新建嵐山疏港鐵路接軌方案研究

任自志

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司濟南設(shè)計院,濟南 250022)

目前,我國鐵路建設(shè)正處于快速發(fā)展時期,在鐵路項目設(shè)計過程中,新建鐵路接軌方案的選擇也十分重要,方案的優(yōu)劣對項目合理性、工程投資、路網(wǎng)布局以及所在城市的經(jīng)濟發(fā)展都有重大影響。

針對新建鐵路接軌方案,許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)探討。劉超采用層次分析和模糊綜合評價相結(jié)合的方法,建立新建鐵路接軌方案評價體系[5];侯磊闡述中蘭客運專線和蘭州西站現(xiàn)狀,結(jié)合蘭州西站車場布置及高速場和普速場之間跨線聯(lián)絡(luò)線設(shè)置條件,提出中蘭客運專線引入蘭州西站的多個比較方案[6];李耐振等通過研究主要貨流方向、接軌站條件、工程費及運營費、城市規(guī)劃等諸多因素,對線路接軌方案進(jìn)行研究,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比選,最終確定合理的接軌方案[7-10];范俊懷認(rèn)為地區(qū)引入方案應(yīng)充分考慮工程投資、通道的完整性、功能定位、與城市規(guī)劃的結(jié)合、環(huán)境影響、地形地質(zhì)條件等因素,使實施方案技術(shù)經(jīng)濟合理,綜合社會效益最佳[11]。

以下借鑒相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)論,采用“先整體,后局部,再細(xì)部”的研究思路,對新建嵐山疏港鐵路接軌方案進(jìn)行研究[12-15]。

新建嵐山疏港鐵路位于山東省日照市,線路經(jīng)過日照市嵐山區(qū)、東港區(qū)。本線擬于瓦日線接軌,跨越瓦日線后并行于青連鐵路西側(cè),跨越省道S341、青連鐵路、巨峰河、沈海高速公路、國道G204、臨鋼路疏港大道、龍王河、化工大道后,并行于坪嵐線北側(cè)至嵐山港站,線路自北向南先后連接山鋼日照精品鋼基地鐵路專用線、嵐橋港鐵路專用線,坪嵐鐵路。線路正線全長34.567km,疏解線全長4.283km,坪嵐聯(lián)絡(luò)線1.417km。嵐山疏港鐵路后方與兗石鐵路、膠新鐵路、瓦日鐵路通道等路網(wǎng)干線溝通,是支撐嵐山港區(qū)建設(shè)發(fā)展的重要疏港通道,見圖1。

圖1 線路走向示意

1 地區(qū)鐵路概況

目前,區(qū)域內(nèi)新石線、瓦日線在境內(nèi)呈“X”形交叉,膠新線在日照西側(cè)穿境而過,坪嵐鐵路作為新石線支線引入嵐山港區(qū),青連鐵路在境內(nèi)貫穿南北,魯南高鐵在日照境內(nèi)東西向穿過,見圖2。

圖2 日照地區(qū)鐵路現(xiàn)狀示意

2 貨物運量與運輸組織

2.1 貨物運量

本線辦理貨運業(yè)務(wù)的車站有山鋼站、嵐山港站。其中,山鋼站主要服務(wù)于山鋼集團(tuán)日照精品鋼基地,預(yù)留其專用線接軌條件,研究年度到達(dá)量為初、近期810萬t,遠(yuǎn)期1525萬t,主要為煤炭、廢舊鋼材;發(fā)送量為初、近期80萬t、遠(yuǎn)期180萬t,主要為成品鋼材。嵐山港站與嵐橋港既有專用線相連,主要服務(wù)于嵐橋港,發(fā)送量初期1615萬t、近期2040萬t、遠(yuǎn)期2190萬t,發(fā)送貨物主要為鐵礦石、原油、成品油、鋁礬土、鎳礦、木材、鋼材、集裝箱等,到達(dá)量分別為115萬t、135萬t,遠(yuǎn)期200萬t,到達(dá)貨物主要為集裝箱、成品油和鋼材,見表1。

表1 各站分品類到發(fā)貨運量 萬t

2.2 運輸組織

本線上行為重車方向,主要貨物為嵐橋港發(fā)送的鐵礦石、原油、成品油、鎳礦、非金屬礦石、鋼鐵、集裝箱;日鋼發(fā)送的鋼材;下行為輕車方向,主要貨物為日鋼、山鋼精品鋼基地到達(dá)的煤炭、焦炭等。

對于煤炭、焦炭、原油、成品油、鎳礦、鐵礦石、鋼鐵等大宗貨物,應(yīng)盡量組織直達(dá)直通列車、 整列運輸,卸后空車考慮代用;如不能代用,則排往嵐山港站或原路返回,其余車流通過組織小運轉(zhuǎn)列車運輸。直達(dá)列車開行方案見表2。

表2 直達(dá)列車開行方案

3 接軌方案比選

3.1 接軌鐵路選擇

(1)新石線

新石線位于山東省南部,西起新鄉(xiāng),穿越臨沂市,東至日照。新石線功能定位為客貨共線,以貨為主,隨著魯南高鐵的建成,新石線貨運比例將進(jìn)一步加大。該線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):國鐵Ⅰ級,雙線電氣化鐵路,設(shè)計行車速度120km/h。該線通達(dá)性較好,分別與京廣線、京九線、京滬線、膠新線、瓦日線交匯。與侯月太焦、南同蒲線形成晉煤外運的重要通道,同時也是日照港主要的疏港干線。

(2)瓦日線

瓦日線是連接我國東西部的重要煤炭資源運輸通道,國鐵Ⅰ級,雙線電氣化鐵路,行車速度為120km/h,滿足萬噸列車運行條件。相較于新菏兗日通道,山西長治、臨汾、河南安陽、河北南部地區(qū)貨流經(jīng)瓦日線徑路更為便捷,是晉煤外運的重要通道,同時也是日照港主要的疏港干線。在山東地區(qū),瓦日線與京九線、京滬線僅有西與南向間聯(lián)絡(luò)線,本線貨流到發(fā)于魯南、江蘇地區(qū)的貨流存在折角。

(3)坪嵐線

坪嵐線是日照地區(qū)貨物疏港通道,單線,接軌于新石線鐵牛廟站,經(jīng)汾水鎮(zhèn)至嵐山站,正線全長33.8km。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):國鐵Ⅲ級,單線內(nèi)燃鐵路,牽引質(zhì)量5000t。該線在鐵牛廟站與新石線接軌,進(jìn)而連通國家鐵路干網(wǎng)。坪嵐線標(biāo)準(zhǔn)較低,基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,路港設(shè)施不配套,小半徑曲線較多,線路運營條件較差,鐵牛廟站交接能力緊張,不能適應(yīng)設(shè)計年度運量增長的需要。

(4)青連線

青連線的主要功能定位為以客為主,兼顧疏港、城際的鐵路運輸功能。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):國鐵I級,雙線,電力牽引。青連線在研究區(qū)域內(nèi)具備接軌條件的車站主要有嵐山西站和奎山站。青連線在日照地區(qū)通過奎山站與新石線和瓦日線聯(lián)通,由于本線車流主要自奎山站南端咽喉進(jìn)出,無論自青連線奎山站或嵐山西站接軌,若通過青連線與新石線、瓦日線交流,均需要在奎山站折角,研究年度奎山站為四線格局,本線的引入將引起較多的正線切割。

青連線在青島地區(qū)通過與膠濟通道連通進(jìn)而輻射魯北、魯西北及河北中部地區(qū)。本項目主要發(fā)送鐵礦石、石油及到達(dá)煤炭,主要與魯南、江蘇、河北、河南、山西、陜西地區(qū)進(jìn)行貨物交流,與青連線輻射范圍重疊區(qū)域較少,勢必引起長距離的繞行。此外,根據(jù)前述分析,新增疏港貨物列車近期23.5對/d,遠(yuǎn)期28對/d,對青連線能力有較大的占用,與其以客運功能為主的快運鐵路功能定位不符,也不利于路網(wǎng)的優(yōu)化。

綜上,本次研究對瓦日線、新石線接軌方案進(jìn)行比選。

3.2 接軌車站選擇

結(jié)合瓦日線、新石線的車站分布、貨流方向、線路走向等因素,可能的接軌車站有瓦日線文疃站、日照南站,新石線鐵牛廟站、巨峰站、奎山站。

從運輸組織、疏港通道的便利性及多樣性、工程投資等角度看,文疃站接軌疏港通道單一,工程投資大,實施困難;日照南站及新石線奎山站接軌運輸組織不便,存在折角運輸,車站改造工程量大,實施困難;巨峰站為新石線、瓦日線兩線交匯車站,運輸組織復(fù)雜,咽喉區(qū)通過能力緊張,車站上下行側(cè)各有一條到發(fā)線,到發(fā)線能力緊張,且車站站坪坡度大于1‰,既有車站到發(fā)線有效長為1700m,增加上行到發(fā)線時,需拆除既有站臺及站房,造成較大的廢棄工程。故本次研究了鐵牛廟站接軌坪嵐復(fù)線方案、鐵牛廟站接軌新建單線方案、瓦日線設(shè)高興線路所接軌方案、新石線新建高興站接軌方案。

(1)鐵牛廟地區(qū)接軌方案

①坪嵐復(fù)線方案

復(fù)線自新石線鐵牛廟站引出,下穿新石線、省道S341后跨越繡針河,并行于既有坪嵐鐵路左側(cè),左線并行地段長度為4.267km;坪嵐鐵路增設(shè)復(fù)線根據(jù)擬實施管廊的位置調(diào)整左右側(cè),增設(shè)復(fù)線至終點站嵐山站,新建復(fù)線31.43km,投資約18.5億元。本方案需改建日鋼專用線5.15km,新建山鋼支線9.56km,預(yù)留山鋼專用線2.72km,見圖3。

圖3 日鐵牛廟站接軌坪嵐復(fù)線方案平面示意

②新建單線方案

新建單線自新石線鐵牛廟站引出,下穿新石線、省道S341后跨越繡針河,并行于既有坪嵐鐵路左側(cè),于既有汾水鎮(zhèn)站北側(cè)設(shè)汾水站,末端設(shè)嵐山港站連通既有嵐橋港專用線及坪嵐鐵路,新建正線長28.67km,投資約20.3億元。本方案需改建日鋼專用線2.75 km,新建山鋼支線9.56km,預(yù)留山鋼專用線2.72km,見圖4。

圖4 鐵牛廟站接軌新建單線方案平面示意

③優(yōu)缺點分析

鐵牛廟站接軌方案的優(yōu)缺點見表3。

表3 鐵牛廟站接軌方案優(yōu)缺點分析

綜上所述,無論是鐵牛廟接軌復(fù)線方案還是單線方案,都滿足日照地區(qū)規(guī)劃。但隨著公轉(zhuǎn)鐵政策實施,日照港、董家口港鐵路集疏港運量大幅增長,新石線通道區(qū)間能力緊張,同時受兗州北站及臨沂站能力的影響,新石線難以適應(yīng)日照嵐山疏港鐵路的運輸需求,且本線通過京滬、京九、京廣線轉(zhuǎn)至瓦日線運輸亦無法實現(xiàn)。故本次研究不采用鐵牛廟接軌方案。

(2)高興地區(qū)接軌方案

高興地區(qū)研究了瓦日線設(shè)高興線路所接軌方案、新石線新建高興站接軌方案,見圖5。

圖5 高興地區(qū)接軌方案平面示意

①瓦日線設(shè)高興線路所接軌方案

在既有瓦日線K1253+432.35(疏港鐵路里程CK0+000.0)處新開高興線路所,作為嵐山疏港鐵路工程接軌站,線路所距離巨峰5.106km,距離懷古站5.8km。瓦日上下行正線線間距為4.0m,站房設(shè)置在瓦日線下行正線外側(cè),車站平均填高8.0m。高興線路所內(nèi)分別在瓦日上行、下行線增加18號道岔1組,連接疏港鐵路正線及疏解線,見圖6。

圖6 高興線路所平面布置示意

正線自瓦日下行線K1252+507.39處設(shè)18號道岔引出(CK0+000),設(shè)R=500m曲線折向東北,再設(shè)R=500m曲線折向南,于CK1+870處跨越瓦日線;之后,并行青連線西側(cè)走行,于懷古村南側(cè)CK5+580處設(shè)懷古站(會讓站),出站后至比較終點CK6+550,比較范圍內(nèi)線路全長6.55km。

疏解線自瓦日上行線K1253+432.35設(shè)18號道岔引出(SCK0+000),并行瓦日上行線設(shè)R=500m曲線折向南并,之后行于正線西側(cè)接入懷古站,線路終點里程為SCK4+282.63,疏解線線路全長4.283km。

②新石線新建高興站接軌方案

高興站原為新石線中間站,新石線增二線時將車站封閉。本方案于新石線K286+700處新建高興站,車站設(shè)正線2條、到發(fā)線1條(上行側(cè))。新石正線線間距為4.0m,需要調(diào)整為5.0m,見圖7。

圖7 兗石線新建高興站平面示意

正線于車站西端咽喉區(qū)設(shè)18號道岔引出,上跨向陽路、新石線、青趙路后,沿沈海高速公路西側(cè)向南走行,于牟家村東側(cè)設(shè)R=800m曲線折向西南,沿在建青連線西側(cè)走行,跨越瓦日線后并行在建青連線西側(cè)(C1K6+542.66=CK2+7000),于懷古村南側(cè)CK5+580處設(shè)懷古站(會讓站),出站后至比較終點CK6+550,比較范圍內(nèi)線路全長10.343km。

疏解線自高興站東咽喉區(qū)引出,設(shè)R=600m曲線折向南,跨越青趙路后并行正線,于SC1K2+628.97(=C1K4+800)處設(shè)牟家線路所接入正線,疏解線線路全長2.736km。

③方案比較及優(yōu)缺點分析

兩個方案的主要工程數(shù)量及投資見表4。

表4 高興地區(qū)接軌方案主要工程數(shù)量及投資比較

兩個方案的優(yōu)缺點分析見表5。

表5 高興地區(qū)接軌方案優(yōu)缺點分析

綜上所述,瓦日線設(shè)高興線路所接軌方案線路短,工程量小、工程投資小,工程修建期間對既有線干擾較小,且可以充分發(fā)揮既有線運輸能力,故推薦瓦日線設(shè)高興線路所接軌方案。

4 結(jié)束語

采用“先整體,后局部,再細(xì)部”的研究思路,對接軌方案進(jìn)行推進(jìn)式比選。推薦的瓦日線新建高興線路所接軌方案,實現(xiàn)了工程投資、可實施性及運輸組織的多維度最優(yōu)化。當(dāng)前,我國鐵路網(wǎng)日益完善,越來越多的支線鐵路需要連接區(qū)域鐵路的節(jié)點并溝通相關(guān)線路,以提高區(qū)域鐵路設(shè)施的利用效能,滿足“物暢其流”,故接軌方案的選擇顯得尤為重要。采用分層次、多維度、綜合性接軌方案研究方法,將是實現(xiàn)新建支線鐵路與區(qū)域既有鐵路的良好銜接的有效途徑。