寧?kù)o鐵路寧武西站萬(wàn)噸擴(kuò)能改造方案研究

張 旭

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

寧武西站為寧?kù)o鐵路(寧武—靜樂(lè))和朔黃鐵路(朔州—黃驊港口貨場(chǎng))上的既有車(chē)站，隸屬山西地方鐵路集團(tuán)寧?kù)o鐵路公司，車(chē)站吸引范圍內(nèi)存在大批煤炭企業(yè)，承擔(dān)大同煤礦集團(tuán)煤炭運(yùn)銷(xiāo)公司等企業(yè)的煤炭外運(yùn)功能。近年來(lái)該區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，貨運(yùn)市場(chǎng)的需求不斷增長(zhǎng)，根據(jù)鐵路集約化發(fā)展的要求，將眾多煤炭企業(yè)產(chǎn)品聚集在一起，對(duì)煤炭資源運(yùn)輸進(jìn)行統(tǒng)一管理、運(yùn)營(yíng)，組織共同存儲(chǔ)、共同配送，已成為區(qū)域發(fā)展的必然選擇[1]。目前寧武西站受場(chǎng)站能力限制等各方面因素，亟需進(jìn)行改造，使其具備萬(wàn)噸列車(chē)分解組合能力，以滿(mǎn)足接發(fā)萬(wàn)噸列車(chē)的實(shí)際需求，進(jìn)一步提升運(yùn)輸效率，為寧武西站附近企業(yè)、煤礦提供足夠的煤炭運(yùn)輸服務(wù)能力，滿(mǎn)足持續(xù)旺盛的市場(chǎng)運(yùn)輸需求，以更好帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

1 寧武西站概況

1.1 車(chē)站現(xiàn)狀

寧武西站位于山西省忻州市寧武縣城西側(cè)，為既有朔黃鐵路和寧?kù)o鐵路的共建車(chē)站，寧武西站朔黃場(chǎng)、寧?kù)o場(chǎng)為橫列式布置，寧武西站在兩線上均開(kāi)設(shè)辦理客運(yùn)及貨運(yùn)作業(yè)，在車(chē)站兩端咽喉各有1條聯(lián)絡(luò)線相互連接。

寧?kù)o鐵路上的寧武西站為區(qū)段站，站中心里程為NK5+840，按技術(shù)性質(zhì)為三等車(chē)站，隸屬于寧?kù)o鐵路公司寧?kù)o車(chē)務(wù)段管轄。該站到發(fā)場(chǎng)與交接場(chǎng)呈橫列式布置，其中到發(fā)場(chǎng)設(shè)有到發(fā)線5條(含正線1條)，有效長(zhǎng)度為855 ~ 975 m；交接場(chǎng)設(shè)有到發(fā)線5條，有效長(zhǎng)度為956 ~ 1 038 m，交接場(chǎng)內(nèi)線路已架網(wǎng)電化，承擔(dān)與朔黃鐵路的車(chē)輛交接任務(wù)；寧武端咽喉區(qū)設(shè)有機(jī)務(wù)段1處，站房同側(cè)設(shè)有煤臺(tái)1座、封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)1座。朔黃鐵路上的寧武西站為中間站，站中心里程為K15+931，主要辦理貨物列車(chē)到發(fā)與會(huì)讓作業(yè)，設(shè)有到發(fā)線4條(含正線2條)，有效長(zhǎng)均為1 050 m系列。既有寧武西站平面布置示意圖如圖1所示。

圖1 既有寧武西站平面布置示意圖Fig.1 Plan layout of the Ningwuxi Station

1.2 現(xiàn)有運(yùn)量及預(yù)測(cè)運(yùn)量

寧武西站運(yùn)量吸引區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源種類(lèi)繁多，蘊(yùn)藏量極為豐富，其中煤炭探明儲(chǔ)量277 億t，保有儲(chǔ)量261 億t，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，煤炭產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。煤炭主要來(lái)自寧武縣及周邊地區(qū)，主要發(fā)往黃驊港、秦皇島、曹妃甸及華東方向，根據(jù)預(yù)測(cè)運(yùn)量的來(lái)源及去向，發(fā)送煤炭運(yùn)輸徑路為寧?kù)o線、北同蒲線(大同—太原)、石太線(石家莊—太原)、石德線(石家莊—德州)、大秦線(大同—秦皇島)及朔黃線。貨物主要經(jīng)由寧武西站沿上述徑路發(fā)送，無(wú)到達(dá)運(yùn)量，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，2017—2020年貨物發(fā)送量依次為163萬(wàn)t、143萬(wàn)t、187萬(wàn)t、195萬(wàn)t，運(yùn)輸品類(lèi)為煤炭，運(yùn)輸需求持續(xù)增加。

在調(diào)查收集區(qū)域人口、產(chǎn)業(yè)布局、資源分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通運(yùn)輸量、周邊企業(yè)運(yùn)輸需求及發(fā)展規(guī)劃等方面的基礎(chǔ)上，確定區(qū)域未來(lái)的運(yùn)量需求。研究區(qū)域內(nèi)，寧武西站承擔(dān)大同煤礦集團(tuán)煤炭運(yùn)銷(xiāo)公司等企業(yè)的煤炭外運(yùn)，主要發(fā)往山東德州及以遠(yuǎn)地區(qū)，預(yù)測(cè)2030年發(fā)送量為256萬(wàn)t，2040年發(fā)送量為269萬(wàn)t。寧武西站同時(shí)還承擔(dān)寧武縣能源貿(mào)易有限公司等企業(yè)的煤炭外運(yùn)，主要發(fā)往黃驊港，預(yù)測(cè)2030年發(fā)送781萬(wàn)t，2040年發(fā)送1 009 萬(wàn)t。綜合分析吸引區(qū)域煤炭賦存、煤種煤質(zhì)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)、區(qū)位交通等主要因素，預(yù)測(cè)寧武西站發(fā)送量2030年為1 037萬(wàn)t，2040年為1 278萬(wàn)t[2]。

1.3 存在問(wèn)題

（1）設(shè)施設(shè)備作業(yè)能力不足。目前區(qū)域內(nèi)朔黃、大秦等線路已開(kāi)通萬(wàn)噸及以上列車(chē)，寧?kù)o鐵路部分區(qū)段已具備開(kāi)行萬(wàn)噸列車(chē)的條件。但寧武西站與朔黃線交接場(chǎng)目前不滿(mǎn)足萬(wàn)噸列車(chē)“直到直發(fā)”功能，寧武西站牽引定數(shù)還未統(tǒng)一，寧?kù)o鐵路與朔黃鐵路交換車(chē)流需要在站內(nèi)換重，但既有設(shè)施設(shè)備作業(yè)能力有限，車(chē)站改編作業(yè)復(fù)雜，大量貨車(chē)在站積壓，車(chē)輛周轉(zhuǎn)效率較低，影響車(chē)站通過(guò)能力及通過(guò)環(huán)境，造成車(chē)站到發(fā)線能力更加緊張，對(duì)車(chē)站發(fā)送能力和區(qū)域路網(wǎng)輸送能力均有一定影響[3]。

（2）車(chē)站運(yùn)輸能力釋放不充分。根據(jù)沿線經(jīng)濟(jì)特征及貨運(yùn)量變化趨勢(shì)分析，寧武西站遠(yuǎn)期2040年輸送能力應(yīng)當(dāng)以1 500萬(wàn)t為宜。目前寧武西站解編系統(tǒng)能力小，限制區(qū)域內(nèi)企業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)期運(yùn)量增長(zhǎng)的需求，需要通過(guò)改造釋放運(yùn)輸能力，為寧武西站附近企業(yè)、煤礦提供足夠的煤炭運(yùn)輸服務(wù)能力。通過(guò)對(duì)車(chē)站進(jìn)行擴(kuò)能改造后，可以?xún)?yōu)化車(chē)站作業(yè)模式，減少既有貨運(yùn)作業(yè)占用的能力，大大提高車(chē)站輸送能力，并預(yù)留222萬(wàn)t的運(yùn)量增長(zhǎng)空間。

2 擴(kuò)能改造方案研究

考慮寧武西站新增運(yùn)量大部分為發(fā)往黃驊港、秦皇島方向的下水煤炭，發(fā)往黃驊港方向的煤炭，經(jīng)朔黃線到黃驊港；發(fā)往秦皇島方向的煤炭，經(jīng)大秦線到秦皇島。朔黃鐵路、大秦鐵路等干線重載鐵路目前列車(chē)編組主要為萬(wàn)噸和2萬(wàn)噸列車(chē)，而寧武西站與朔黃鐵路交接車(chē)場(chǎng)到發(fā)線有效長(zhǎng)為1 050 m系列，無(wú)法滿(mǎn)足萬(wàn)噸列車(chē)的“直到直發(fā)”。為加快寧武西站吸引范圍內(nèi)貨物流轉(zhuǎn)速度，滿(mǎn)足“直到直發(fā)”的組織模式，提出新建裝車(chē)場(chǎng)及其引入寧武西站設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)寧武西站萬(wàn)噸列車(chē)開(kāi)行目標(biāo)。

2.1 新建裝車(chē)場(chǎng)運(yùn)輸組織方式研究

在新建裝車(chē)場(chǎng)與車(chē)站間采用相適應(yīng)的運(yùn)輸組織方式，有利于運(yùn)輸調(diào)度指揮、合理配置和利用運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)資源、強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)管理，從而發(fā)揮鐵路運(yùn)輸企業(yè)規(guī)模經(jīng)營(yíng)的優(yōu)勢(shì)，取得規(guī)模效益，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)站間高質(zhì)量、高效率的運(yùn)行，保證鐵路的可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義[4]。新建裝車(chē)場(chǎng)運(yùn)輸組織方式可采用以下方案。

（1）行車(chē)方式。新建裝車(chē)場(chǎng)至寧武西站行車(chē)方式采用調(diào)車(chē)辦理，裝車(chē)場(chǎng)與寧武西站間采用調(diào)車(chē)5 000 t整列取送，并在寧武西站交接場(chǎng)編組萬(wàn)噸列車(chē)。調(diào)車(chē)辦理方式適用貨運(yùn)量較少、品類(lèi)復(fù)雜、距離較短的專(zhuān)用線[5]。采用調(diào)車(chē)辦理方式，專(zhuān)用線線路條件與標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低，場(chǎng)站到發(fā)線有效長(zhǎng)可結(jié)合運(yùn)輸需求適當(dāng)縮短，信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備設(shè)置調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)等滿(mǎn)足調(diào)車(chē)作業(yè)即可，工程投資較少[6]。

（2）交接方式。裝車(chē)場(chǎng)至寧武西站路企之間的交接方式考慮采用車(chē)輛交接，即鐵路與企業(yè)雙方在交接地點(diǎn)按協(xié)議均將貨物及車(chē)輛一同交給對(duì)方，同時(shí)進(jìn)行貨物及車(chē)輛技術(shù)狀態(tài)的交接，由企業(yè)負(fù)責(zé)專(zhuān)用線鐵路運(yùn)輸及貨物裝卸[7]。實(shí)行車(chē)輛交接方式，企業(yè)可自備機(jī)車(chē)，或租用中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)鐵集團(tuán)”)機(jī)車(chē)。

（3）車(chē)流組織。新建裝車(chē)場(chǎng)經(jīng)朔黃線發(fā)往黃驊港方向的煤炭，在裝車(chē)場(chǎng)裝卸線完成裝車(chē)作業(yè)后，由調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)整列送至寧武西站交接場(chǎng)，組合為萬(wàn)噸列車(chē)后與朔黃線辦理車(chē)輛交接，由朔黃線組織萬(wàn)噸列車(chē)發(fā)往目的地；裝車(chē)場(chǎng)經(jīng)大秦線發(fā)往遷安及以遠(yuǎn)的煤炭，在裝卸線完成整列裝車(chē)作業(yè)后，由調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)整列牽引至寧武西站，與國(guó)鐵集團(tuán)辦理車(chē)輛交接后經(jīng)北同蒲線、大秦線發(fā)往目的地；空車(chē)流調(diào)整按空重車(chē)流出入平衡的原則設(shè)計(jì)，分別由朔黃線黃驊港方向和大秦線方向排入。

2.2 新建裝車(chē)場(chǎng)引入車(chē)站方案設(shè)計(jì)

結(jié)合裝車(chē)場(chǎng)場(chǎng)址位置、貨物流向以及寧武西站既有車(chē)站概況，對(duì)新建裝車(chē)場(chǎng)引入寧武西站進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，具體包括對(duì)既有到發(fā)線進(jìn)行延長(zhǎng)等相關(guān)改造工程，從車(chē)站兩端咽喉設(shè)計(jì)研究2個(gè)方案，即向靜樂(lè)端咽喉延長(zhǎng)到發(fā)線方案和向?qū)幬涠搜屎硌娱L(zhǎng)到發(fā)線方案。

（1）向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案。向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案平面布置示意圖如圖2所示。裝車(chē)場(chǎng)于靜樂(lè)端咽喉區(qū)外側(cè)寧?kù)o鐵路正線NK6+456.05處接軌，采用反向曲線形式折向西南進(jìn)入裝車(chē)場(chǎng)，正線全長(zhǎng)1.58 km。裝車(chē)場(chǎng)設(shè)于寧武西站西側(cè)，采用“三線兩臺(tái)”的布置形式，設(shè)裝車(chē)線2條，直線段有效長(zhǎng)度均滿(mǎn)足900 m，兩線間設(shè)機(jī)走線1條；盡端設(shè)機(jī)待線1條，有效長(zhǎng)度滿(mǎn)足60 m。2條裝車(chē)線外側(cè)各設(shè)900 m×50 m×0.5 m的貨物站臺(tái)1座，站臺(tái)及裝車(chē)線均采用全封閉條形鋼膜結(jié)構(gòu)儲(chǔ)煤棚。裝車(chē)站至寧武西連接線前端設(shè)有動(dòng)態(tài)軌道衡1座，與寧?kù)o鐵路接軌處設(shè)安全線1條。為滿(mǎn)足萬(wàn)噸列車(chē)“直到直發(fā)”的組織模式，將交接場(chǎng)既有17道、18道、19道共3條到發(fā)線向靜樂(lè)端延長(zhǎng)，并設(shè)腰岔與正線連通，延長(zhǎng)后3條到發(fā)線有效長(zhǎng)度滿(mǎn)足1 700 m，具備萬(wàn)噸列車(chē)分解組合的條件，腰岔后方延長(zhǎng)端到發(fā)線有效長(zhǎng)度滿(mǎn)足900 m，同時(shí)盡頭設(shè)有效長(zhǎng)度60 m的機(jī)待線1條。由于靜樂(lè)端咽喉區(qū)正線東側(cè)為既有村莊，民房密集，為減小拆遷、降低工程實(shí)施難度，同時(shí)結(jié)合周邊地形和既有鐵路線位，將寧?kù)o鐵路既有正線向西改移，采用530 m曲線半徑于隧道前接入既有線位，改線長(zhǎng)度1.31 km。到發(fā)線延長(zhǎng)線則充分利用原寧?kù)o鐵路正線線位，對(duì)既有路基本體進(jìn)行落道施工，以滿(mǎn)足不大于1.0‰的坡度要求[8-10]。

圖2 向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案平面布置示意圖Fig.2 Plan layout of extending arrival-departure tracks to the throat of Jingle terminus

（2）向?qū)幬涠搜屎硌由斓桨l(fā)線方案。向?qū)幬涠搜屎硌由斓桨l(fā)線方案平面布置示意圖如圖3所示。裝車(chē)場(chǎng)自寧武西站寧武端咽喉區(qū)接軌，裝車(chē)站至寧武西連接線折向東北后進(jìn)入裝車(chē)場(chǎng)，連接線前端設(shè)有安全線及軌道衡1座。正線全長(zhǎng)1.75 km。裝車(chē)場(chǎng)緊鄰寧武西站既有煤場(chǎng)西側(cè)布置，布置形式及規(guī)模與向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案相同。為滿(mǎn)足萬(wàn)噸列車(chē)“直到直發(fā)”的組織模式，將交接場(chǎng)既有17道、18道、19道共3條到發(fā)線向?qū)幬涠搜由欤⒃O(shè)腰岔與正線連通，延長(zhǎng)后3條到發(fā)線有效長(zhǎng)度滿(mǎn)足1 700 m，具備萬(wàn)噸列車(chē)分解組合的條件，腰岔后方延長(zhǎng)端到發(fā)線有效長(zhǎng)度滿(mǎn)足900 m，同時(shí)盡頭設(shè)有效長(zhǎng)度60 m的機(jī)待線1條。延伸線盡端增設(shè)聯(lián)絡(luò)線1條，聯(lián)絡(luò)線跨過(guò)恢河河道后于既有朔黃鐵路同向曲線間夾直線處接入。車(chē)站同時(shí)還建寧武西站軌道車(chē)庫(kù)線2條，以及存車(chē)線1條和安全線2條。

圖3 向?qū)幬涠搜屎硌由斓桨l(fā)線方案平面布置示意圖Fig 3 Plan layout of extending arrival-departure tracks to the throat of Ningwu terminus

2.3 新建裝車(chē)場(chǎng)引入車(chē)站方案比選

（1）向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案優(yōu)點(diǎn)主要有：①靜樂(lè)端咽喉區(qū)道岔布置相對(duì)簡(jiǎn)單，延長(zhǎng)到發(fā)線改造對(duì)既有寧武西站影響較??；②靜樂(lè)端咽喉區(qū)外側(cè)民房集中于正線以東一側(cè)，且到發(fā)線延長(zhǎng)線充分利用既有鐵路正線線位，正線改移一側(cè)無(wú)民房分布，拆遷量較??；③靜樂(lè)端咽喉區(qū)西側(cè)無(wú)限制性構(gòu)筑物，專(zhuān)用線接軌難度較??；④遠(yuǎn)離朔黃鐵路正線，且無(wú)需上跨主干道和河道，施工難度小，對(duì)朔黃鐵路影響??；⑤無(wú)需改動(dòng)朔黃鐵路。缺點(diǎn)主要有：①需要對(duì)寧?kù)o鐵路既有正線改移，長(zhǎng)度約為1.31 km；②改移正線需新征路外用地。

（2）向?qū)幬涠搜屎硌由斓桨l(fā)線方案優(yōu)點(diǎn)主要有：①無(wú)需改移寧?kù)o鐵路既有正線，對(duì)鐵路區(qū)間影響較?。虎诔浞掷眉扔需F路之間的夾心地，提高土地利用效率。缺點(diǎn)主要有：①寧武端咽喉區(qū)設(shè)有機(jī)務(wù)段及軌道車(chē)庫(kù)，咽喉區(qū)道岔布置復(fù)雜，且連接緊湊，延長(zhǎng)到發(fā)線改造對(duì)車(chē)站影響很大；②寧武端咽喉區(qū)外側(cè)為寧武縣城建區(qū)，民房密集，延長(zhǎng)線雖利用寧?kù)o鐵路與朔黃鐵路中間夾心地，但該區(qū)域民房密集，仍需拆遷大量民房，同時(shí)專(zhuān)用線北端占?jí)杭扔旭{校和民房；③寧武端咽喉區(qū)西側(cè)設(shè)有寧?kù)o鐵路軌道車(chē)庫(kù)檢修工區(qū)，需對(duì)其進(jìn)行拆除還建，對(duì)鐵路影響大；④該方案緊鄰朔黃鐵路既有鐵路橋施工，且連續(xù)上跨寧白線、崞五公路、濱江北大街、305省道以及恢河河道，新建橋梁較長(zhǎng)，施工難度大；⑤新征用地較多；⑥需增設(shè)1條與朔黃鐵路的聯(lián)絡(luò)線，對(duì)朔黃鐵路運(yùn)營(yíng)影響較大。

綜上分析，向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案雖然需改移寧?kù)o鐵路既有正線1.31 km，但靜樂(lè)端咽喉區(qū)道岔布置相對(duì)簡(jiǎn)單，改擴(kuò)建對(duì)車(chē)站影響較小，新征用地較少，拆遷量小，改擴(kuò)建工程遠(yuǎn)離朔黃鐵路正線，工程設(shè)置相對(duì)簡(jiǎn)單，改擴(kuò)建工程在寧?kù)o鐵路正線及交接場(chǎng)內(nèi)完成，對(duì)朔黃鐵路影響較小，工程投資較向?qū)幬涠搜屎硌由斓桨l(fā)線方案少14 000萬(wàn)元左右。因此，推薦寧武西站萬(wàn)噸擴(kuò)能改造工程向靜樂(lè)端咽喉延伸到發(fā)線方案。

3 結(jié)束語(yǔ)

寧武西站作為寧?kù)o鐵路和朔黃鐵路上的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其配套項(xiàng)目服務(wù)于山西省地方鐵路集團(tuán)寧?kù)o鐵路公司，為寧武西站附近企業(yè)、煤礦提供煤炭運(yùn)輸，是山西省地方鐵路集團(tuán)寧?kù)o鐵路公司發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)鐵路路網(wǎng)功能定位及地區(qū)運(yùn)輸需求，提出新建裝車(chē)站并引入寧武西站方案研究，以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸擴(kuò)能改造，使車(chē)站具備萬(wàn)噸列車(chē)分解組合及接發(fā)車(chē)功能，有效釋放寧武西站裝車(chē)場(chǎng)煤炭發(fā)送的能力，以更好為寧武西站附近企業(yè)、煤礦提供優(yōu)質(zhì)的煤炭運(yùn)輸服務(wù)，有利于寧?kù)o鐵路拓展煤炭市場(chǎng)，增加收益，同時(shí)也將極大促進(jìn)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。