寶中線六盤山越嶺增建第二線限制坡度方案研究

張 浩

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

1 寶中線概況

寶中鐵路位于陜西、甘肅和寧夏回族自治區境內，南起隴海鐵路虢鎮站，途經寶雞市、平涼市，翻越六盤山，經固原市、吳忠市和中衛市，縱貫陜、甘、寧三省區14個縣市，跨黃河后，于包蘭鐵路柳家莊站接軌，后利用包蘭鐵路引入迎水橋編組站。

寶中鐵路是新亞歐大陸橋的輔助通道，系陸橋通道的組成部分，在路網中東聯隴海鐵路，西經包蘭、干武鐵路與蘭新鐵路相接，形成西北地區與西南、華東、華南的重要通路。既有單線全長498.54 km，其中陜西、甘肅、寧夏境內分別為115.20、93.58 km和289.76 km。

2 限制坡度研究

既有寶中線平涼南至固原段翻越六盤山，限制坡度為雙機坡13‰，固原至迎水橋段為單機坡6‰。西平線接軌于寶中線平涼南站，平涼南至固原段不僅承擔寶中線本線運量，還承擔寶中線至西平線的運量。

從運輸組織分析，西平線新豐鎮至彬縣西為雙機坡13‰，彬縣西至平涼南為單機坡6‰，平涼南至固原段又為雙機坡13‰，固原至迎水橋為單機坡6‰。若增建二線依然采用雙機坡13‰方案，寶中線至西平線的補機交路則由固原擔當平涼南及新豐鎮擔當彬縣西，需摘掛補機作業2次；或由新豐鎮直接擔當至固原的補機交路，但浪費機力，提高運營成本。

從運量特點分析，平涼以北貨運量經西平線至新豐鎮較經寶中線徑路線路短約25 km，經兩線運輸徑路差別不大。西平線是以煤運為主的鐵路，寶中線經西平線上行方向以承擔新疆煤炭外運及原油、制品油和甘肅河西走廊地區的鋼鐵等大宗物資為主，下行運量主要為新豐鎮至武威方向的礦石、鋼鐵等大宗物資，輕重車方向明顯，符合西平線的功能定位要求。寶中線平涼南至固原段運量構成見表1。

表1 寶中線平涼南至固原段運量構成 萬t

由表1可見，寶中線流經西平線的上、下行運量嚴重不均衡，且均為通過運量，因此平涼南至固原具備均衡坡的條件。

由于既有線平涼南至新李段為13‰上坡，增建二線與既有線并行，符合6/13‰單機均衡坡的特點。文章針對至西平線運輸需二次摘掛補機，結合地形、運量特點等深入研究了新李至固原段6/13‰單機均衡坡和13‰雙機坡2個方案。

2.1 6/13‰單機均衡坡方案

增建二線出新李車站后，與既有線并行，13‰足坡而上，于石咀子村設130 m隧道，既有線于安國鎮站西端局部改線900 m，二線繞行經安國鎮站(關閉)后沿頡河北岸足坡向西，以橋路工程通過，后于蒿店鄉西北側折向北，設19.29 km新六盤山1號隧道，出洞后以507 m雙線特大橋從乃家河水庫上游跨越，新建彭陽站(越行站)。后設17.08 km新六盤山2號隧道穿越山區，出洞后6‰足坡而下引入固原站。新李至固原段坡度方案比選示意見圖1，工程經濟比較見表2。

比較范圍內增建二線長度52.05 km，較既有線縮短16.72 km，橋梁長度3.73 km/10座，隧道長度36.50 km/3座，橋隧占線路長度的77.27%，工程靜態投資34.54億元。

2.2 13‰雙機坡方案

增建二線南端引線方案同6/13‰單機均衡坡方案，至越嶺長隧道進口處，二線折向西北，設16.54 km峁兒尖隧道，出洞后以605 m雙線特大橋跨茹河，新建彭陽站(越行站)。連續設620 m雪山梁隧道、1 335 m后溝隧道、6 240 m興隆溝隧道穿越山區，出洞后以735 m特大橋跨清水河，13‰足坡而下與既有線并行增建二線至固原站。

比較范圍內增建二線長度54.00 km，較既有線縮短14.77 km，橋梁長度5.99 km/20座，隧道長度24.87 km/5座，橋隧占線路長度的57.13%，工程靜態投資31.40億元。

2.3 方案綜合比較及推薦意見

2.3.1 牽引質量分析

經計算，HXD型機車可滿足單機上坡13‰牽引3 000 t以上，本線經西平線貨車牽引質量需與西平線匹配，考慮本線經西平線上下行貨流的分布情況，寶中線經西平線的牽引質量為上行5 000 t，下行3 000 t。

2.3.2 單機下坡13‰安全性分析

寶中線采用大功率HXD型交流傳動機車，較直流機車制動力大，安全性能高。經檢算，HXD型機車單機在13‰下坡牽引5 000 t可滿足《鐵路技術管理規程》251條的要求。

2.3.3 工程經濟比較(表3)

表3 彬縣西—平涼南—固原段限制坡度經濟性比較

從表3可見，采用單機均衡坡方案雖增加投資3.14億元，但運營成本節省明顯，全段采用單機牽引比全段采用雙機牽引及部分雙機牽引平均每年可節省運營費5 598萬元及3 134萬元，機輛購置費節省近1倍，總費用現值節省19.9億元及9.5億元。

2.3.4 推薦意見

采用6/13‰單機均衡坡方案可使彬縣西至迎水橋469 km實現全段單機牽引，減少補機摘掛2次或者減少單機坡雙機牽引區段140.8 km，運輸效率高，運營成本最低，優勢明顯。平涼南至固原段推薦采用“上行重車6‰、下行輕車13‰單機均衡坡”方案。

3 結論

從寶中線平涼南至固原段地形地貌、經濟運量、機車牽引質量、制動性能、工程設置及投資、運營費和機車購置費等方面分析，再結合西平線的運輸特點，跳出傳統思路、研究得出六盤山越嶺增建第二線 “上行重車6‰、下行輕車13‰單機均衡坡”方案，能夠明顯提高寶中線運輸效率，大大降低運營成本，是寶中鐵路增建第二線選線工作的創新。

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