銀川至西安鐵路主要技術標準選擇探討

白存倉

1 項目概況

擬建的銀川至西安鐵路(簡稱銀西鐵路)北起寧夏銀川市，向南經吳忠市、甘肅慶陽市和陜西咸陽市，南抵西安市，線路全長599.1km，沿線連接沿黃城市帶、隴東地區和關天經濟區。線路行經地區主要為黃土高原。在區域鐵路網中其北接包蘭鐵路，中聯太中銀、西平鐵路和規劃的平慶黃線，南經西安樞紐與隴海、西康、寧西、鄭西客專、西成客專等鐵路銜接，輻射華東、中南、西南等廣大地區。項目沿線礦產、旅游資源豐富，區位條件優越，路網主骨架特征明顯。研究年度近期2025年，遠期2035年。相關既有鐵路主要技術標準見表1。

表1 區域路網既有相關鐵路主要技術標準

2 鐵路主要技術標準研究

1)鐵路等級。銀西鐵路連接銀川與西安兩大省會城市，同時兼顧甜水堡、環縣、慶陽等地區煤炭資源開發，為路網骨干線路。近期預測運量最小區段為客車43對/日、544萬t/年，大于20mt，推薦為Ⅰ級鐵路。

2)正線數目。考慮隴東地區煤炭資源開發，銀西鐵路銀川至慶陽南段為客貨共線鐵路，近期預測運量最小區段為客車43對/日，544萬t/年，需按雙線設計;慶陽南至西安北段貨運分流至西平鐵路，線路只承擔客運作業，近期預測客車對數62對，數量多且等級高，也需按雙線設計。推薦全線一次雙線。

表2 銀川至全國大城市間總體旅行時間

3)速度目標值。a.時間目標值分析。銀西鐵路的客流以銀川、蒙西、慶陽地區至陜西、西南、華東、中南的商務、旅游等中長途旅客為主，占總客流的65%左右，銀川至吳忠、太陽山和西安至機場、乾縣、彬縣、慶陽地區的客流為城際客流。銀川至全國大城市間列車要求的旅行時間見表2，銀西鐵路上旅行時間需控制在4 h左右。銀川至西安高速公路旅行時間為8.53 h(附加時間1 h)，鐵路運行時間在6 h(附加時間1.5 h)以內，較公路具有競爭力;兩地間航空旅行時間約3.87 h(附加時間3 h)，若鐵路運行時間控制在4 h左右，并發揮全天候、低費用優勢，較航空也具有競爭力。因此全線的時間目標值宜確定為4 h。b.速度目標值的綜合比較。銀川至慶陽南段。考慮區域路網中相關的包蘭、太中銀鐵路速度目標值為200km/h，關中城際、鄭西客專、西成客專等速度目標值為200km/h及以上，研究了160km/h，200km/h，200km/h平縱斷面預留提速條件和200km/h線下預留250km/h四個方案進行比較，主要工程經濟及運營效果見表3。可以看出，200km/h和200km/h平縱斷面預留提速條件方案經濟效益較佳，且預留提速條件方案僅在部分路段增加遷改工程和少量土建工程。考慮機車車輛技術的發展，推薦速度目標值為200km/h平縱斷面預留提速條件。慶陽南至西安北段。按客運專線標準，慶陽南至西安北段研究了200km/h，250km/h，350km/h三個速度目標值方案，主要工程經濟及運營效果見表4。可以看出，250km/h較200km/h方案工程投資增加21.82億元，約8.3%;350km/h較200km/h方案工程投資增加47.08億元，約19.6%;350km/h較250km/h旅行時間節省僅7min。考慮與銀川至慶陽南段和相鄰的鄭西、西成客運專線的速度目標值匹配，工程投資更合理，慶陽南至西安北段速度目標值推薦250km/h。

表3 工程經濟比較表(一)

表4 工程經濟比較表(二)

4)最小曲線半徑。最小曲線半徑與速度目標值相匹配，銀川至慶陽南段最小曲線半徑一般4500m，困難4000m，慶陽南至西安北段最小曲線半徑一般4000m，困難3500m。

5)限制坡度。沿線慶城以北地形比較平坦，慶城以南較為困難，限制坡度分銀川至慶城、慶城至慶陽南、慶陽南至西安北三段進行研究。

銀川至慶城段在翻越苦水河與馬蓮河的分水嶺處地形稍顯困難，其余基本位于黃河沖積平原及馬蓮河河谷區，地形開闊平坦，研究了6‰限制坡度和13‰雙機坡度方案進行比較。6‰方案需增加橋隧工程進行越嶺，工程投資較13‰方案增加5.3億元，且需在慶城設補機點，節省的運營費及機車購置費有限。推薦13‰雙機坡度。

慶城至慶陽南段線路需自馬蓮河谷上行至慶陽塬上，31km拔起高度達290m，6‰，9‰方案很難適應地形，重點研究了13‰和16‰雙機坡度方案進行比較。16‰方案較13‰方案節省投資僅0.27億元，13‰方案與相鄰路網中寧西、西康、隴海線(均為13‰雙機坡度)協調性更好，運營費用省，經濟性最好。推薦13‰雙機坡度。

慶陽南至西安北段行經黃土梁峁溝壑塬區和渭河平原，在翻越涇河與渭河分水嶺永壽梁時工程艱巨，研究了13‰，20‰和25‰三個最大坡度方案比較。20‰坡度較13‰坡度易適應地形條件，縮短線路7.4km和隧道17.4km，其中永壽梁越嶺隧道長度由20.45km縮短至12.4km，節約投資26.7億元。25‰坡度方案較20‰坡度主要在局部地段采用以改善工程條件，節省投資0.71億元。相鄰的鄭西客專采用20‰坡度，綜合分析推薦慶陽南至西安北段采用20‰最大坡度。

6)牽引種類。銀西鐵路研究年度相鄰且有直接貨物交流的包蘭、太中銀、西平、黃韓侯鐵路以及西安樞紐相關干線均為電力牽引，采用電力牽引與相鄰線協調統一，有利于電化成網及生產力合理布局、實現列車長交路，產生規模效益。沿線電網總體較為發達，分布有寧夏恩和750 kV變電站和甘肅西峰、良平、環縣330 kV變電站，陜西沿線330 kV骨干網絡已經完善，為本線采用電力牽引提供了較好的外部條件。電力牽引較內燃牽引具有牽引質量大、運行速度高的優點，運輸成本可節省15%～20%，符合節能優先戰略。推薦采用電力牽引。

7)牽引質量。銀西鐵路運量構成以經該鐵路、西平鐵路發往寧西、黃韓侯方向的煤炭為主，研究年度內區域路網主要相關線路牽引質量見表5，除西康鐵路到發線有效長度為850m，其他全部為1050m，牽引質量均為5000 t。考慮與相鄰線協調一致，減少列車換重和實現長交路，推薦列車牽引質量采用5000 t。

表5 研究年度相鄰線相關主要技術標準表

8)機車類型。a.貨運機車。目前國內交流傳動電力機車主要有 HXD1，HXD2，HXD3，HXD1B，HXD2B，HXD3B 等機型，均能滿足銀西鐵路13‰坡度、牽引質量5000 t的要求。根據區域機務布局和機車配屬情況，結合線路運輸特點，推薦采用HXD3B。b.客運機車。銀西鐵路為快速客運通道，適宜采用動力分散式電動車組，目前國內有時速200km的CRH1，CRH2-200及 CRH5型，時速300km的CRH2-300及CRH3型。根據全路生產力布局規劃及相關動車所的配屬情況，推薦采用CRH5型。針對少量低標準的旅客列車，即將投產的160km/h以上交流大功率客機(HXDK)在13‰坡道可實現單機牽引，推薦采用。

9)到發線有效長度。結合貨流流向及牽引質量研究結論，銀西鐵路銀川至慶陽南到發線有效長度宜與相關通路保持一致(見表1)，推薦采用1050m。慶陽南至西安北客運專線段為長途16輛編組動車組與城際8輛編組動車組共線運行，到發線有效長度推薦采用650m。

10)閉塞類型及行車指揮方式。銀西鐵路銀川至慶陽段運輸組織模式為200km/h動車組，160km/h機車牽引客車及120km/h貨物列車共線運行，閉塞類型應采用符合主體化機車信號要求的自動閉塞制式，200km/h旅客列車控制方式應裝設符合CTCS2級標準的列車超速防護系統設備，行車指揮方式宜采用調度集中。慶陽至西安北為250km/h的客運專線，采用CTCS2級列車運行控制系統，行車指揮方式應采用調度集中。推薦全線采用自動閉塞，行車指揮方式采用調度集中。

表6 推薦的主要技術標準

3 結語

銀西鐵路是以銀川為中心的沿黃城市帶、隴東地區與以西安為中心的關天經濟區、西南、中南、華東地區聯系的鐵路網干線，推薦的主要技術標準見表6。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵科技［2004］78號.鐵路主要技術政策［Z］.2004.

［2］GB 50090-2006，鐵路線路設計規范［S］.

［3］中華人民共和國行業標準 鐵建設函［2005］285號，新建時速200km客貨共線鐵路設計暫行規定［S］.