達(dá)萬鐵路擴(kuò)能改造工程麻柳鎮(zhèn)至萬州西段方案研究

伍華光

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

1 項(xiàng)目概述

達(dá)萬鐵路位于川東北、渝東北地區(qū)，線路西起襄渝鐵路達(dá)州站，行經(jīng)四川省達(dá)州市、開江縣，重慶市梁平區(qū)，終至萬州區(qū)萬州站，是連接川東北、渝東北地區(qū)的重要鐵路。達(dá)萬鐵路擴(kuò)能改造工程是落實(shí)國家推動成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)重大戰(zhàn)略部署，是助力“萬達(dá)開川渝統(tǒng)籌發(fā)展示范區(qū)”協(xié)同發(fā)展的需要。達(dá)萬鐵路擴(kuò)能改造工程麻柳鎮(zhèn)至萬州西段地勢跌宕起伏，地貌以山地為主，地質(zhì)條件復(fù)雜，研究范圍內(nèi)主要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)有重慶市梁平區(qū)、開州區(qū)，并與重慶市萬州區(qū)呈三角分布，線路無法直接串聯(lián)，既有達(dá)萬鐵路經(jīng)梁平區(qū)終至萬州站下水，線路繞行距離較遠(yuǎn)，同時(shí)無法解決重慶市開州區(qū)客貨運(yùn)需求，本次擴(kuò)能改造工程須與上位規(guī)劃相結(jié)合，充分考慮沿線主要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，滿足渝東北地區(qū)客貨運(yùn)運(yùn)輸需求。

2 擴(kuò)能方案研究

2.1 既有線能力適應(yīng)性分析

根據(jù)預(yù)測客貨運(yùn)量水平，本線近期為單線規(guī)模，遠(yuǎn)期達(dá)州至麻柳鎮(zhèn)段為雙線規(guī)模。考慮研究年度萬州港上下水的集裝箱運(yùn)量較大，快運(yùn)列車對數(shù)較多，占用區(qū)間能力較大，本線近期14個(gè)區(qū)間、遠(yuǎn)期15個(gè)區(qū)間通過能力不能滿足預(yù)測運(yùn)量需求，能力缺口分別為近期0.6對/日～18.4對/日，遠(yuǎn)期5.3對/日～31.3對/日。因此，既有單線通過能力嚴(yán)重不足，無法滿足研究年度運(yùn)輸需求，亟需進(jìn)行擴(kuò)能改造。

2.2 擴(kuò)能方案研究

結(jié)合本項(xiàng)目功能定位、運(yùn)量增長趨勢、既有線設(shè)備狀況及沿線經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)分布情況，按照盡量利用既有設(shè)備、降低工程投資、點(diǎn)線能力協(xié)調(diào)、提高鐵路現(xiàn)代化水平的原則，結(jié)合能力適應(yīng)性分析，重點(diǎn)對單線格局和雙線格局兩個(gè)系列方案進(jìn)行論證研究。

2.2.1 單線格局

（1）加站、雙插及局部復(fù)線方案。既有達(dá)萬線運(yùn)營長度為158.1 km，共分布車站18處，平均站間距9.3 km，車站分布較均勻密集。通過能力適應(yīng)性分析可知，近、遠(yuǎn)期分別僅有3個(gè)、2個(gè)區(qū)間能力滿足需求。因此，考慮本線車站分布較均勻、能力缺口區(qū)間個(gè)數(shù)較多，故無法采用加站、雙插及局部復(fù)線方案有效提高通過能力，本方案研究后予以舍棄。

（2）牽引質(zhì)量4 000 t方案。本線為單線電氣化鐵路，既有到發(fā)線有效長度為880 m，滿足HXD系列機(jī)車雙機(jī)牽引4 000 t的條件。實(shí)際運(yùn)營中，本線小部分列車采用HXD系列小功率機(jī)車單機(jī)牽引2 800 t。本次研究除與萬涼線、滬漢蓉線存在貨運(yùn)交流及集裝箱快運(yùn)列車外，牽引質(zhì)量均為4 000 t，屆時(shí)本線列車對數(shù)將略有減少。經(jīng)研究采用HXD系列機(jī)車牽引4 000 t后，通過能力缺口仍較大，近期12個(gè)區(qū)間、遠(yuǎn)期15個(gè)區(qū)間通過能力不能滿足預(yù)測運(yùn)量需求，仍需進(jìn)行其他方式擴(kuò)能改造。

（3）進(jìn)一步提升牽引質(zhì)量方案。相鄰路網(wǎng)牽引質(zhì)量均為4 000 t系列，須大幅提升牽引質(zhì)量，以滿足運(yùn)輸能力要求。本線大幅提升牽引質(zhì)量后與相鄰鐵路牽引質(zhì)量不匹配，增加了達(dá)州及萬州區(qū)段站的增減軸作業(yè)，運(yùn)輸組織不便捷，車站延長既有到發(fā)線有效長度，工程投資巨大且影響正常運(yùn)營。因此，本方案研究后予以舍棄。

（4）單線半自動閉塞改自動閉塞方案。本線半自動閉塞改為自動閉塞，按成對部分追蹤運(yùn)行圖組織運(yùn)營，區(qū)間通過能力可提升10%~15%左右。經(jīng)研究本線自動閉塞改造后，通過能力缺口仍較大，近期10個(gè)區(qū)間、遠(yuǎn)期13個(gè)區(qū)間通過能力不能滿足預(yù)測運(yùn)量需求。因此，本方案研究后予以舍棄。

（5）小結(jié)。由于本線研究年度運(yùn)量增幅較大，尤其是集裝箱運(yùn)量較多，故在維持既有單線的基礎(chǔ)上采用加站、雙插及局部復(fù)線、進(jìn)一步提高牽引質(zhì)量、半自動閉塞改自動閉塞等擴(kuò)能措施對提升能力十分有限，無法滿足研究年度運(yùn)輸需求。且由于沿線地形復(fù)雜，單線擴(kuò)能措施車站位置選擇余地小、工程難度大、對既有線運(yùn)營干擾大，故本次研究暫不推薦單線擴(kuò)能方案。

2.2.2 雙線格局

本次分別研究了增建二線按雙線運(yùn)營、新建單線與既有線按雙單線運(yùn)營兩個(gè)擴(kuò)能方案。

（1）增建二線按雙線運(yùn)營。為減少既有線的改造，新建線盡量接入相關(guān)既有車站，考慮到兩線速度目標(biāo)值的差距，在線路中間位置實(shí)施換側(cè)，使上、下行運(yùn)行時(shí)分基本一致。兩線按復(fù)線運(yùn)營，為更好發(fā)揮雙線鐵路的運(yùn)輸能力，同時(shí)進(jìn)行自動閉塞改造。

本項(xiàng)目進(jìn)行增建二線擴(kuò)能改造后，通過能力提高十分顯著，按追蹤間隔時(shí)間8 min計(jì)算，線路平圖能力達(dá)165.0對/日；同時(shí)可封閉部分會讓站，屆時(shí)全線僅需開放9個(gè)車站和1個(gè)線路所，大大節(jié)省了鐵路運(yùn)營成本。但沿既有線增建二線方案的鐵路覆蓋范圍相對較小，對地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動作用略有欠缺。

（2）新建單線與既有線按雙單線運(yùn)營方案。經(jīng)能力適應(yīng)性分析可知，達(dá)州至麻柳鎮(zhèn)段近期運(yùn)量需求已遠(yuǎn)超一條單線鐵路的能力規(guī)模，故考慮對該段進(jìn)行增建二線擴(kuò)能改造。此外，新建單線自麻柳鎮(zhèn)站引出，經(jīng)開州區(qū)終至萬州站。在通過能力允許情況下，新單線除承擔(dān)開州地區(qū)客貨運(yùn)量外，還承擔(dān)達(dá)州地區(qū)與萬州地區(qū)通過的集裝箱運(yùn)量。兩線運(yùn)營分工為：既有單線承擔(dān)少部分客車、長墊梁方向集裝箱快運(yùn)列車、部分直區(qū)列車及所有摘掛列車；新建單線承擔(dān)大部分客車、剩余集裝箱快運(yùn)列車及直區(qū)列車。

新建單線與既有線按雙單線運(yùn)營，新單線采用較高標(biāo)準(zhǔn)，相比既有線可減少旅客列車和集裝箱快運(yùn)列車旅行時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益；新單線經(jīng)過開州區(qū)設(shè)站，對沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到良好推動作用。但兩條單線開站數(shù)量較多，增加了人力、設(shè)備和管理成本。

3 線路走向方案研究

3.1 影響線路方案的主要因素

3.1.1 區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃

達(dá)萬鐵路擴(kuò)能改造已被納入重慶市相關(guān)規(guī)劃中，是重慶市“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)推進(jìn)的前期項(xiàng)目。同時(shí)在規(guī)劃中要求加快長墊梁鐵路前期工作及研究論證達(dá)開巫襄、萬開安貨運(yùn)鐵路，以上規(guī)劃均對本項(xiàng)目的線路方案有重要影響。

3.1.2 經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)

研究區(qū)域內(nèi)分布的主要城市有四川省開江縣，重慶市萬州區(qū)梁平區(qū)、開州區(qū)等重大經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)。線路應(yīng)本著“服務(wù)人民、滿足運(yùn)輸、促進(jìn)發(fā)展”的原則，線路盡可能地覆蓋區(qū)域內(nèi)主要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，以帶動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.1.3 城市規(guī)劃

項(xiàng)目應(yīng)充分結(jié)合沿線主要城市規(guī)劃，合理選擇站位，滿足地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國土資源開發(fā)要求。

3.1.4 地質(zhì)條件

（1）不良地質(zhì)。沿線區(qū)域褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育，對線路方案的比選影響較大。線路盡量避免與長大斷裂帶褶皺軸部伴行或小角度相交；盡量垂直或以大角度、短距離并盡量設(shè)置一般工程穿越構(gòu)造線、斷層破碎帶及影響帶。

沿線地形復(fù)雜，地貌多變，滑坡、泥石流、危巖落石、崩塌、巖堆、順層、巖溶、有害氣體、人為坑洞、高地應(yīng)力等不良地質(zhì)現(xiàn)象較為發(fā)育，巖溶區(qū)隧道建設(shè)面臨高水壓、涌突水，巖溶等工程問題，選線時(shí)應(yīng)盡量繞避大型不良地質(zhì)體以及治理難度極大或影響線路長度較長的不良地質(zhì)段落。

線路繞避或以大角度通過巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地帶、構(gòu)造發(fā)育帶、可溶巖與非可溶巖接觸帶、巖溶水富集區(qū)及巖溶水排泄帶，以大角度與暗河相交，避免與暗河平行走行，并保證暗河安全頂、底板厚度。應(yīng)選擇在非巖溶化地區(qū)或巖溶發(fā)育微弱、范圍最窄、頂板穩(wěn)固、受巖溶水影響最小的地帶通過，線路高程宜在垂直滲流帶中，需進(jìn)行巖溶專項(xiàng)勘察。

（2）壓覆礦產(chǎn)區(qū)。沿線礦產(chǎn)資源豐富，礦產(chǎn)開采和探查區(qū)較多，直接影響方案的選擇，選線盡量繞避，如無法繞避，通過評估選擇最經(jīng)濟(jì)合理的通道。

線路經(jīng)行含煤地層和下伏含油氣資源地層時(shí)，因有害氣體溢出具不確定性，線路盡量減少挖方和隧道工程，須針對區(qū)內(nèi)有害氣體做專項(xiàng)勘察及研究。

3.1.5 環(huán)境敏感區(qū)

經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，工程沿線區(qū)域分布有環(huán)境敏感區(qū)18處，其中風(fēng)景名勝區(qū)2處、森林公園4處、飲用水水源地及保護(hù)區(qū)12處。

線路走向盡量繞避環(huán)境敏感點(diǎn)，確實(shí)無法繞避時(shí)要繞避核心區(qū)或以隧道形式通過減少對環(huán)境的影響。

3.2 線路走向方案研究

綜合考慮達(dá)萬鐵路擴(kuò)能改造工程麻柳鎮(zhèn)至萬州西段既有線情況、地質(zhì)條件、區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)分布、城市規(guī)劃、環(huán)境敏感區(qū)等控制因素，對麻柳鎮(zhèn)至萬州西段共研究了增建二線方案、經(jīng)臨江鎮(zhèn)新建單線方案及經(jīng)岳溪鎮(zhèn)新建單線方案三個(gè)走向方案。下圖為線路走向方案示意圖。

3.2.1 方案說明

（1）增建二線方案。本方案線路起自麻柳鎮(zhèn)站引出沿既有達(dá)萬鐵路增建二線至既有達(dá)萬鐵路三正站，之后并行渝萬城際新建單線繞行段至李河鎮(zhèn)設(shè)李河北站，出站后折向東南引入既有萬州西站。增建二線線路全長108.877 km，橋梁長度為14.769 km，隧道長度為25.535 km，橋隧比為37.37%。靜態(tài)投資約為89.11億元。

（2）經(jīng)臨江鎮(zhèn)新建單線方案。線路自改建麻柳鎮(zhèn)站引出，沿既有線走行至葫蘆鄉(xiāng)以隧道形式越嶺，之后折向東北方向于開江縣葫蘆潭鎮(zhèn)新設(shè)葫蘆潭站，繼續(xù)向東北走行經(jīng)寶石鎮(zhèn)新設(shè)寶石站、開州區(qū)南雅鎮(zhèn)南側(cè)新設(shè)南雅站、至臨江鎮(zhèn)新設(shè)臨江站，出站折向南以隧道穿越鐵峰山于長沙鎮(zhèn)設(shè)長沙鎮(zhèn)站，繼續(xù)向南以隧道形式穿歇鳳山終至萬州西站。本方案新建線路長度88.01 km，橋梁長度為6.022 km，隧道長度為42.980 km，橋隧比為55.68%，靜態(tài)投資約為82.73億元。

（3）經(jīng)岳溪鎮(zhèn)新建單線方案。線路自改建麻柳鎮(zhèn)站引出，沿既有線走行至葫蘆鄉(xiāng)以隧道形式越嶺，之后一直向東南方向行進(jìn)，經(jīng)開江縣靖安鄉(xiāng)新設(shè)靖安站、開江縣長嶺鎮(zhèn)設(shè)長嶺站，繼續(xù)向東南方向走行以隧道形式穿越鐵峰山，并折向東北至萬州區(qū)彈子鎮(zhèn)設(shè)彈子鎮(zhèn)站，沿省道S303繼續(xù)向東北方向走行，經(jīng)五通鄉(xiāng)設(shè)五通鄉(xiāng)站、開州區(qū)岳溪鎮(zhèn)設(shè)岳溪站，出站后折向東南以隧道形式穿越歇鳳山至萬州區(qū)新店子鎮(zhèn)設(shè)新店子站，終至既有達(dá)萬鐵路萬州西站。本方案新建單線方案線路全長78.167 km，橋梁長度為5.960 km，隧道長度為39.23 km，橋隧比為57.81%，靜態(tài)投資約為74.26億元。

3.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

從運(yùn)輸能力和運(yùn)輸質(zhì)量角度分析：既有線增建二線后，較單線通過能力提升十分顯著，在區(qū)域內(nèi)可形成大能力主干通道；同時(shí)雙線鐵路列車采用追蹤運(yùn)行，設(shè)計(jì)速度可以充分發(fā)揮，運(yùn)輸質(zhì)量高，符合項(xiàng)目建設(shè)功能定位要求。從區(qū)域路網(wǎng)協(xié)調(diào)性角度分析：經(jīng)臨江鎮(zhèn)新建單線方案充分考慮了區(qū)域內(nèi)規(guī)劃的達(dá)開巫襄、萬開安貨運(yùn)鐵路布局，與既有鐵路形成兩條通道，有效地帶動渝東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從上位規(guī)劃和路網(wǎng)覆蓋面角度分析：經(jīng)臨江鎮(zhèn)新建單線方案走行開州區(qū)重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和浦里新區(qū)，對助力“萬達(dá)開川渝統(tǒng)籌發(fā)展示范區(qū)”協(xié)同發(fā)展起著重要作用，路網(wǎng)覆蓋范圍廣。從工程建設(shè)條件角度分析：增建二線沿既有達(dá)萬鐵路走行，可以利用部分既有線工程，工程條件較好，同時(shí)可以集約用地。從對既有線運(yùn)營干擾的角度分析：經(jīng)臨江鎮(zhèn)新建單線方案、經(jīng)岳溪鎮(zhèn)新建單線方案遠(yuǎn)離既有達(dá)萬鐵路，對既有達(dá)萬鐵路運(yùn)營干擾小。從工程投資角度分析：增建二線方案線路長度較長，投資較高。

3.2.3 線路走向方案推薦意見

綜上所述，增建二線方案既有線增建二線后，較單線通過能力提升十分顯著，在區(qū)域內(nèi)可形成大能力主干通道；同時(shí)雙線鐵路列車采用追蹤運(yùn)行，設(shè)計(jì)速度可以充分發(fā)揮，運(yùn)輸質(zhì)量高，符合項(xiàng)目建設(shè)功能定位要求；同時(shí)線路沿既有達(dá)萬鐵路走行，可以利用部分既有線工程，集約用地。故本次研究推薦增建二線方案。

4 結(jié)論

近年來，國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，各地區(qū)人才、物資、能源等運(yùn)輸需求放大，為滿足地區(qū)鐵路交通運(yùn)輸量要求，同時(shí)保障乘客舒適度和安全性，既有單線鐵路進(jìn)行擴(kuò)能改造勢在必行。因此文章以達(dá)萬鐵路擴(kuò)能改造工程麻柳鎮(zhèn)至萬州西段方案研究為例，充分考慮既有線情況、地質(zhì)條件、區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)分布、城市規(guī)劃、環(huán)境敏感區(qū)等控制因素，進(jìn)行比選分析，最后確定出最佳、最合理的方案。希望能為類似項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒與指導(dǎo)。