合浦至湛江鐵路主要技術標準的研究

陳遠勝 汪 彬

(中鐵二院成都勘察設計研究院有限責任公司， 四川成都 610081)

合浦至湛江鐵路主要技術標準的研究

陳遠勝 汪 彬

(中鐵二院成都勘察設計研究院有限責任公司， 四川成都 610081)

新建合浦至湛江鐵路正線全長142.49 km，該項目已納入《中長期鐵路網規劃(2008年調整)》，屬于完善路網布局和西部開發性新線建設的項目。同時，該項目是國務院批準的《綜合交通網中長期規劃》中臨河至防城港運輸大通道、包頭至廣州運輸大通道、南北沿海運輸大通道之間的重要聯絡通道。建設本項目對構筑我國沿海鐵路通道，完善我國南部沿海地區鐵路網布局及其機動靈活性具有積極的意義和作用。對項目的主要技術標準進行詳細的研究分析，得出經濟合理、滿足運輸要求的合理建設標準。

合浦至湛江鐵路 主要技術標準 研究 比選

鐵路作為國民經濟的大動脈、重大基礎設施和大眾化的交通工具，其發展模式和速度對我國及世界的政治、經濟、文化、軍事均會產生深刻而又長遠的影響[1]。對新建合浦至湛江鐵路工程主要技術標準選擇進行研究，得出滿足路網要求，符合地方近、遠期運輸需求的合理技術標準。

1 概述

合浦至湛江鐵路(簡稱合湛鐵路)位于廣西壯族自治區和廣東省交界的南部沿海地區，線路西起北海市合浦縣，向東經鐵山港灣、白沙鎮、山口鎮進入廣東省廉江市的營仔鎮和橫山鎮，由遂溪縣北側引入湛江地區，全長142.49 km[2-10]。該線西接廣西沿海鐵路，東接廣東西部沿海鐵路、黎湛鐵路，經湛(江)海(安)線、瓊州海峽鐵路通道與海南相連，是我國沿海鐵路通道的組成部分，也是北部灣及西南地區與海南省客貨交流的重要鐵路通道(如圖1)。

圖1 合湛鐵路地理位置

本工程在湛江東接黎湛、洛湛、茂湛、廣茂線，并經湛江至海安線、規劃瓊州海峽跨海通道與海南省相連；西接廣西沿海鐵路，將成為我國沿海鐵路通道的重要組成部分，項目已經納入《中長期鐵路網規劃(2008年調整)》，屬于完善路網布局和西部開發性新線建設的項目。同時，該項目是國務院批準的《綜合交通網中長期規劃》中臨河至防城港運輸大通道、包頭至廣州運輸大通道、南北沿海運輸大通道之間的重要聯絡通道，建設本項目對構筑我國沿海鐵路通道，完善我國南部沿海地區鐵路網布局及其機動靈活性具有積極的意義和作用。

沿線經過廣西自治區的北海市和廣東省的湛江市。土地面積15 827 km2，2012年年末總人口879萬人，其中城鎮人口354.1萬人，城鎮化率為40.1%，低于全國平均水平。沿線共完成國內生產總值2 530.7億元，人均GDP達28 790.7元，僅為全國平均的75.1%。三次產業比例為20.3∶43.7∶36。

線路經越地帶為平原、丘陵及河谷壟丘區，地勢低平，自然縱坡小，邊坡一般較穩定，不良地質不甚發育；沿線不良地質主要為巖溶、崩塌、采空區、人工坑道、砂土液化等。沿線特殊巖土為膨脹土(巖)軟土、松軟土、人工棄土。

2 鐵路正線數目及等級

本線為沿海通道重要組成部分，因此鐵路等級應為國鐵Ⅰ級。根據預測的客貨量，預測近期客貨量遠大于35 Mt，因此正線數目應為雙線。

3 設計行車速度

3.1 時間目標值選擇

(1)本線客流構成

本線客流中200 km及以下的客流占總客流量的6.5%，201～400 km的客流占總客流量的4.5%，401～800 km客流占總客流量的51%，800 km及以上的客流占38%。可見，本線承擔的客流以中長途客流為主(占89%)，主要是湛江、海口、三亞與西南地區間的交流，以及北部灣與華中、華東、東南沿海地區的交流。

從客流特點上看，本線客流以旅游、經商、公務客流為主，旅客對時間性、舒適性的要求較高。

(2)不同旅行方式趨勢分析

區域內主要運輸方式有公路、鐵路和航空，公路、鐵路、航空三種運輸方式出行附加時間分別取1 h、2 h、3 h，高速大巴平均旅行速度取80 km/h，航空旅行速度取700 km/h。在目前多元化的綜合交通運輸體系中，800 km以內主要由公路和鐵路競爭，800 km以上主要由鐵路和航空競爭。合湛線運營長度143 km，因此合湛線區際內競爭對手主要是公路，區際間交流競爭對手主要是航空。

(3)時間目標值的選擇

本線為干線路網中的一段，本線時間目標值應從路網的角度進行研究。從本線主要客流徑路來看，最主要的客流徑路有兩個大的流向，其一為湛江、海口、三亞與西南地區的交流，該部分客流多經過南寧，因此該徑路的研究范圍確定為南寧至湛江；其二為北部灣地區至華中、華東、東南沿海等地區，該部分客流多經過廣州，因此該徑路的研究范圍確定為北海至廣州。

南寧至湛江時間目標值：

南寧至湛江高速公路全程約390 km，按小汽車和高速大巴從市區至高速公路和離開高速公路至市中心的時間及購票候車等附加時間，共計60 min計算，小汽車和高速大巴旅行時間約為4 h、5.5 h；由于汽車運輸具有“門到門”的優勢，為占據對公路運輸的競爭優勢，除去2 h旅行附加時間后南寧至湛江鐵路旅行時間宜在1.5 h左右。

南寧至湛江航空飛行時間約為30 min，但由于航空旅客出行附加時間長(約為3 h)，南寧至湛江航空旅行時間約3.5 h。為占據對航空運輸的競爭優勢，本線旅行時間應和航空大致相當，除去2 h旅行附加時間后南寧至湛江鐵路旅行時間宜在1.5 h左右，考慮價格因素，此時鐵路有較強的競爭力。

綜上所述，根據對南寧至湛江客流徑路的研究，扣除南寧至合浦旅行時間(約0.7 h)，合浦至湛江純旅行時間宜在0.8 h左右。

北海至廣州時間目標值：

對北海至廣州客流徑路(高速公路約620 km，鐵路約530 km，航空純旅行時間約1 h)進行研究，為保證鐵路對公路和航空的競爭優勢，鐵路旅行時間應比公路有較大優勢，同時與航空相比旅行時間也應大致相當，此時，扣除合浦至北海(設計行車速度250 km/h)湛江至廣州(設計行車速度200 km/h)旅行時間，合浦至湛江間純旅行時間也宜在0.8 h左右。

綜上所述，通過對兩個徑路的時間目標值分析，合浦至湛江時間目標值應在0.8h左右為宜。

3.2 設計行車速度方案構成

(1)時間目標值要求的速度

根據以上時間目標值要求，即合浦至湛江全段列車旅行速度應在160 km/h及以上，運行速度應為200 km/h較適宜。

(2)相鄰路網的設計行車速度比較分析

與本線相鄰的在(擬)建主要鐵路干線設計行車速度如圖2。

本線相鄰鐵路中，廣西沿海鐵路、茂湛線、湛海線、沿海鐵路通道、南廣線等均為200 km/h及以上設計行車速度。本線作為海南與內地聯系的重要通道、同時作為沿海鐵路通道的一部分，本線設計行車速度不應低于200 km/h。

圖2 相鄰鐵路規劃設計行車速度示意圖

根據本線功能定位對設計行車速度的要求，本線設計行車速度不宜超過200 km/h

本線功能定位為以客為主兼顧貨運，設計年度貨車行車量占總行車量的30%左右。從工程技術條件分析，由于貨車設計年度以120 km/h為主，若采用250 km/h速度，則速差過大，貨物列車難以適應。因此，本線設計行車速度不宜超過200 km/h。

(3)設計行車速度方案構成

綜上分析，本線設計行車速度宜在160～200 km/h之間，結合本線地形、地貌及地質條件，考慮遠期發展條件，本次重點研究了160 km/h、200 km/h、200 km/h預留250 km/h三組設計行車速度方案。

3.3 設計行車速度方案比選

設計行車速度比較見表1。

表1 設計行車速度比較

注：投資估算為合浦(不含)至湛江西(客)(含)正線。

3.4 設計行車速度研究結論

綜上所述，采用160 km/h方案雖然投資最省，但不能滿足時間目標值要求，市場競爭力不強；采用200 km/h方案較160 km/h方案投資增加不多，能滿足時間目標值要求，具有有較強的市場競爭力，符合本線的功能定位、客流特點和鐵路發展趨勢；采用200 km/h預留250 km/h方案工程投資較大，雖然運行速度有所提高，但本線為客貨共線鐵路，客貨列車速差過大，貨物列車難以適應。因此，本線速度目標值推薦200 km/h方案。

4 線間距及最小曲線半徑

本線推薦速度目標值為200 km/h，正線間距采用4.4 m。

根據推薦的設計行車速度，最小曲線半徑一般采用3500 m。

5 牽引質量、到發線有效長、限制坡度、機車選型

5.1 牽引質量及到發線有效長

本線及相鄰線現狀及規劃牽引質量和到發線有效長度如表2。

表2 本線及相鄰線牽引質量和到發線有效長度

從表2可以看出，研究年度，相鄰線牽引質量均為4 000 t，到發線有效長850 m。

根據貨運量預測，本線貨運以通過運量為主，占總運量的90%以上，地方運量較少。因此牽引質量選擇應充分考慮與相鄰線牽引質量匹配，為開行直達直通列車，提高通過車流在本線的旅行速度創造條件。

因此本線牽引質量應采用4 000 t，車站到發線有效長采用850 m。

5.2 限制坡度與機車選型的選擇

本線及相鄰線現狀及規劃限制坡度與機車類型如表3。

表3 相鄰線現狀及規劃限制坡度與機車類型

從表3可以看出，研究年度，除洛湛線岑溪—茂名段外，其他相鄰線路限制坡度與機車類型均為6‰匹配HXD3機車。

(1)限制坡度與機車選型的合理匹配

我國貨運電力機車今后擬采用交流傳動型貨運機車(和諧系列)。目前，我國通過自主研發并正運營的交-直-交型大功率貨運機車類型主要有HXD1、HXD2、HXD3、HXD5等類型。

要滿足牽引質量4 000 t的要求且機力浪費最小，可采用的限制坡度與機車類型匹配方案有：6‰匹配HXD3單機；9‰匹配HXD2、9‰匹配HXD3B、13‰匹配HXD3雙機。

(2)不同限制坡度的工程概況

本線穿越桂東南、粵西南的海積構造平原區、海灣濱海沉積堆積平原區、沖積平原區，海灣濱海沉積堆積平原區、沖積平原區、沉積巖丘陵區、巖漿巖丘陵區和侵蝕谷地與壟丘相間區等地貌單元。海拔多在0～70 m之間，地形平緩，起伏較小，限坡6‰即能適應地形，采用大坡度可以減少部分立交通道和跨越通航河流的橋梁工程，而對線路長度影響很小。采用6‰限制坡度全線緊坡地段僅有13.9 km，主要集中在個別越嶺地段或跨越通航河流及高速公路路段，其余路段坡度相對自由。由此可見，限坡6‰完全能適應本線地形，推薦采用限坡6‰。

(3)小結

綜上分析，根據本線地形條件和相鄰線主要技術標準的協調，本線采用限制坡度6‰，HXD3型單機牽引4 000 t，車站到發線有效長度850 m方案。

6 牽引種類、客機選型及閉塞類型

根據研究推薦的設計行車速度，應采用電力牽引，同時考慮與未來相鄰路網牽引種類相適應、國家能源政策及中國鐵路總公司牽引動力發展方針等多方面綜合分析，本線牽引種類推薦采用電力牽引。

根據本線客流特點及本線設計行車速度，客車有200 km/h速度。200 km/h的客車采用動車組，160 km/h的客車采用機車牽引。

(1)普通旅客列車機車選型

目前最大速度達到160 km/h及以上機車主要有SS8、SS7E、SS9型機車。為與相鄰柳南客專、湘桂線、廣西沿海鐵路統一，充分利用南寧局既有檢修設施，故運營期間本線普速客運機車暫推薦采用SS9型電力機車，牽引質量800～1 100 t，今后隨著交流傳動型客運機車的設計和生產，可以適時地選用與本線配套的交流傳動型客機。

(2)動車組選型

根據鐵路總公司頒布的《時速200和300公里動車組主要技術條件》，可供選擇的有BSP動車組(CRH1)四方股份公司生產的CRH2型動車組、唐山工廠(CRH3型)長客股份(CRH5型)動車組。

CRH2(6動2拖)CRH3型最高運營速度為300 km/h，不宜在本線采用，因此，本次研究對符合本線設計行車速度的CRH1、CRH2(4動4拖)和CRH5三種車型進行比選。

根據各型動車組牽引特性曲線對三種動車組進行牽引計算，得出平直道加速性能(如表4所示)。

表4 CRH系列動車組在平直道的加速性能

從表4數據可看出，CRH1加速時間、距離最短，加速性能最好。

綜上分析，CRH1具有動拖比大、定員載荷輕、載客量大、啟動加速快等優點，適合中短途鐵路。本線暫推薦采用CRH1型動車組。

根據《新建時速200 km客貨共線鐵路設計暫行規定》中“雙線區段應采用自動閉塞”的規定，本線采用自動閉塞。

7 結論

經上述充分論證研究， 新建合浦至湛江鐵路工程推薦主要技術標準如下。

(1)鐵路等級：國鐵Ⅰ級；

(2)正線數目：雙線；

(3)設計行車速度：200 km/h；

(4)正線線間距：4.4 m；

(5)限制坡度：合浦至遂溪北6‰、遂溪北至湛江西(客)20‰(客)；

(6)最小曲線半徑：3 500 m；

(7)牽引種類：電力；

(8)機車類型：客機：動車組、SS9，貨機：HXD3；

(9)牽引質量：4 000 t；

(10)到發線有效長度：850 m；

(11)閉塞類型：自動閉塞；

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StudyontheSelectionofMainTechnicalStandardofHepu-ZhanjiangRailway

CHEN Yuan-sheng WANG Bin

2014-03-25

陳遠勝(1983—)，男，2008年畢業于西南交通大學鐵道工程專業，工學碩士，工程師。

1672-7479(2014)04-0076-05

U212.31

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