新建甘泉鐵路甘其毛都口岸換裝站布設方案優(yōu)化研究

張俊龍

（國能包神鐵路集團有限責任公司 運輸管理部，內(nèi)蒙古 包頭 014000)

甘其毛都口岸換裝站是國家“一帶一路”倡議及內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”規(guī)劃的向北開放的重要橋頭堡，也是規(guī)劃建設的中國甘其毛都—蒙古國嘎順蘇海圖口岸跨境鐵路工程(以下簡稱“中蒙跨境鐵路”)中國境內(nèi)重要組成部分，建成后可有效完善口岸地區(qū)基礎設施建設，推進中蒙兩國國際能源運輸通道建設，提升中蒙兩國商貿(mào)流通、資源運輸能力。2014 年中國鐵路設計集團有限公司(以下簡稱“中國鐵設”)[1]及相關(guān)學者[2-4]對準軌接入條件下中蒙跨境鐵路線路走向、過境點以及列車開行方案進行了研究，2019 年蒙古國塔本陶勒蓋礦區(qū)至嘎順蘇海圖口岸鐵路工程(以下簡稱“蒙古南向鐵路”)重啟建設，調(diào)整為寬軌(軌距1 520 mm)接入我國甘泉鐵路(甘其毛都—萬泉水南，軌距1 435 mm)的起點甘其毛都站，且要求甘其毛都站須具備寬/準軌貨物換裝功能。因此，亟需對甘其毛都口岸換裝站布設方案進行研究，使其更好為中蒙國際能源運輸通道聯(lián)通提供服務。

1 甘其毛都站及境內(nèi)外鐵路現(xiàn)狀

甘其毛都口岸換裝站是中蒙兩國鐵路的國境換裝站，地處內(nèi)蒙古巴彥淖爾市甘其毛都口岸境內(nèi)，主要辦理由蒙古國出口的貨物換裝任務，境內(nèi)后方通道為我國甘泉鐵路，境外通過中蒙跨境鐵路與蒙古南向鐵路聯(lián)通，規(guī)劃其在既有的甘其毛都站基礎上進行改造，使其具備口岸換裝站的功能。以下主要從甘其毛都站現(xiàn)狀、境外鐵路建設情況和境內(nèi)甘泉鐵路發(fā)展概況3 個方面進行闡述。

1.1 甘其毛都站現(xiàn)狀

甘其毛都站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市烏拉特中旗甘其毛都鎮(zhèn)，是甘泉鐵路最大的貨運站，目前尚不具備貨物換裝功能，按技術(shù)性質(zhì)為中間站，車站等級為二等站。車站采用縱列式布置，Ⅰ場為到發(fā)場，Ⅱ場為準軌邊檢場。Ⅰ場共計11 條到發(fā)線(不含正線及機走線)，Ⅰ-1 道、Ⅰ-2 道有效長446 m，其它股道有效長均滿足1 696 m，Ⅰ-12道、Ⅰ-13 道為列車接發(fā)兼裝車線，滿足整列裝卸要求，設計車站到發(fā)線通過能力為36 列。Ⅱ場共計到發(fā)線4 條(含正線)，有效長均滿足1 700 m。車站周邊毗鄰口岸嘉易達、際譽、馳恒、華方、三禾5 大海關(guān)監(jiān)管區(qū)，其中馳恒監(jiān)管區(qū)已在Ⅰ-11道建成自動化裝車系統(tǒng)，嘉易達監(jiān)管區(qū)擬在車站南端牽出線建設集運站，際譽、華方和三禾監(jiān)管區(qū)貨物可利用車站既有Ⅰ-12 道、Ⅰ-13 道集裝箱站臺進行裝卸。甘其毛都車站示意圖如圖1 所示。

圖1 甘其毛都站平面示意圖Fig.1 Sketch map of Ganqimaodu Railway Station

1.2 境外鐵路建設情況

口岸境外鐵路主要包括蒙古南向鐵路和中蒙跨境鐵路2 個部分。蒙古南向鐵路項目早于2014年啟動了相關(guān)前期工作，后因蒙古國內(nèi)外政治、資金等問題長年停工，2019 年恢復建設，并由蒙古國塔本陶勒蓋鐵路公司承建。設計線路正線218 km，起點為蒙古國境內(nèi)的烏哈站，終點站為嘎順蘇海圖站，沿線共設8 個車站，軌距1 520 mm，圖定能力12 對/d，列車固定編組106 輛C80型敞車，設計年運輸能力3 000 萬t/a。目前，該項目已完成87.15%的路基工程、42 km 的鋪軌工程及沿線全部橋墩、涵身施工，計劃于2022 年7 月鋪通運營。

中蒙跨境鐵路項目是我國甘泉鐵路、蒙古南向鐵路的銜接線，擬接軌于中國甘泉鐵路甘其毛都站，止于蒙古南向鐵路噶順蘇海圖站，線路長度15.7 km，其中我國境內(nèi)長0.74 km，蒙古境內(nèi)長14.96 km。2014 年12 月已完成可研設計并通過蒙古國審查，兩國對區(qū)間線路走向及過境點初步達成共識，并于2014 年簽訂線路走向方案協(xié)議，蒙古國交通部于2015 年批復了《口岸鐵路項目可研報告》。2020 年9 月中蒙兩國決定開放中蒙跨境鐵路口岸，并初步商定中蒙跨境鐵路線路走向及過境點基本維持不變，寬準軌接入采用對等原則，但中蒙跨境鐵路建設投資方式及兩國境內(nèi)口岸換裝站的布設方案等未充分對接。

1.3 甘泉鐵路發(fā)展概況

甘泉鐵路屬于國家Ⅰ級單線重載鐵路，是國家能源集團擬合作開發(fā)蒙古國塔本陶勒蓋煤礦區(qū)煤炭資源的中國境內(nèi)鐵路配套工程[5]。甘泉鐵路于2012 年9 月14 日全線鋪通，2015 年1 月正式開通運營。正線全長333 km，共設16 個車站，目前已開通12個。設計河西至金泉段近期運量2 025萬t/a，遠期運量2 780 萬t/a；金泉至甘其毛都段近期運量為3 235 萬t/a，遠期運量為4 400 萬t/a。甘泉鐵路貨源主要依賴甘其毛都口岸公路進口的蒙古焦煤、銅精粉礦產(chǎn)品，但目前甘泉鐵路貨運發(fā)展有待提升。一方面是由于蒙古境內(nèi)塔本陶勒蓋煤礦配套鐵路工程項目長年擱置，且甘泉鐵路與國家能源集團核心路網(wǎng)和上下游集疏運系統(tǒng)距離較遠，使得甘泉鐵路獲取境外資源不足；另一方面是由于目前甘泉鐵路區(qū)域公鐵物流成本差距較大，以口岸至金泉加工園區(qū)運輸煤炭為例，其運距為174 km，公路“門到門”運費約45 ～ 55 元/t，鐵路運雜費(含兩端汽運短駁裝卸)合計約65 ～ 70 元/t，差價約為20 元/t。2018—2020 年甘其毛都口岸貨物進口量及公鐵發(fā)運流向表如表1 所示。

由表1 可見，近年來鐵路發(fā)運量約占口岸貨物進口量的40.2%，鐵路運輸優(yōu)勢未充分發(fā)揮，在競爭處于劣勢，鐵路能力富余較大，甘泉鐵路短期內(nèi)難以達到2 500 萬t 的盈虧平衡點(按平均運距173 km 測算)，甘泉鐵路短期內(nèi)實現(xiàn)扭虧為盈目標具有一定難度。

表1 2018—2020 年甘其毛都口岸貨物進口量及公鐵發(fā)運流向表Tab.1 Goods import and railway transportation flow at Ganqimaodu port from 2018 to 2020

2 甘其毛都口岸換裝站建設條件分析

從甘其毛都口岸境內(nèi)外鐵路發(fā)展情況來看，甘其毛都口岸換裝站的建設勢在必行，對促進甘泉鐵路實現(xiàn)扭虧為盈目標及中蒙礦產(chǎn)能源國際通道的建立有著極為重要的戰(zhàn)略意義。以下主要從甘其毛都口岸換裝站布局特點和方案設計影響因素方面進行闡述。

2.1 口岸換裝站布局特點

口岸換裝站應設置貨物列車到發(fā)場、調(diào)車場、換裝場、邊檢場，按照不同軌距的到發(fā)場、調(diào)車場與換裝場的相對位置關(guān)系，口岸換裝站可采用橫列式、縱列式和混合式3 種布置圖型[6]。鑒于甘其毛都口岸換裝站與二連浩特口岸換裝站同為寬軌接入，執(zhí)行統(tǒng)一的“一關(guān)兩檢”程序和鐵路作業(yè)標準，因此，甘其毛都口岸換裝站可參照二連浩特口岸換裝站布置方式進行改造設計，即站場布置主要包括邊檢場、寬軌到發(fā)場、寬軌調(diào)車場、準軌到發(fā)場、準軌調(diào)車場及貨物換裝場。同時，考慮甘其毛都口岸集裝箱運輸煤炭模式已占據(jù)主導地位、蒙煤進口量發(fā)展趨勢及國家環(huán)保相關(guān)政策等因素，甘其毛都口岸換裝站可按照集裝箱煤炭為主、敞車散煤為輔的進口比例進行換裝場的設計，即換裝站設計運量為近期2 000 萬t/a，其中集裝箱運輸約為1 000 萬t/a，敞車運輸約1 000 萬t/a；遠期3 000 萬t/a，其中集裝箱煤炭運輸2 000 萬t/a，敞車運輸1 000 萬t/a。

2.2 方案設計影響因素

甘其毛都口岸換裝站東側(cè)受馳恒監(jiān)管區(qū)、國境線及甘泉鐵路的影響，用地空間受限；西側(cè)由于公路及監(jiān)管區(qū)的限制，不具備建設條件；北端為國境線，南端為甘泉鐵路，南北端均不具備建設條件。因此，影響甘泉鐵路甘其毛都口岸換裝站方案設計主要因素有準軌接軌點、用地空間及地形。

（1）準軌接軌點?？诎稉Q裝站項目位于甘其毛都站東側(cè)，從鐵路運輸組織效率考慮，準軌接軌點可從甘其毛都站、特默特站及甘泉鐵路區(qū)間線路接軌，從充分利用甘其毛都站既有鐵路設施及節(jié)約工程投資等角度考慮，接軌站選擇甘其毛都站較為合理。從寬軌到發(fā)場、換裝場與甘其毛都站的相對位置考慮，可選擇從甘其毛都南端咽喉或北端咽喉接軌。

（2）用地空間?？诎稉Q裝站項目建設場地南、北端及西側(cè)三面受限，距甘其毛都站東側(cè)約80 m處中心地帶為馳恒監(jiān)管區(qū)在建項目，結(jié)合馳恒監(jiān)管區(qū)建設規(guī)劃，在有限的空間內(nèi)，選擇合理線位和站場布設，滿足口岸換裝站項目的建設需求及近遠期發(fā)展，最大程度降低口岸換裝站項目的建設對甘其毛都站及馳恒監(jiān)管區(qū)的影響。

（3）地形?？诎稉Q裝站項目擬建場地地勢起伏較大，南高北低，最大高差約55 m，既有甘泉鐵路受地勢限制，甘其毛都站往金泉方向連續(xù)上坡約9 km，最大坡度為6‰。為充分利用既有鐵路設施，設計換裝站場坪標高與甘其毛都站一致，車站范圍內(nèi)土方工程較大，北端填方最高約17 m，南端挖方較深達30 m，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，車站范圍內(nèi)由北向南采用1‰上坡，盡可能減少土方工程。

3 甘其毛都口岸換裝站布設方案

結(jié)合甘其毛都站的現(xiàn)狀布局及發(fā)展規(guī)劃，按照“一關(guān)兩檢”及換裝作業(yè)需求，分別設置寬軌場、準軌場，其中準軌到發(fā)場利用甘其毛都站既有股道。根據(jù)寬軌到發(fā)場、換裝場布設位置及準軌接軌點的不同[7-8]，初步研究甘其毛都站南端咽喉接軌方案(以下簡稱“方案Ⅰ”)、甘泉鐵路區(qū)間線路接軌方案(以下簡稱“方案Ⅱ”)、甘其毛都站北端咽喉接軌方案(以下簡稱“方案Ⅲ”)。

3.1 方案Ⅰ

3.1.1 平面設計

方案Ⅰ充分利用甘其毛都站既有征地，寬軌鐵路過境點調(diào)整至原可研準軌過境點東側(cè)約200 m，線路引入后，在甘其毛都站與馳恒監(jiān)管區(qū)之間，按縱列式由北向南布設邊檢場和到發(fā)場，寬軌到發(fā)場與準軌到發(fā)場采用橫列式布置，甘其毛都口岸換裝站方案Ⅰ平面布置示意圖如圖2 所示。

圖2 甘其毛都口岸換裝站方案Ⅰ平面布置示意圖Fig.2 Schematic diagram of floor plan of Ganqimaodu port transshipment station project scheme I

（1）寬軌場。邊檢場設到發(fā)線4 條，有效長均滿足1 700 m；到發(fā)場設到發(fā)線6 條，預留到發(fā)線2 條，有效長均滿足1 700 m，滿足近、遠期接發(fā)車及調(diào)車需求。在到發(fā)場南端盡頭設置機待線1 條，滿足寬軌本務機轉(zhuǎn)線；北端咽喉東側(cè)設邊修線兼機車整備線1 條，有效長為190 m，滿足寬軌內(nèi)燃調(diào)機整備、加油及扣修車的存放。在邊檢場與到發(fā)場間設動態(tài)軌道衡2 臺，滿足海關(guān)及車站的計量需求。

在寬軌到發(fā)場北端咽喉東側(cè)，以450 m 半徑的回轉(zhuǎn)線向東引出，在馳恒監(jiān)管區(qū)東側(cè)，按橫列式由西向東依次布設散煤卸車場和集裝箱換裝場。卸車場設盡頭式卸車線5 條，其中重車線2 條、空車線2 條，機走線1 條，有效長均滿足1 700 m。卸車線盡頭設2 臺雙翻翻車機及遷車臺，滿足萬噸整列敞車散煤的卸車需求。馳恒監(jiān)管區(qū)儲煤系統(tǒng)，滿足散煤儲存。在換裝場設盡頭式寬軌卸車線2 條、寬軌機走線2 條，預留卸車線1 條，裝卸線尾部貫通，滿足調(diào)機轉(zhuǎn)線。

（2）準軌場。在甘其毛都站Ⅰ場南端咽喉東側(cè)，以550 m 半徑的回轉(zhuǎn)線向東引出，在馳恒監(jiān)管區(qū)東側(cè)，按橫列式穿插平行布設盡頭式準軌裝車線，滿足準軌萬噸整列集裝箱的裝車需求。準軌換裝場設裝車線2 條、機走線1 條，預留準軌裝車線1 條、機走線1 條。裝卸線尾部貫通，滿足調(diào)機轉(zhuǎn)線。寬/準軌裝卸線間設1 600 m×60 m 集裝箱站臺2 處，預留1 600 m×60 m 集裝箱站臺1 處，滿足近遠期集裝箱貨物的換裝需求。準軌散煤裝車作業(yè)利用馳恒監(jiān)管區(qū)在甘其毛都站Ⅰ場的鐵路快裝系統(tǒng)完成，遠期預留跨雙線裝車系統(tǒng)。準軌到發(fā)場利用既有甘其毛都站Ⅰ場到發(fā)線，滿足近遠期準軌列車的接發(fā)車及調(diào)車需求。

3.1.2 縱斷面設計

為充分利用既有鐵路設施，換裝站標高與甘其毛都站基本保持一致，站內(nèi)邊檢場及到發(fā)場均采用1‰上坡，散煤卸車場及換裝場采用平坡。

3.1.3 作業(yè)方式

由蒙古國入境的萬噸整列重車由本務機送至寬軌邊檢場完成邊檢作業(yè)后，牽引至寬軌到發(fā)場，完成技術(shù)檢查作業(yè)后，由調(diào)機牽引到達重車至換裝場，敞車散煤由翻車機進行卸車作業(yè)，集裝箱由龍門吊完成卸車作業(yè)，后由調(diào)機將空車送至寬軌到發(fā)線，技檢完成后，連掛本務機車，送至寬軌邊檢場，完成邊檢作業(yè)后，整列空車發(fā)往蒙古國。由國內(nèi)到達的萬噸整列空車，接入甘其毛都站既有準軌到發(fā)場后，由調(diào)機送至新建換裝場或既有筒倉或站臺裝車線，裝車完成后，送至準軌到發(fā)線技檢待發(fā)。

3.2 方案Ⅱ

3.2.1 平面設計

方案Ⅱ考慮集裝箱換裝不利用甘其毛都站既有鐵路設施，按縱列式布設邊檢場、到發(fā)場、換裝場。甘其毛都口岸換裝站方案Ⅱ平面布置示意圖如圖3 所示。

圖3 甘其毛都口岸換裝站方案Ⅱ平面布置示意圖Fig.3 Schematic diagram of floor plan of Ganqimaodu port transshipment station project scheme Ⅱ

（1）寬軌場。該方案邊檢場與到發(fā)場的布置形式及位置同方案Ⅰ。自到發(fā)場南端咽喉引出后，在甘泉區(qū)間正線北側(cè)平行布置換裝場。布設方式基本同方案Ⅰ，區(qū)別在于翻車機布設方向不同，機走線改為通過式，并與空車線連通，卸車線尾部貫通設機待線1 條，滿足調(diào)機轉(zhuǎn)線。

（2）準軌場。該方案將準軌到發(fā)場與換裝場合建，設準軌到發(fā)線兼裝車線4 條(含正線及機走線)，預留準軌到發(fā)線3 條(含機走線)，尾部貫通設機待線1 條，滿足近遠期準軌列車的接發(fā)車及裝車需求。準軌線路自換裝場引出后，平行于甘泉線向東敷設，并行6.03 km 后接軌于甘泉線，新設線路所1 處(安全線1 條)。

3.2.2 縱斷面設計

站內(nèi)邊檢場及到發(fā)場均采用1‰上坡，散煤卸車場及換裝場采用平坡，爬坡段線路均采用最大坡度6‰，接軌點順接1‰坡度100 m。

3.2.3 作業(yè)方式

從蒙古國入境的重車作業(yè)方式基本同方案Ⅰ。由國內(nèi)到達的萬噸整列空車，由內(nèi)燃本務機送至換裝場準軌到發(fā)線后，完成裝車和技檢后連掛本務機發(fā)往國內(nèi)。散煤由甘其毛都快裝線完成裝車作業(yè)后，送至甘其毛都到發(fā)線，技檢待發(fā)。

3.3 方案Ⅲ

3.3.1 平面設計

方案Ⅲ考慮不利用甘其毛都站與馳恒監(jiān)管區(qū)之間的用地，維持過境點不變，在馳恒監(jiān)管區(qū)東側(cè)，按混合式布設邊檢場、到發(fā)場、換裝場。甘其毛都口岸換裝站方案Ⅲ平面布置示意圖如圖4 所示。

（1）寬軌場。寬軌線路引入后，向東南敷設，在甘其毛都站Ⅱ場東側(cè)布設邊檢場，在馳恒監(jiān)管區(qū)東側(cè)橫列式設置寬軌到發(fā)場、換裝場、卸車場，股道數(shù)量及有效長同方案Ⅰ。在寬軌到發(fā)場南端咽喉西側(cè)，以300 m 半徑的回轉(zhuǎn)線將到發(fā)場與換裝場及卸車場連接，滿足萬噸整列牽引轉(zhuǎn)線作業(yè)。

（2）準軌場。準軌場到發(fā)場利用甘其毛都Ⅰ場，在甘其毛都站Ⅱ場Ⅱ-4 道增加1 組1/9 道岔，以300 m 半徑的回轉(zhuǎn)線與換裝場準軌連接，滿足準軌集裝箱裝車需求。

3.3.2 縱斷面設計

為充分利用既有鐵路設施，換裝站標高與甘其毛都站基本保持一致，站內(nèi)采用平坡。

3.3.3 作業(yè)方式

由蒙古國入境的萬噸整列重車作業(yè)方式同方案I。由國內(nèi)到達的萬噸整列空車，接入甘其毛都既有到發(fā)場后，由調(diào)機利用北端回轉(zhuǎn)線送至換裝場，裝車完成后，送至到發(fā)線，技檢待發(fā)。散煤由甘其毛都快裝線完成裝車作業(yè)后，送至到發(fā)線，技檢待發(fā)。

3.4 方案比選

3.4.1 主要工程數(shù)量

甘其毛都口岸換裝站工程項目主要包括新征用地、路基(含土石方、鋪軌、鋪岔、鋪砟)建設等內(nèi)容，主要工程數(shù)量如表2 所示。

表2 主要工程數(shù)量表Tab.2 Quantity of major projects

3.4.2 優(yōu)缺點分析

（1）方案Ⅰ。優(yōu)點主要有：①可充分利用既有土地，新征土地少；②充分利用甘其毛都站既有鐵路設施，鋪軌里程短，投資低；③具備較好的改擴建條件。缺點主要是調(diào)車作業(yè)需折角運輸，部分股道取送車作業(yè)與接發(fā)車作業(yè)存在進路交叉，影響車站咽喉利用率提升。

（2）方案Ⅱ。優(yōu)點主要有：①換裝場與到發(fā)場按縱列式布置，作業(yè)順暢，效率較高；②與甘其毛都站相互獨立，作業(yè)無干擾；③調(diào)車作業(yè)較少，走行距離短，效率高。缺點主要有：①未能充分利用甘其毛都站既有鐵路設施；②土方工程量大，鋪軌里程長，新征土地多，輸煤皮帶長，投資最高；③準軌到發(fā)場與換裝場合建，不具備遠期電氣化改造條件及不均衡到達條件。

（3）方案Ⅲ。優(yōu)點主要有：①換裝場與到發(fā)場按橫列式布置，布置緊湊，方便集中管理；②調(diào)車作業(yè)與接發(fā)車作業(yè)平行開展，作業(yè)靈活；③具備較好的改擴建條件。缺點主要有：①新征土地較多，投資較高；②工程投資最高；③調(diào)車作業(yè)繞行距離較長。

綜上所述，3 個方案各有優(yōu)劣，但考慮征地難度、既有設備利用率、遠期擴建以及投資額度等，方案Ⅰ是相對容易實施、且遠近期結(jié)合較好的方案，因此研究推薦方案I，即甘其毛都站南端咽喉接軌方案。

4 結(jié)束語

甘其毛都口岸換裝站項目建設是連接中蒙兩國貨物交流的鐵路運輸通道，對保障口岸鐵路煤炭運輸，實現(xiàn)經(jīng)濟互補，促進中蒙兩國的經(jīng)濟發(fā)展有著積極的意義和作用。同時，該項目的建成不僅有助于完善中蒙兩國間基礎設施合作機制、增強運輸設施布局，還能有效降低運輸成本，促進節(jié)能環(huán)保，縮短通關(guān)時間，推進口岸可持續(xù)健康發(fā)展。研究表明甘其毛都口岸換裝站項目的建設是可行、經(jīng)濟、合理的，中蒙兩國應盡早對接跨境鐵路建設方案，明確寬/準軌鐵路接軌點的精確位置及跨境鐵路投資建設主體等事宜。