寧西鐵路南陽至合肥段建設方案研究

潘國強

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063)

1 概述

寧西鐵路線是一條在隴海線和長江之間橫跨我國東中西部的東西大干線,途經陜西、河南、湖北、安徽、江蘇 5省,是西北等廣大地區與華東、中南地區間最便捷的鐵路運輸通道。該線自 2004年 1月通車運營以來,客貨運量增長較快,由于既有寧西鐵路南陽至合肥段為單線、內燃牽引,線路通過能力小,客貨運輸質量不高,難以滿足客貨運量快速增長競爭需要;線路標準低,如客車平均旅速僅為65 km/h,貨物列車平均旅速僅為 34 km/h,難以達到貨運便捷、客運快捷的要求,在一定程度上制約了鐵路在運輸市場中與其他運輸方式的競爭;牽引種類與相鄰線路不匹配,難以與相鄰路網匹配,影響運輸效率,不利于機車交路的延長,不利于發揮鐵路網絡效益;同時牽引種類(內燃)不符合鐵路技術政策和國家節能減排政策。因此,對該段線路進行改造是十分必要的。根據寧西線擴能改造項目運量預測及功能定位的分析,通過研究宏觀建設方案、增建第二線建設方案及其主要技術標準、引入地區建設方案、牽引供電方案等后,提出該線適宜的擴能改造建設方案。

2 項目運量預測及功能定位

2.1 相鄰路網規劃

根據《中長期鐵路規劃》(2008年調整)路網,與寧西線平行的,北有隴海通道(客貨分線)、漯阜、阜淮線等,南有滬漢蓉大能力快速通道;與寧西線交叉的,有焦柳、京廣通道(客貨分線)、京九線、阜六線等。

2.2 項目運量預測

本線主要承擔西北、豫西南、鄂西北等與華東、中南地區間的客貨交流。根據研究區域貨運量需求增長趨勢,結合全國運量規劃目標,考慮鐵路與其他運輸方式合理分工,及對路網運輸里程與時間進行比較,并結合合理的運輸組織方案的基礎上,主要分析研究本線與隴海鐵路通道等相關通道的合理分工,并進行網絡分配,預測本線通過運量、地方運量及本線區段貨流密度 (表1)。

表1 研究年度區段貨流密度、旅客列車對數匯總

2.3 項目功能定位

根據研究年度路網構成及預測的客貨運量,寧西線主要承擔西北、豫西南、鄂西北和川渝部分地區與華東地區(除皖蘇北、山東)及中南部分地區間的貨物交流;隨著徐蘭、滬漢蓉快速通道的建成,本線客流以沿線及周邊地區與華東地區以及沿線內部間的旅客交流為主,同時承擔西北與浙西間以及鄂西北、川東北、陜南等地區與合肥及以東的部分旅客交流。因此,本線的功能定位是一條溝通西北與華東中南地區、以貨為主、兼顧客運的重要干線鐵路。

3 宏觀建設方案研究

3.1 既有單線擴能方案

如果維持既有單線,可采用的擴能方案主要包括:提高牽引質量、電化改造、加站、雙插、部分復線、以及單線自動閉塞等。分析表明:通過延長既有到發線有效長 850 m至1 050m,進行電化改造,牽引質量由4 000 t提高至6000 t,近期本線區間能力仍然不足;寧西線既有車站 55個,平均站間距較小且相對均衡,而且全線各區間普遍能力缺口較大,因此采用加站、雙插、部分復線等措施,不能從根本上解決本線能力不足的問題;單線自動閉塞方案可提高能力 15%左右,但本線已采用自動站間閉塞,而且能力缺口仍然大,因此該方案不適用于本線。因此,既有單線擴能方案不能滿足研究年度運輸需求。

3.2 增建二線擴能改造方案

由于既有寧西線南陽至合肥段沿線地形、地貌、地質情況等較好,該線建成通車運營不久,原線路平面條件較好,并且南陽至潢川段是按單線預留雙線、潢川至合肥段按單線預留雙線條件設計的,增建第二線后,遠期運量最大區段能力利用率為 61%,滿足研究年度客貨運量需求,因此,增建第二線方案經濟可行。

3.3 新建雙線方案

為了提高該通道運輸質量,考慮新建較高標準(200 km/h預留 250 km/h條件)的新雙線。從預測運量與能力分析,新建雙線,將與既有線共同構成三線格局,能力富余太多,既有線則將處于閑置狀態,而工程投資將比沿既有線增建二線方案增加 89%,達 156.6億元。結合本線功能定位,新建雙線方案不可取。

綜上所述,寧西線擴能改造宏觀建設方案選擇增建第二線方案為宜。

4 增建第二線建設方案研究

4.1 速度目標值研究

(1)既有線提速方案

既有寧西線南陽至合肥段,除南陽、信陽、潢川、合肥等地區外,線路平面最小半徑為1 600m,如果對部分半徑為1600m的曲線按 160 km/h的速度要求重新配置緩長,既有線的速度可以提高至 160 km/h。經技術經濟比較,既有線提速至 200 km/h方案較160 km/h方案增加投資約 28.4億元,投資高、廢棄工程多、節時比不合理,因此,推薦既有線按提速至 160 km/h,局部地段限速設計。

(2)增建二線地段速度目標值研究

由于既有線按 160 km/h進行技術改造,因此,二線的速度目標值應不低于既有線;但本線又是以貨運為主的客貨共線鐵路,速度目標值也不宜過高。經分析比較,二線采用 200 km/h速度相對于 160 km/h速度方案,南陽至六安段投資增加 22.3億元,根據本線功能定位,推薦本段二線速度按 160km/h設計。

六安至合肥段,寧西客車上合武線至合肥站,而寧西本線只需運行貨車至合肥東編組站,該段可實現客貨分線運輸。因此,該段二線速度目標值應按與既有線相同進行設計。

4.2 引入地區建設方案

4.2.1 引入南陽地區

南陽地區是由焦柳線和寧西線形成“十”字形交叉,其中南陽站為地區客運站,南陽西站為地區主要技術作業站。根據該地區總圖,寧西線引入南陽地區,主要工程有南陽站增設北西客車、西南聯絡線,并考慮西北、北西雙線引入南陽站設計方案;結合站房改建方案,優化對南陽站場配套進行改建;南陽西站部分到發線有效長滿足1 050m設計等。

4.2.2 引入信陽地區

信陽地區處于京廣線與西寧線交叉點,鄭武客運專線經過新信陽并新建高速站。本次寧西線引入信陽地區,主要工程有增二線引入信陽北站、雙線貫通信陽站的引出方案,既有信陽北站、信陽站維持既有站型和規模,減少對既有咽喉區改建工程。

4.2.3 引入六安地區

六安位于既有寧西線與合武線交匯處,又有在建的阜六線引入。在六安站形成北客南貨分場設置格局。本次寧西線引入信陽地區,主要工程有分路口站阜六上行聯絡線工程;六安站增二線工程、下行客車聯絡線等工程。

4.2.4 引入合肥樞紐

根據總圖規劃,研究年度寧西增建二線從長安集接入合肥樞紐,長安集至合肥東、合肥區間能力經檢算近(遠)期皆能滿足要求。長安集站改建工程由樞紐南環線工程統一設計;合肥東站改建工程由淮南線電化工程統籌考慮。

4.3 增建第二線左右側方案

4.3.1 二線左右側選擇原則

二線左右側的選擇,一方面應結合沿線地形、地質條件,既有線站場布置、橋位隧址、路基支擋工程及二線預留工程情況等;另一方面要貫徹有助于構筑合理速度路段、盡可能形成長大段落高標準第二線,還應減少對既有線運營的干擾,盡量減少換側次數,最后經綜合比選確定。

4.3.2 二線左右側選擇方案

本段線路原預留二線(潢川至合肥為預留二線條件,沒有具體工程)均位于右側,本次設計共進行了 6次換側,換側點在淮源、李家灣、江灣、信陽、分路口、六安。

5 牽引供電方案研究

寧西線南陽至合肥段既有為內燃。根據地區和本線特點,全線研究了采用AT和TRNF不同供電方式及其牽引變電所、分區所分布方案?？紤] TRNF供電方式在經濟上有優勢,技術上接觸網結構簡潔;另外由于本線既有單線隧道凈空較小,架設 AT牽引網相當困難,因此,優先采用 TRNF供電方式。但六安—合肥樞紐利用合武鐵路AT牽引變電所,如本段采用TRNF,則供電臂過長,電壓水平不滿足要求,因此該段采用AT供電方式。

6 結論

寧西線是一條溝通西北與華東中南地區、以貨為主、兼顧客運的重要干線鐵路,根據運量預測及其功能定位分析,該線進行擴能改造十分必要。擴能改造方案推薦增建第二線方案,速度目標值宜采用 160 km/h,增建第二線盡量沿既有線并行等高,避免既有線大的改動;根據各地區或樞紐特點,引入第二線,減少對既有咽喉區改建工程;南陽—六安段采用 TRNF供電方式,六安—合肥樞紐利用合武鐵路 AT牽引變電所并采用 AT供電方式。

[1]鐵道部經濟規劃研究院.中長期鐵路網規劃(2008調整)[M].北京:2008.

[2]中鐵第四勘察設計院集團有限公司.寧西鐵路南陽至合肥段預可行性研究報告[R].武漢:2008.

[3]中鐵第四勘察設計院集團有限公司.寧西鐵路南陽至合肥段可行性研究報告[R].武漢:2009.

[4]何華武.中國鐵路既有線 200 km/h等級提速技術[M].北京:中國鐵道出版社,2007.

[5]鐵道第四勘察設計院.滬漢蓉鐵路快速客運通道規劃研究報告[R].武漢:2003.

[6]GB50090— 2006,鐵路線路設計規范[S].

[7]詹振炎,等.鐵路選線設計的現代理論和方法[M].北京:中國鐵道出版社,2001.

[8]鐵路技術管理規程[M].北京:中國鐵道出版社,2007.