新建張家界至懷化鐵路速度目標(biāo)值研究

閆　創(chuàng)

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西西安　710043)

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新建張家界至懷化鐵路速度目標(biāo)值研究

閆創(chuàng)

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西西安710043)

從張家界至懷化間區(qū)域運輸需求出發(fā)，進(jìn)行客流特點、既有路網(wǎng)狀況及不同運輸方式的對比分析，確定時間目標(biāo)值為1.5h。以時間目標(biāo)值為目標(biāo)，分析其與速度目標(biāo)值的適應(yīng)性、與區(qū)域路網(wǎng)的適應(yīng)性、與本線功能定位的適應(yīng)性以及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和工程投資。經(jīng)綜合比選，推薦本線的速度目標(biāo)值為250km/h。

高速鐵路時間目標(biāo)值速度目標(biāo)值

1　概述

1.1項目地理位置和徑路

新建張家界至懷化鐵路位于湖南省西部，線路北起張家界市，經(jīng)湘西土家族苗族自治州永順縣、古丈縣、吉首市及鳳凰縣，麻陽苗族自治縣至懷化市，北端銜接既有石長線及在建的黔張常、擬建的安張等鐵路，南端銜接滬昆鐵路、滬昆高鐵、懷邵衡及渝懷等鐵路，線路全長250.215km[1]。

1.2既有焦柳鐵路張懷段概況

(1)概況

既有焦柳線張(家界)懷(化)段自張家界市引出，途經(jīng)湘西州吉首市、古丈、麻陽等縣，至終點懷化市，既有線運營全長227.37km，由廣鐵集團(tuán)公司管轄。張懷既有線為Ⅰ級單線，限制坡度為12‰，區(qū)段主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

(2)既有線運營特征及存在問題

目前該段采用SS3型機車雙機牽引4 000t，旅客列車最高運行速度為100km/h，其中45%區(qū)段行車速度為90～95km/h，全段旅客列車旅行速度約60.3km/h，平均旅行時間約4.1h；貨車旅速約23.4km/h，平均旅行時間約10.1h，客貨列車均存在行車速度低、運輸質(zhì)量差的問題。

表1　既有線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.3項目目標(biāo)

本區(qū)域正在快速融入長株潭城市群，湘西地區(qū)的旅游業(yè)也正在快速發(fā)展，所以旅行速度低、運輸質(zhì)量差的既有鐵路已經(jīng)嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展。鑒于本項目兩端均銜接有眾多鐵路干線，所以本項目的目標(biāo)是：建設(shè)服務(wù)沿線經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、擴(kuò)大快速鐵路網(wǎng)輻射范圍的高速鐵路[2-3]。

2　速度目標(biāo)值研究

2.1研究思路

針對本項目的總目標(biāo)，本次采用分階段方法研究。第一階段：研究確定項目時間目標(biāo)值；第二階段，以時間目標(biāo)值為目標(biāo)研究速度目標(biāo)值[4-5]。

2.2時間目標(biāo)值研究

(1)客流特點分析

本項目與黔張常鐵路、長沙至常德城際、武廣高鐵、懷邵衡鐵路構(gòu)成湖南省快速鐵路環(huán)線，是湘西地區(qū)融入長珠譚城市群的主要鐵路，沿線擁有張家界、鳳凰古城等著名旅游景區(qū)，以外來旅游客流為主，城際客流亦占一定比例。從客流特點看，旅游客流流向較為分散，但對旅行時間要求較高，城際客流相對集中，以沿線至省會長沙間的向心客流以及沿線間城際客流為主。長途旅游客流平均運距多在500～800km，城際客流多在200～500km。從本線客流特點分析，客觀上要求鐵路具備快速、便捷等運輸特點。

(2)既有路網(wǎng)分析

既有焦柳線通道為客貨共線鐵路，是以貨運為主的路網(wǎng)干線鐵路。從路網(wǎng)分工分析，南北向客運通道仍以京廣通道為主，焦柳線客運通道功能不突出。從通道內(nèi)本段客車開行方案及徑路分析，研究年度動車主要自武漢、合肥、九江等地，經(jīng)黔張常鐵路、本線至懷化、貴陽等地；張家界至懷化、廣州、南寧和昆明等地。行車速度多為200km/h及以上；普速列車多為西安、襄陽、鄭州及以遠(yuǎn)至懷化，柳州，貴昆等地，行車速度多為120～160km/h。

(3)不同運輸方式對比分析

結(jié)合本線客流特點，長途旅游客流平均運距500～800km，全程旅行時間宜控制在4～6h，本線時間目標(biāo)值應(yīng)在1.5h左右。城際客流平均運距在500km以內(nèi)，全程旅行時間應(yīng)控制在4h以內(nèi)，本段時間目標(biāo)值應(yīng)在1.5h[6]。沿線高速公路張家界至吉首201km，旅行時間約3h；吉首至懷化111km，旅行時間均約2h，本線全程時間目標(biāo)值定在1.5h左右應(yīng)具有較強的競爭優(yōu)勢。綜合分析，本線時間目標(biāo)值控制在1.5h，可滿足不同運輸需求對本線運行時間的要求(如表2)。

表2　不同運輸方式對時間目標(biāo)值的要求分析

注：旅行附加時間公路按0.5h，鐵路按1h計。

(4)時間目標(biāo)值研究結(jié)論

結(jié)合本線客流特點和區(qū)域鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，為滿足沿線各縣市至省會長沙控制在3h內(nèi)，至周邊城市武漢、南昌、九江、廣州、貴陽、重慶等城市控制在4～6h的時間目標(biāo)要求，綜合分析，本項目時間目標(biāo)值確定為1.5h。

2.3速度目標(biāo)值研究

(1)初步分析

與本線相鄰的滬昆、京廣高鐵速度目標(biāo)值為350km/h，長益常城際速度目標(biāo)值為250km/h，湘桂線及在建的黔張常、懷邵衡線速度目標(biāo)值為200km/h，在建的渝懷復(fù)線、石長復(fù)線速度目標(biāo)值為160km/h[7]。研究年度快速網(wǎng)主骨架除滬昆和京廣高鐵外，其余快速鐵路速度目標(biāo)值均為200～250km/h。本線客流主要徑路除區(qū)際快速鐵路外，還存在一定數(shù)量160km/h及以下的普速鐵路。因此，結(jié)合網(wǎng)路結(jié)構(gòu)并考慮客流特點，本次速度目標(biāo)值研究160km/h、200km/h和250km/h三個速度目標(biāo)值方案。

(2)多維度分析

針對初步分析提出的三個速度目標(biāo)值方案，仍需從與時間目標(biāo)值的適應(yīng)性、與區(qū)域路網(wǎng)的適應(yīng)性、項目功能定位的適應(yīng)性和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及工程投資等四個維度進(jìn)行深入分析，最終確定速度目標(biāo)值。

與時間目標(biāo)值的適應(yīng)性：

經(jīng)初步牽引計算模擬，張家界至懷化段200km/h和250km/h速度目標(biāo)值方案全程運行時間分別為1.5h和1.3h，滿足時間目標(biāo)值要求。160km/h速度目標(biāo)值方案全程運行時間1.9h，不滿足本線時間目標(biāo)值1.5h的要求，因此160km/h速度目標(biāo)值方案不再進(jìn)一步研究。

與區(qū)域路網(wǎng)適應(yīng)性分析：

本線跨線客流和城際客流約各占總客流的50%，本線的速度目標(biāo)值應(yīng)與相鄰相關(guān)線速度目標(biāo)值匹配。區(qū)域主要相關(guān)線滬昆、京廣高鐵速度目標(biāo)值均在300km/h以上，區(qū)際快速鐵路黔張常、常岳九、益永復(fù)線、湘桂新線及長益常、長株潭、銅玉等城際既有或規(guī)劃的速度目標(biāo)值均為200km/h及以上。其他既有線大多為120～160km/h。區(qū)域快速鐵路最高行車速度見表3[8]。

根據(jù)研究年度客車開行方案，除城際列車外，其他跨線列車徑路較分散，主要行經(jīng)焦柳、黔張常、懷邵衡、滬昆等線，從與區(qū)域路網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相匹配、便于運輸組織、提高整體競爭優(yōu)勢的角度分析，本線速度目標(biāo)值宜采用200km/h及以上。

與本線功能定位的適應(yīng)性：

本線為高速鐵路，以旅游、城際客流為主，速度目

標(biāo)值應(yīng)至少在200km/h及以上，以提高本線服務(wù)水平和運輸質(zhì)量，滿足旅客出行需求。

表3　區(qū)域快速鐵路最高行車速度

建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及工程投資分析：

速度目標(biāo)值200km/h及以上方案與區(qū)域高速鐵路和快速通道標(biāo)準(zhǔn)相匹配，適合客流快速出行需求。本次結(jié)合主要相關(guān)快速鐵路配套以及本線的功能定位，各速度目標(biāo)值方案主要工程設(shè)置及投資比較見表4。[9]

由表4可見，兩方案主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差別為線間距、最小平面半徑不同，路基面寬度、工后沉降、橋梁類型、隧道斷面和道砟等級也有差異，通過不同方案布線，200km/h方案線路較250km/h方案長1.85km，投資增加3.5億元。

3　速度目標(biāo)值選擇

200km/h及250km/h速度目標(biāo)值方案均符合本線功能定位，滿足客運快速通道的發(fā)展條件，工程投資適宜，與區(qū)域路網(wǎng)發(fā)展配合較好[12]。結(jié)合本線以旅游、城際客流為主的特點和區(qū)域路網(wǎng)快速通道通道成網(wǎng)的格局，為充分發(fā)揮本線功能，帶動區(qū)域城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，本線速度目標(biāo)推薦值為250km/h。

表4　不同速度目標(biāo)值主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及投資匡算對照

[1]中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.新建鐵路張家界至懷化鐵路勘察設(shè)計投標(biāo)文件[R].西安：中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，2015

[2]鐵道部第一勘測設(shè)計院.鐵路工程技術(shù)手冊·線路[M].北京：中國鐵道出版社，1999

[3]李向國.高速鐵路技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2008

[4]國家鐵路局.TB10621—2014高速鐵路設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2014

[5]郝瀛.鐵路選線設(shè)計[M].北京：中國鐵道出版社，1994

[6]趙國堂.高速鐵路無砟軌道技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2006

Study on Zhangjiajie to Huaihua Railway Speed Target

YAN Chuang

2016-03-18

閆創(chuàng)(1982—)，2005年畢業(yè)于中南大學(xué)土木工程專業(yè)，工程師。

1672-7479(2016)04-0073-02

U212.3

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