靈石縣段純清潔能源產(chǎn)業(yè)園鐵路專用線設(shè)計(jì)方案研究

柴小龍

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計(jì)院，山西 太原 030013)

0 引 言

國(guó)務(wù)院《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》及山西省人民政府辦公廳《關(guān)于印發(fā)山西省推進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)施方案的通知》對(duì)大宗貨物“公轉(zhuǎn)鐵”提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)。靈石段純清潔能源產(chǎn)業(yè)園是靈石經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)中四個(gè)園區(qū)之一，依托中煤九鑫焦化、鑫源洗煤、東方希望晉中鋁業(yè)等重大企業(yè)，延伸“煤-焦-化-建、煤-電-鋁-材”產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)“綠色循環(huán)示范區(qū)、能源革命引領(lǐng)區(qū)”[1,2]。目前，園區(qū)內(nèi)原材料及產(chǎn)品通過(guò)G108國(guó)道汽運(yùn)，交通堵塞、環(huán)境污染嚴(yán)重，需響應(yīng)政策，新建專用線進(jìn)行“公轉(zhuǎn)鐵”。產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)大宗貨物品類多，雙向到發(fā)貨流，依山傍河，地形狹窄，永久基本農(nóng)田、生態(tài)紅線、自然保護(hù)區(qū)、水域藍(lán)線等紅線控制因素多，在有限的場(chǎng)地內(nèi)，對(duì)鐵路專用線的布局在接軌方案、裝卸線布局、線路適應(yīng)地形、繞避紅線、工程措施等方面提出了更高的要求。該文從運(yùn)量及選址切入，分析選擇接軌站及專用線規(guī)模，結(jié)合運(yùn)輸組織比選方案，確定山西靈石縣段純清潔能源產(chǎn)業(yè)園鐵路專用線布置方案。

1 專用線運(yùn)量及選址

根據(jù)本項(xiàng)目相關(guān)企業(yè)產(chǎn)能及貨物流向等，結(jié)合既有鐵路運(yùn)輸情況，綜合預(yù)測(cè)本項(xiàng)目近遠(yuǎn)期到發(fā)總運(yùn)量均為1 000萬(wàn)噸/年，其中發(fā)送600萬(wàn)噸/年，到達(dá)400萬(wàn)噸/年，詳見(jiàn)表1。

表1 專用線運(yùn)量預(yù)測(cè)表

區(qū)域內(nèi)適合專用線接軌的南同蒲鐵路沿汾河谷地南北貫穿靈石全境，設(shè)有靈石站、兩渡站、冷泉站、南關(guān)站四個(gè)車(chē)站，是靈石貨物外運(yùn)的主要貨運(yùn)站，既有裝卸能力均飽和，分?jǐn)偭遂`石縣大宗貨物運(yùn)輸?shù)?0%，四站均位于城鎮(zhèn)內(nèi)，距離園區(qū)較遠(yuǎn)，新建專用線長(zhǎng)度在13 km以上，經(jīng)對(duì)接軌站及長(zhǎng)距離管狀皮帶機(jī)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選研究，專用線選址于鄰近園區(qū)的南同蒲鐵路原富家灘站附近，新開(kāi)富家灘站并同步建設(shè)專用線。

2 沿線自然特征

本工程位于晉中斷陷盆，地表隆起幅度較大，汾河在此形成峽谷，既有南同蒲線走行于汾河河谷與低中山的邊緣。地貌類型可分為山間寬谷區(qū)與低山區(qū)。汾河自北向南流經(jīng)富家灘村及后河底村，區(qū)域水面寬度20～50 m寬，兩岸為韓信嶺自然保護(hù)區(qū)，后河底村、富家灘村、溝峪灘村等依山傍水錯(cuò)落分布，西岸為108國(guó)道，東岸為南同蒲鐵路，路肩較汾河水面高5～7 m，從北向南在連續(xù)曲線走向、順地勢(shì)下坡，南北寬闊地帶長(zhǎng)度約2.8 km；沿線無(wú)礦井、無(wú)采空區(qū)分布；企業(yè)主要有九鑫汽修廠、橡膠廠。專用線選線布站直接受南同蒲鐵路控制，減少施工過(guò)渡及廢棄工程，充分考慮汾河水域藍(lán)線及洪水位標(biāo)高，減少拆遷。

3 建設(shè)規(guī)模分析

新開(kāi)富家灘站主要功能為越行及專用線接軌，設(shè)正線2股，到發(fā)線2股，有效長(zhǎng)1 050 m。

根據(jù)《鐵路專用線設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)》(TB 10638-2019)，礦石、煤炭等大宗貨物運(yùn)輸宜具備整列裝卸的技術(shù)要求，結(jié)合專用線運(yùn)量水平，本次按整列裝卸車(chē)作業(yè)布置[3,4]。受狹長(zhǎng)地形限制，到達(dá)原煤、發(fā)送精煤、發(fā)送焦炭不宜采用占地較寬的站臺(tái)覆蓋鋼罩棚裝卸，考慮采用翻車(chē)機(jī)卸煤、快速定量裝車(chē)系統(tǒng)裝煤、焦倉(cāng)裝焦，到發(fā)的鋁礬土及氧化鋁采用敞頂集裝箱運(yùn)輸，利用集裝箱站臺(tái)裝卸[5]。專用線宜分品類布置裝卸區(qū)域，裝卸場(chǎng)與到發(fā)場(chǎng)縱應(yīng)縱列式布置以滿足整列裝煤、裝焦條件。到達(dá)煤炭采用折返式單翻翻車(chē)機(jī)1臺(tái)卸車(chē)，設(shè)5 000 t整列煤炭卸車(chē)線3股：重車(chē)線、空車(chē)線、機(jī)走線，其中機(jī)走線應(yīng)與其他裝卸線共用。發(fā)送精煤采用1座快速定量裝車(chē)系統(tǒng)裝車(chē)，設(shè)5 000 t整列煤炭裝車(chē)線1股，快速定量裝車(chē)系統(tǒng)位于裝車(chē)線前端，前后設(shè)防凍及抑塵劑噴灑點(diǎn)。與到發(fā)線配合縱列式裝車(chē)，與其他裝卸線公共用機(jī)走線。發(fā)送焦炭設(shè)5 000 t整列焦炭裝車(chē)線1股，前端布置焦倉(cāng)，與到發(fā)線配合縱列式裝車(chē)，與其他裝卸線共用機(jī)走線。鋁礬土及氧化鋁設(shè)5 000 t整列集裝箱裝卸線1股，為適應(yīng)地形布置在曲線上，采用正面吊進(jìn)行裝卸作業(yè)，靠裝卸線布置整列集裝箱堆場(chǎng)1座。

綜上，共需裝卸線5股：2股卸煤，1股裝煤，1股裝焦，1股裝卸集裝箱。與裝卸線對(duì)應(yīng)設(shè)4股到發(fā)線，有效長(zhǎng)1 050 m系列。其中1股與裝煤線及快速定量裝車(chē)倉(cāng)配合，縱列式裝煤；1股與裝焦線及焦倉(cāng)配合，縱列式裝焦；1股與翻車(chē)機(jī)卸煤線對(duì)應(yīng)；1股與集裝箱裝卸線對(duì)應(yīng)。同時(shí)布置1股本務(wù)機(jī)待線，1股內(nèi)燃機(jī)待線，1股邊修線，以及對(duì)應(yīng)機(jī)回線，接軌處設(shè)安全線與專用線隔開(kāi)。集運(yùn)站接發(fā)車(chē)道岔采用12號(hào)道岔，其余道岔采用9號(hào)道岔，經(jīng)計(jì)算，專用線集運(yùn)站站坪需要約2 800 m。

4 運(yùn)輸組織模式及方案比選

專用線主要貨流方向不明顯，華山方向，近遠(yuǎn)期運(yùn)量為480萬(wàn)t；榆次方向近遠(yuǎn)期運(yùn)量為520萬(wàn)t，有路企直通及專用鐵路兩種運(yùn)輸組織模式供選擇，考慮到專用鐵路方案需在新開(kāi)富家灘站設(shè)交接場(chǎng)，同時(shí)專用線仍需縱列式布置到發(fā)及裝車(chē)線，整體規(guī)模偏大，且運(yùn)輸組織效率較低[6]，本次研究后未采納專用鐵路方案。進(jìn)一步研究比選了路企直通方案的兩個(gè)方案。

4.1 專用線直通方案

該方案全部貨流均在專用線內(nèi)組織直到直發(fā)，到發(fā)煤炭裝卸由本務(wù)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，裝焦及集裝箱調(diào)車(chē)由自備調(diào)車(chē)機(jī)負(fù)責(zé)。將南同蒲線向東改移，利用隧道爭(zhēng)取站坪長(zhǎng)度及高程，在原站位東側(cè)布置富家灘站，富家灘站縱列式設(shè)1 050 m有效長(zhǎng)系列正線2股、到發(fā)線2股；在汾河?xùn)|側(cè)與富家灘站西側(cè)之間拆除房屋新建專用線，專用線到發(fā)場(chǎng)與南北端咽喉連通，縱列式布置1 050 m有效長(zhǎng)系列5股到發(fā)線、5股裝車(chē)線、2股機(jī)走線，專用線納入富家灘站管理。專用線末端較南同蒲線高程低1.2 m，高于汾河百年洪水位約1m。改建南同蒲線4.094 km，新建專用線2.756 km，新建雙線隧道1座1 160 m，投資92 307萬(wàn)元。專用線直通方案，布置如圖1所示。

圖1 專用線路企直通方案布置示意圖

4.2 接軌站直通方案

在兼顧直通運(yùn)輸?shù)臈l件下，進(jìn)一步研究簡(jiǎn)化規(guī)模，研究了接軌站直通方案。該方案北向到發(fā)的520萬(wàn)噸/年順向貨流在專用線組織直到直發(fā)，北向到發(fā)的480萬(wàn)噸/年折角貨流在富家灘站組織直到直發(fā)，在富家灘站增設(shè)兩股到發(fā)線負(fù)責(zé)折角貨流至專用線的調(diào)車(chē)作業(yè)。將南同蒲線向西改移，在原站位往北約1.2 km拆除房屋靠汾河側(cè)布置富家灘站，富家灘站縱列式設(shè)1 050 m有效長(zhǎng)系列正線2股、到發(fā)線4股；專用線從富家灘站南端咽喉向南引出，在富家灘站東側(cè)與韓信嶺之間拆除房屋新建專用線，縱列式布置1 050 m有效長(zhǎng)系列3股到發(fā)線、5股裝車(chē)線、1股機(jī)走線，專用線納入富家灘站管理。改建南同蒲線3.672 km，新建專用線2.724 km，投資估算84 342萬(wàn)元。接軌站直通方案布置如圖2所示。

圖2 接軌站直通方案布置示意圖

表2 優(yōu)缺點(diǎn)比較分析表

4.3 兩種方案比選

專用線直通方案和接軌站直通方案各其優(yōu)缺點(diǎn)，詳見(jiàn)表1。

綜合分析，接軌站直通方案將專用線的南向貨流轉(zhuǎn)化至富家灘站直通運(yùn)輸，在接軌站與專用線部分調(diào)車(chē)作業(yè)，減少隧道1座，減少投資7 965萬(wàn)元，不占用基本農(nóng)田，利于保護(hù)環(huán)境，深路塹段落縮短170 m，有效降低了工程風(fēng)險(xiǎn)。因此，靈石縣段純清潔能源產(chǎn)業(yè)園鐵路專用線推薦采用接軌站直通方案。

5 結(jié) 論

(1)在地形受限區(qū)域，由既有站接軌新建專用線至產(chǎn)業(yè)園區(qū)布置裝卸站一般投資大、實(shí)施性差，應(yīng)對(duì)接軌點(diǎn)、裝車(chē)站及皮帶最佳匹配位置充分進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后綜合確定。

(2)新建專用線應(yīng)結(jié)合地形，采用與運(yùn)量規(guī)模相匹配的先進(jìn)裝卸工藝，分品類、按功能、分區(qū)域布置到發(fā)及裝卸場(chǎng)，保障到發(fā)裝卸作業(yè)過(guò)程流暢。

(3)專用線布置應(yīng)對(duì)貨流及運(yùn)輸組織進(jìn)行分析，因地制宜，對(duì)路企直通模式及專用鐵路模式等綜合比較，在滿足運(yùn)輸需求前提下，簡(jiǎn)化布置方案，降低工程風(fēng)險(xiǎn)。