四平至通化鐵路擴(kuò)能工程建設(shè)方案研究

王殿輝

(中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 線(xiàn)路站場(chǎng)設(shè)計(jì)院，天津 300308)

1 概述

1.1 既有鐵路概況

四平至通化鐵路位于吉林省南部，由四梅線(xiàn)(四平—梅河口)、梅集線(xiàn)(梅河口—集安)梅河口—通化段組成，是四平至通化至白河鐵路通道的重要組成部分，也是吉林省城鎮(zhèn)體系“南部門(mén)戶(hù)次區(qū)域”與“通白次區(qū)域”溝通交融的重要紐帶。四平至通化鐵路起自京哈鐵路(北京—哈爾濱)四平站，經(jīng)遼源市、梅河口市至通化市，止于梅集鐵路通化站，為單線(xiàn)鐵路，既有線(xiàn)路長(zhǎng)度約282 km[1]。目前四平至通化鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 四平至通化鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表Tab.1 Main technical standard list of the Siping-Tonghua Railway

1.2 存在問(wèn)題

（1）線(xiàn)路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，通過(guò)能力小。目前四平至通化間既有鐵路已有80余年歷史，建設(shè)年代久遠(yuǎn)，線(xiàn)路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，通過(guò)能力不足，其中梅河口—通化段區(qū)間最大通過(guò)能力為31對(duì)/d，近、遠(yuǎn)期能力缺口分別為26對(duì)/d、53對(duì)/d。

（2）線(xiàn)路允許速度低，客貨列車(chē)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。線(xiàn)路地處山區(qū)，既有鐵路小半徑曲線(xiàn)多，部分曲線(xiàn)位于隧道中，大坡道、小半徑曲線(xiàn)重疊地段分布集中，嚴(yán)重阻礙了列車(chē)運(yùn)行速度的提高。四平—通化間最快的鐵路旅客列車(chē)運(yùn)行時(shí)間為5.2 h，旅行速度54 km/h，貨物列車(chē)旅行速度僅有25 ~ 30 km/h，而普通公路僅需4.5 h。鐵路旅客列車(chē)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、旅行速度低，導(dǎo)致與公路競(jìng)爭(zhēng)處于較大劣勢(shì)。

（3）沿線(xiàn)有多處補(bǔ)機(jī)摘掛點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)成本高。貨物列車(chē)需在哈?！獤|山等多個(gè)區(qū)間加掛補(bǔ)機(jī)，補(bǔ)機(jī)作業(yè)點(diǎn)多，占用時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了運(yùn)輸組織效率，運(yùn)營(yíng)成本高。

（4）沿線(xiàn)旅客列車(chē)開(kāi)行數(shù)量少，難以滿(mǎn)足沿線(xiàn)旅客出行的需要。目前四平—通化共開(kāi)行旅客列車(chē)2對(duì)/d。沿線(xiàn)旅客列車(chē)開(kāi)行數(shù)量少，服務(wù)頻率低，服務(wù)質(zhì)量不高。東北地區(qū)居民對(duì)鐵路有較大的依賴(lài)性，鐵路旅客列車(chē)開(kāi)行數(shù)量少，不能滿(mǎn)足當(dāng)?shù)鼐用竦某鲂行枰?/p>

1.3 所在路網(wǎng)現(xiàn)狀及定位

吉林省境內(nèi)鐵路網(wǎng)已形成了“五縱三橫”主骨架。五縱包括：①平齊線(xiàn)(四平—齊齊哈爾)，全長(zhǎng)571 km，國(guó)鐵I級(jí)、雙線(xiàn)電氣化鐵路；②通讓線(xiàn)(通遼—大慶西)，全長(zhǎng)421 km，國(guó)鐵I級(jí)、電氣化鐵路；③哈大線(xiàn)(哈爾濱—大連)，全長(zhǎng)946.5 km，國(guó)鐵I級(jí)、雙線(xiàn)電氣化鐵路；④沈吉線(xiàn)(沈陽(yáng)北—吉林)，全長(zhǎng)446 km，國(guó)鐵I級(jí)鐵路(其中沈陽(yáng)北至撫順北段為電氣化鐵路、撫順北至章黨到煙筒山段為復(fù)線(xiàn)鐵路)；⑤東北東部鐵路通道，南起遼寧省大連市，北至黑龍江省綏芬河市，跨越我國(guó)東北三省，正線(xiàn)全長(zhǎng)1 520 km。三橫包括：①長(zhǎng)白線(xiàn)(長(zhǎng)春—白城)、長(zhǎng)圖琿線(xiàn)(長(zhǎng)春—圖們—琿春)。長(zhǎng)白線(xiàn)正線(xiàn)全長(zhǎng)328 km，設(shè)計(jì)速度200 km/h；長(zhǎng)圖琿線(xiàn)，正線(xiàn)全長(zhǎng)471 km，設(shè)計(jì)速度250 km/h。②四梅線(xiàn)(四平—梅河口)、梅集線(xiàn)(梅河口—集安)。四梅線(xiàn)正線(xiàn)全長(zhǎng)157.5 km，單線(xiàn)非電氣化鐵路；梅集線(xiàn)正線(xiàn)全長(zhǎng)251.5 km，單線(xiàn)非電氣化鐵路。③長(zhǎng)西鐵路(開(kāi)安—西巴彥花)。正線(xiàn)全長(zhǎng)391 km，國(guó)鐵I級(jí)，設(shè)計(jì)速度160 km/h。另外，以靖宇至輝南地方鐵路、吉林至舒蘭鐵路、陶賴(lài)昭至榆樹(shù)鐵路、榆樹(shù)至舒蘭鐵路等支線(xiàn)鐵路為補(bǔ)充，基本形成了縱橫交錯(cuò)、四通八達(dá)的鐵路網(wǎng)總體格局。目前區(qū)域內(nèi)在建及規(guī)劃鐵路項(xiàng)目如表2所示。

表2 區(qū)域內(nèi)在建及規(guī)劃鐵路項(xiàng)目表Tab.2 Construction and planning of railway projects within the region

作為東北鐵路網(wǎng)主骨架之一，四平至通化鐵路西端通過(guò)四平鐵路樞紐銜接哈大線(xiàn)(哈爾濱—大連)、平齊線(xiàn)(四平—齊齊哈爾)，中間在梅河口地區(qū)與沈吉線(xiàn)(沈陽(yáng)北—吉林)溝通，東端則經(jīng)通灌線(xiàn)(通化—灌水)通達(dá)遼寧東南部，全線(xiàn)貫穿吉林南部，輻射中朝邊境，伸入長(zhǎng)白山腹地，是吉林省“五縱三橫”鐵路網(wǎng)主骨架的重要組成部分，定位為一條客貨兼顧的區(qū)域性鐵路干線(xiàn)[2]。

1.4 運(yùn)量預(yù)測(cè)

結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，以全國(guó)及區(qū)域貨運(yùn)流量流向?yàn)榛A(chǔ)，根據(jù)區(qū)域路網(wǎng)的合理分工，進(jìn)行貨運(yùn)量預(yù)測(cè)[3]；通過(guò)對(duì)區(qū)域全社會(huì)及鐵路客運(yùn)需求主要影響因素的分析，采用份額法對(duì)鐵路客運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)匯總表如表3所示。結(jié)合近期(2030年)、遠(yuǎn)期(2040年)客貨流預(yù)測(cè)結(jié)果、遠(yuǎn)景運(yùn)輸需求及路網(wǎng)建設(shè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，以及對(duì)鐵路各段運(yùn)力協(xié)調(diào)的評(píng)價(jià)分析，建議四平至通化鐵路遠(yuǎn)景年輸送能力為貨運(yùn)量3 000萬(wàn)t，旅客列車(chē)70對(duì)/d。

表3 客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)匯總表Tab.3 Summary of passenger and freight volume forecast

2 四平至通化鐵路擴(kuò)能工程建設(shè)方案研究

2.1 方案提出

根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)結(jié)果，既有四平至通化鐵路全線(xiàn)能力不足，需要進(jìn)行擴(kuò)能改造。四平至通化鐵路定位為一條客貨兼顧的區(qū)域性鐵路干線(xiàn)，其擴(kuò)能改造應(yīng)解決貨運(yùn)能力及客運(yùn)快速化問(wèn)題。經(jīng)測(cè)算，四平至通化鐵路近期需要能力在62 ~ 75對(duì)/d之間、遠(yuǎn)期需要能力在79 ~ 100對(duì)/d之間，如果采用單線(xiàn)格局?jǐn)U能方案，近期絕大部分區(qū)間能力不足、遠(yuǎn)期全部區(qū)間能力不足，因而只能增建正線(xiàn)數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能改造。結(jié)合既有鐵路現(xiàn)狀及提速需求，研究提出雙線(xiàn)格局方案(方案Ⅰ)及三線(xiàn)格局方案(方案Ⅱ)。

2.1.1 雙線(xiàn)格局方案(方案Ⅰ)

為充分利用既有設(shè)施設(shè)備、減少工程投資，提出沿既有線(xiàn)增建二線(xiàn)并提速改造，通道形成雙線(xiàn)格局方案，簡(jiǎn)稱(chēng)雙線(xiàn)格局方案(方案Ⅰ)[4]。在此基礎(chǔ)上基于2個(gè)不同速度等級(jí)設(shè)計(jì)2個(gè)子方案：160 km/h雙線(xiàn)格局子方案(方案Ⅰ-1)、200 km/h雙線(xiàn)格局子方案(方案Ⅰ-2)。

（1）方案說(shuō)明。雙線(xiàn)格局方案分別研究了160 km/h，200 km/h 2個(gè)速度目標(biāo)值下的通道建設(shè)方案。①設(shè)計(jì)速度為160 km/h的雙線(xiàn)格局方案(方案Ⅰ-1)。簡(jiǎn)單改造四平鐵路樞紐四平站，區(qū)間形成160 km/h速度的客貨共線(xiàn)方案。線(xiàn)路自四平站利用既有四梅甲線(xiàn)、乙線(xiàn)引出至平東站，出站后新建雙線(xiàn)沿既有四梅線(xiàn)南側(cè)下鉆哈大客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)(哈爾濱西—大連北)、上跨沈哈高速公路，在石嶺與天德鎮(zhèn)間設(shè)石嶺東站，向東南經(jīng)既有白泉站、遼源站、遼源東站，沿既有線(xiàn)折向東南，跨西渭津河、涼水河、渭津河，引入既有渭津站，出站后沿既有線(xiàn)經(jīng)大興跨繞盈河折向東南，引入既有東豐站、梅河口站；經(jīng)堿水水庫(kù)下游，沿機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用線(xiàn)設(shè)柳河?xùn)|站后以11.65 km隧道穿安口嶺，引入三源浦站，以16.72 km隧道穿新開(kāi)嶺后新建長(zhǎng)流站，外包通灌線(xiàn)引入既有通化站[5]。②設(shè)計(jì)速度為200 km/h的雙線(xiàn)格局方案(方案Ⅰ-2)。該方案在梅河口地區(qū)新建梅河口南站；梅河口站維持既有格局，承擔(dān)貨物列車(chē)的到發(fā)和各個(gè)方向的區(qū)段、摘掛列車(chē)的解編作業(yè)，其余地區(qū)方案及線(xiàn)路走向基本同160 km/h增二線(xiàn)方案，對(duì)新建雙線(xiàn)段落，設(shè)計(jì)速度由160 km/h提高到200 km/h。不同速度目標(biāo)值方案主要建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示[6]。不同速度目標(biāo)值方案的主要工程數(shù)量及投資如表5所示。

表4 不同速度目標(biāo)值方案主要建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)表Tab.4 Main construction standards for the schemes with different speed target values

表5 不同速度目標(biāo)值方案的主要工程數(shù)量及投資表Tab.5 Main project quantities and investment in the schemes with different speed target values

（2）雙線(xiàn)格局方案綜合比較。從路網(wǎng)建設(shè)合理性分析，我國(guó)鐵路主要干線(xiàn)最高速度基本達(dá)到或超過(guò)了160 km/h。四平至通化鐵路按照規(guī)劃是一條客貨兼顧的快速干線(xiàn)鐵路，其西端與允許最大速度160 km/h的哈大線(xiàn)(哈爾濱—大連)相連，東端與允許最大速度120 km/h的通灌線(xiàn)(通化—灌水)相連，速度目標(biāo)采用160 km/h與鄰線(xiàn)運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)性較大，符合線(xiàn)路的功能定位和鐵路技術(shù)政策。采用160km/h方案時(shí)，四平至通化鐵路研究年度運(yùn)行時(shí)間要比采用200 km/h方案多14 min，而靜態(tài)工程投資則要少86 400萬(wàn)元，因而從工程投資及經(jīng)濟(jì)效益角度分析，160 km/h方案優(yōu)勢(shì)明顯。綜上，推薦采用方案Ⅰ-1，即160 km/h的客貨共線(xiàn)雙線(xiàn)格局方案。

2.1.2 三線(xiàn)格局方案(方案Ⅱ)

為減少施工對(duì)既有鐵路的干擾，研究了保留既有線(xiàn)路并新建雙線(xiàn)電氣化鐵路，通道形成三線(xiàn)格局的方案。針對(duì)新建線(xiàn)路與既有線(xiàn)的分工不同，分別研究了新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)方案(方案Ⅱ-1)和新建時(shí)速200 km客貨共線(xiàn)鐵路方案(方案Ⅱ-2)。

（1）新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)方案(方案Ⅱ-1)。新建時(shí)速250 km客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，運(yùn)行大部分旅客列車(chē)；既有線(xiàn)運(yùn)行所有貨物列車(chē)及少量普通旅客列車(chē)，通道客貨分線(xiàn)運(yùn)輸。按既有線(xiàn)維持現(xiàn)狀(內(nèi)燃、組織部分煤炭直達(dá)5 000 t大列)，新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)方案能力適應(yīng)情況如表6所示。

從表6可以看出，新建的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)能力嚴(yán)重虛糜，而既有線(xiàn)遠(yuǎn)期能力不足，還需實(shí)施擴(kuò)能改造。經(jīng)研究測(cè)算，新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)工程總投資219.87億元；既有線(xiàn)能力仍然不足，實(shí)施擴(kuò)能改造，還需要追加工程投資83.63億元。該方案投資巨大，同時(shí)也未能實(shí)現(xiàn)減少既有鐵路改建施工干擾的目的，綜合分析缺點(diǎn)突出，因而研究后予以舍棄。

表6 新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)方案能力適應(yīng)情況表 對(duì)/ dTab.6 Adaptation of the scheme with the new passenger dedicated line

（2）新建客貨共線(xiàn)方案(方案Ⅱ-2)。新建時(shí)速200 km客貨共線(xiàn)鐵路，運(yùn)行所有旅客列車(chē)及直通區(qū)段貨物列車(chē)；既有線(xiàn)維持現(xiàn)狀，運(yùn)行沿線(xiàn)摘掛列車(chē)、小運(yùn)轉(zhuǎn)列車(chē)。該方案在四平樞紐實(shí)現(xiàn)高、普速列車(chē)分線(xiàn)，普速列車(chē)引入既有四平站，高速動(dòng)車(chē)組引入哈大客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)四平東站，區(qū)間形成200 km/h速度的客貨共線(xiàn)方案[7]。線(xiàn)路自四平站利用既有四梅甲線(xiàn)、乙線(xiàn)引出，出站后新建雙線(xiàn)沿既有四梅線(xiàn)南側(cè)下鉆哈大客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、上跨沈哈高速公路，采用200 km/h速度目標(biāo)值，沿既有鐵路通道新建雙線(xiàn)并局部取直，經(jīng)遼源、東豐、梅河口到通化。

2.2 方案比選及推薦意見(jiàn)

綜上所述，主要對(duì)方案Ⅰ-1和方案Ⅱ-2進(jìn)行分析比選，方案比較如表7所示。

表7 方案比較表Tab.7 Scheme comparison

其中，方案Ⅱ-2保留既有線(xiàn)路不動(dòng)，新建時(shí)速200 km客貨共線(xiàn)鐵路后，通道形成三線(xiàn)格局，運(yùn)輸能力過(guò)于富裕，與四平至通化鐵路客貨運(yùn)量不大的功能定位不符；新增用地多；工程投資大；且由于全線(xiàn)形成三線(xiàn)格局，運(yùn)營(yíng)管理和維修成本大。方案Ⅰ-1沿既有鐵路增建二線(xiàn)，引入沿線(xiàn)主要大站，通道形成雙線(xiàn)格局，能充分利用既有車(chē)站和部分線(xiàn)路；土石方工程量少，新增用地少；在充分考慮施工過(guò)渡措施的情況下，換算工程運(yùn)營(yíng)費(fèi)較三線(xiàn)格局方案少29.98億元，能夠節(jié)省工程投資金額，運(yùn)營(yíng)管理和維修成本低。同時(shí)方案采用160 km/h速度目標(biāo)值符合區(qū)域路網(wǎng)的規(guī)劃及前后方通路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合四平至通化鐵路的功能定位，更好地促進(jìn)沿線(xiàn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，經(jīng)過(guò)綜合比選推薦方案Ⅰ-1，即提速改造增建二線(xiàn)擴(kuò)能、速度等級(jí)為160 km/h的客貨共線(xiàn)雙線(xiàn)格局方案。

3 結(jié)束語(yǔ)

四平至通化鐵路位于吉林省南部，直接服務(wù)于吉林省四平、遼源、通化3個(gè)地級(jí)市的旅客出行，服務(wù)于四平市農(nóng)產(chǎn)品和機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)、遼源紡織品、通化鋼鐵醫(yī)藥食品等貨物運(yùn)輸貿(mào)易。四平至通化鐵路擴(kuò)能改造的實(shí)施有利于提升沿線(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力，推動(dòng)中朝邊境貿(mào)易合作交流；有利于發(fā)展少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)、加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)和促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)；進(jìn)一步開(kāi)發(fā)沿線(xiàn)旅游資源，特別是帶動(dòng)長(zhǎng)白山地區(qū)旅游發(fā)展。研究中秉承“以人為本、服務(wù)運(yùn)輸、強(qiáng)本減末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”的設(shè)計(jì)理念，合理確定鐵路功能定位、正線(xiàn)數(shù)目及設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值，可以為建設(shè)年代久遠(yuǎn)的山區(qū)干線(xiàn)鐵路擴(kuò)能改造建設(shè)方案研究提供借鑒參考[8]。