

東非大裂谷地質(zhì)條件復(fù)雜，標(biāo)軌鐵路施工就發(fā)現(xiàn)谷底和谷壁存在大量的地裂縫或斷層。線路經(jīng)過(guò)該段區(qū)域盡量短直，避開(kāi)不良地質(zhì)。方案I經(jīng)地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)查看及與地質(zhì)資料對(duì)比，躲開(kāi)了谷底的地裂縫;II方案因展線原因，與地裂縫有幾次交叉。

4.4.4 管線條件

由于線路所經(jīng)地區(qū)有一處石油管線及一條高壓走廊與線位交叉，采用II方案，與石油管線交叉5次、與高壓走廊交叉7次，然而I方案僅與此石油管線及高壓走廊各交叉1此，顯然外部管線對(duì)I方案的影響比II方案小。

4.4.5 優(yōu)缺點(diǎn)分析比較表

4.5 推薦意見(jiàn)

綜上所述，I方案線路長(zhǎng)度短，與公路、高壓走廊及石油管線交叉少，工程地質(zhì)條件較好，投資節(jié)省28 790.36萬(wàn)元，雖然II方案，不需在新建段補(bǔ)機(jī)，運(yùn)營(yíng)組織方便，但與公路、高壓走廊及石油管線多次交叉，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，實(shí)施難度大，工程投資高。綜合考慮，本次推薦I方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

選線應(yīng)從地形條件、工程難易程度、工程造價(jià)等多方面分析，綜合考慮選定最佳方案。本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)限坡、工程和經(jīng)濟(jì)的比選，確定了一條工程投資最小、對(duì)管線影響最小、地形適應(yīng)性最好的線路。

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