淺談新建郭神鐵路方案創(chuàng)新研究

邊千玲，許志林

（1 中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司 正高級(jí)工程師，北京 100088；2 中經(jīng)建研設(shè)計(jì)有限公司 正高級(jí)工程師，北京 100160）

0 引言

國家能源集團(tuán)在神府礦區(qū)獲得了郭家灣井田的開采權(quán)，井田的建設(shè)規(guī)模為800 萬t，現(xiàn)已正式投產(chǎn)運(yùn)營，井田開采煤炭主要運(yùn)往黃驊港和秦皇島。

目前，郭家灣井田煤炭外運(yùn)有兩種方式，利用既有鐵路運(yùn)輸和公鐵聯(lián)運(yùn)。郭家灣煤礦距國鐵準(zhǔn)神線郭家灣站約2 km，利用既有鐵路通道運(yùn)輸，礦區(qū)煤炭可通過皮帶傳輸，直接在郭家灣站整列裝車，經(jīng)過準(zhǔn)神線—神延線運(yùn)輸至神木北站及神池南以遠(yuǎn)方向，但在紅柳林站及神木北站均存在折角運(yùn)輸，運(yùn)輸效率低，運(yùn)輸距離長，運(yùn)輸干擾大。而公鐵聯(lián)運(yùn)存在二次倒運(yùn)，且運(yùn)輸效率低，運(yùn)輸成本高，污染環(huán)境，與國家藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、“公轉(zhuǎn)鐵”運(yùn)輸部署不符。

為解決上述問題，國家能源集團(tuán)擬新建專用鐵路郭家灣至神木北工程，簡稱“郭神線”，實(shí)現(xiàn)郭家灣井田煤炭由井田通過既有準(zhǔn)神線—郭神線—神朔線由鐵路運(yùn)輸直達(dá)東部沿海港口，以實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸?shù)慕当驹鲂?，同時(shí)符合國家運(yùn)輸總體部署，并能促使國家能源集團(tuán)在神府礦區(qū)集約化煤炭運(yùn)輸通道的形成，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 項(xiàng)目的難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

1.1 工程概況

郭神線位于陜西省榆林市神木縣境內(nèi)，由聯(lián)絡(luò)線和預(yù)留下行疏解線組成。聯(lián)絡(luò)線自既有神朔線的神木北站引出，在DK2+550 新設(shè)神木北組合場，與準(zhǔn)神線并行至石窯店車站接軌。預(yù)留疏解線自神朔線神木北站北端咽喉引出，跨越既有神朔線下行和上行線后，接入新設(shè)神木北組合場。新建聯(lián)絡(luò)線長8.628 km，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級(jí)單線電氣化鐵路，運(yùn)營后運(yùn)輸能力為5 886 萬t/年。

1.2 項(xiàng)目功能定位準(zhǔn)確

郭神線是神朔—朔黃（大秦）陜煤外運(yùn)通道的支線，是構(gòu)筑神朔鐵路3 億t 煤炭集疏運(yùn)體系保證煤源供給的需要，使郭家灣井田、青龍寺井田煤炭經(jīng)鐵路運(yùn)輸直達(dá)北方港口，減少了紅柳林及神木北站折角運(yùn)輸，縮短運(yùn)距24 km，近、遠(yuǎn)期可節(jié)省運(yùn)費(fèi)分別為2 835.6 萬元/年、4 794.0 萬元/年。

1.3 國鐵與企業(yè)自營鐵路網(wǎng)間實(shí)施聯(lián)網(wǎng)跨線直通運(yùn)輸

郭神線線路長度僅8.628 km，兩端分別與國家、企業(yè)路網(wǎng)既有站接軌。其中神木北站為神朔線的區(qū)段站，隸屬于國家能源集團(tuán)神朔鐵路分公司管轄，為企業(yè)自營鐵路；石窯店站為國鐵準(zhǔn)神線上的中間站，隸屬于國家鐵路集團(tuán)有限公司管轄。本工程的修建作為紐帶，連通國家鐵路與企業(yè)自營兩個(gè)不同性質(zhì)的路網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)國家與企業(yè)路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)跨線直通運(yùn)輸，以滿足煤炭外運(yùn)需要，實(shí)現(xiàn)降本增效。

因本線只運(yùn)行貨物列車，且貨流單一，全部為煤炭，到發(fā)集中，為實(shí)現(xiàn)上述需求，最終確定采用跨線直通運(yùn)輸組織模式，自管自營運(yùn)營管理模式。接軌站石窯店站為國鐵與神朔鐵路公司的分界站。在分界站增設(shè)局界站相關(guān)的信息系統(tǒng)，以進(jìn)站最外方絕緣節(jié)處為分界點(diǎn)，分界點(diǎn)以外由神朔公司負(fù)責(zé)運(yùn)營維護(hù)，分界點(diǎn)以內(nèi)委托中國鐵路西安局集團(tuán)公司管理。接軌站不辦理交接，不設(shè)交接場[1]，在局界站石窯店站，通過增設(shè)現(xiàn)代化相關(guān)的信息系統(tǒng)，使煤列由裝車站起票，計(jì)費(fèi)一票到終點(diǎn)站，并核收全部運(yùn)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)輸計(jì)費(fèi)一票到卸車站。在滿足運(yùn)輸管理需求的同時(shí)，提高運(yùn)輸效率，節(jié)省了工程投資，同時(shí)整合了社會(huì)資源，優(yōu)化了資源配置。

1.4 合理確定接軌引入方案，實(shí)現(xiàn)多方共贏

1.4.1 神木北站方案研究

設(shè)計(jì)年度內(nèi)，神木北站將有本線、青龍寺礦區(qū)鐵路專用線貨流引入。本線及青龍寺專用線工程牽引質(zhì)量均為5 000 t，根據(jù)車流組織，需要在神木北站進(jìn)行萬噸組合分解。

神木北站為神朔線上的區(qū)段站[2]，主要辦理客貨列車的到發(fā)、通過及機(jī)車換掛、檢修等作業(yè)。車站呈一級(jí)二場站型，站內(nèi)設(shè)有機(jī)務(wù)段、車輛段、接觸網(wǎng)工區(qū)、供電段等，是神朔鐵路上比較繁忙的車站。

站內(nèi)設(shè)正線2 條，接發(fā)5 000 t 列車的到發(fā)線9條；10 000 t 列車組合線1 束（3 條）、分解線2 束（5條）；調(diào)車線5 條。既有神木北站平面布置如圖1 所示。

圖1 既有神木北站平面布置示意圖

既有神木北站萬噸組合分解線束能力無法滿足本線和青龍寺礦區(qū)專用線組合分解需求，如果對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)能改造，通過實(shí)測，既有站已無擴(kuò)能條件，需在既有站外側(cè)增加股道，而神木北站緊靠山體，增設(shè)股道不僅對(duì)既有線運(yùn)營產(chǎn)生較大的行車干擾，同時(shí)需破壞山體，工程難度大，風(fēng)險(xiǎn)高，投資大。經(jīng)研究論證，充分利用既有線和神木北站的富余能力，不對(duì)車站進(jìn)行改擴(kuò)建，僅進(jìn)行簡單接軌引入，而在神木北站北側(cè)約2 km 處新建神木北組合場進(jìn)行萬噸組合，與神木北站呈縱列布置，并納入神木北站統(tǒng)一管理。不僅滿足郭神線和青龍寺專用線萬噸組合分解需求，同時(shí)增大神木北站組合分解能力，大大減少工程投資。而神木北組合場納入神木北站統(tǒng)一管理，與神木北站共用生產(chǎn)管理人員、部分房屋設(shè)備等，減少后期運(yùn)營費(fèi)用。神木北組合場平面布置詳見圖2 所示。

圖2 神木北組合場平面布置示意圖

1.4.2 石窯店站方案研究

石窯店站是準(zhǔn)神線上的一個(gè)中間站，車站呈橫列式布置，設(shè)東、西兩座車場，站房位于兩座車場之間，設(shè)基本站臺(tái)1 座。東側(cè)車場為石窯店物流中心鐵路車場，設(shè)到發(fā)線2 條、到發(fā)兼貨物線2 條，裝車線1 條，邊修線、機(jī)調(diào)線、機(jī)待線、安全線各1 條；設(shè)貨物站臺(tái)4 座。

石窯店接軌站作為國鐵與企業(yè)鐵路的分界站，涉及國家鐵路、國家能源集團(tuán)及秦峰物流公司三方。根據(jù)貨流方向，郭神線在石窯店站紅柳林方向引入運(yùn)輸組織順暢。

郭神線引入站內(nèi)新增裝卸運(yùn)量近、遠(yuǎn)期分別為95 萬t、175 萬t，通過列車在本站僅辦理通過和會(huì)讓作業(yè)。根據(jù)原則，地方鐵路與國鐵接軌采用直通運(yùn)輸模式，不設(shè)交接場，一般情況上、下行各增設(shè)1條到發(fā)線[3]。而石窯店站作為國鐵與神朔分公司的分界站，分界口運(yùn)輸不均衡或神木北組合場接車?yán)щy時(shí)需要在石窯店站進(jìn)行停靠，現(xiàn)狀上下行各只有1 條到發(fā)線，應(yīng)對(duì)運(yùn)輸不均衡和突發(fā)事件能力較差。且石窯店物流中心鐵路專用線車場作業(yè)，涉及國鐵、國家能源集團(tuán)、秦峰物流公司三方，利益相關(guān)方的訴求統(tǒng)一難度較大。

通過多方案的比選，最終確定郭神聯(lián)絡(luò)線由車站神木端咽喉接軌引出，利用既有石窯店站3 道與5 道間預(yù)留位置新建到發(fā)線4 道，并占用基本站臺(tái)位置增設(shè)到發(fā)線1 條。石窯店車站北端咽喉設(shè)機(jī)待線1 條。改造石窯店物流中心鐵路專用線車場北端咽喉，使其與準(zhǔn)神正線連通，同時(shí)南端咽喉橋外增加12 號(hào)道岔單渡線1 組，使本線與石窯店物流中心鐵路專用線車場連通。郭神線與國鐵的交接在國鐵車場和石窯店物流中心鐵路專用線車場均可以辦理。石窯店站改建方案平面布置詳見圖3 所示。

圖3 石窯店站改建方案平面布置示意圖

該方案運(yùn)輸組織靈活，最大程度利用既有設(shè)備，擴(kuò)能后為將來車站的進(jìn)一步擴(kuò)能留有空間，以較小工程代價(jià)滿足了功能需求，而且實(shí)現(xiàn)多方共贏。

1.5 合理確定跨神朔線特大橋橋位、橋式方案

郭神線上跨既有神朔線，受接軌方案、既有神朔線平面及高程、既有公路及新建加油站等因素控制[4]，研究了槽型梁、連續(xù)梁及簡支梁等多種梁式方案，比較了支架現(xiàn)澆法、轉(zhuǎn)體施工法、預(yù)制吊裝法等多種施工方法。經(jīng)多方論證，最終推薦采用20 m 簡支槽型梁分別跨越既有神朔鐵路上行線和下行線；簡支槽型梁之間采用1 孔28 m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁；在神木北站引出的小半徑曲線上，采用了5 孔16 m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁，其余采用32 m 標(biāo)準(zhǔn)簡支梁。

推薦的橋位、橋式方案，既滿足運(yùn)輸需求，同時(shí)減少了對(duì)神朔線的運(yùn)營干擾、降低了工程造價(jià)、規(guī)避了施工風(fēng)險(xiǎn)。

2 結(jié)束語

郭神線的修建是積極響應(yīng)落實(shí)國家提出的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》和《推進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020 年）》“公轉(zhuǎn)鐵”的戰(zhàn)略實(shí)施落地，促進(jìn)綠色環(huán)保運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

郭神線構(gòu)筑了神朔鐵路3 億t 煤炭集疏運(yùn)體系，保證煤源供給，可為當(dāng)?shù)靥峁┚蜆I(yè)機(jī)會(huì)，拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)，為推動(dòng)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極作用，促使沿線地區(qū)變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，加快西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也是降低企業(yè)運(yùn)輸成本，促進(jìn)企業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的需要。