集寧至二連浩特鐵路擴(kuò)能改造方案研究

高國琛

【摘 要】既有集寧至二連浩特鐵路作為二連浩特口岸的重要后方通路，是我國與蒙古國、俄羅斯以及東歐國家連接的重要陸路通道，是亞歐第二大路橋的重要組成部分；也是內(nèi)蒙古北部與中部連接的主要鐵路通道。由于本線建設(shè)年代較早，目前為單線、內(nèi)燃牽引，能力利用率已達(dá)95.0%，不適應(yīng)口岸過貨運(yùn)量快速增長需要，已成為限制中蒙進(jìn)出口鐵路大通道發(fā)展的瓶頸，集二線擴(kuò)能改造迫在眉睫。本文通過對(duì)預(yù)測(cè)運(yùn)量及既有線能力的分析，對(duì)集二線擴(kuò)能改造方案進(jìn)行了研究，提出了最終方案。

【關(guān)鍵詞】集二鐵路；擴(kuò)能改造；方案研究

Schematic Study on Capacity Expansion and Renovation of Jining to Erenhot Railway

GAO Guo-chen

（China Railway Design Corportion，Tianjin 300142，Chian）

【Abstract】As an important corridor connect to Erenhot port， the existing Jining to Erenhot Railway is one of the most important land transportation that communicate China with Mongolia， Russian，as well as Eastern Europe countries，which is the key part of the Secondary Land Bridge of Asia-Europe.Besides， the railway is main corridor that connect northern Nei-Monggol and Central China.The railway is built many years ago with single track and diesel tractive，the utilization coefficient of the line has reached 95.0%，which cant meet therequirement ofincreasingfreight traffic volume.The capacity of the railway has become the bottleneckthat restrict thefreight transport of China-Mongolia trade，so capacity expansion of the railway is the most urgent task.Based on analysis the traffic forecast and carry capacity of the railway，the paper researchesthe methods for capacity expansion and line renovation of the railway and puts forward the recommended plan.

【Key words】Jining to Erenhot Railway；Capacity expansion and renovation；Schematic study

1 概述

1.1 線路概況

集寧～二連浩特鐵路地處內(nèi)蒙古自治區(qū)中北部，線路南起集寧站，北至邊境城市二連浩特，途經(jīng)烏蘭察布市集寧區(qū)、察哈爾右翼后旗，錫林郭勒盟蘇尼特右旗及二連浩特市。線路途經(jīng)一區(qū)兩旗一市，線路全長330.108km。

1.2 既有鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

圖1 地理位置示意圖

1）鐵路等級(jí)：國鐵I級(jí)。

2）正線數(shù)目：二連～賁紅（單線）；賁紅～集寧（雙線）。

3）限制坡度：9‰。

4）最小曲線半徑：400m。

5）牽引種類：內(nèi)燃。

6）機(jī)車類型：DF4系列。

7）牽引質(zhì)量：雙機(jī)4000t，單機(jī)2800t。

8）到發(fā)線有效長度：850m。

9）閉塞類型：二連～賁紅（半自動(dòng)）；賁紅～集寧（自動(dòng)）。

1.3 既有鐵路存在的主要薄弱環(huán)節(jié)

1）區(qū)間通過能力緊張且均衡性差

集二線賁紅～二連段現(xiàn)狀為單線，區(qū)間通過能力緊張，控制區(qū)間能力利用率達(dá)95.0%，難以適應(yīng)日益增長的客貨運(yùn)量需求。

2）現(xiàn)狀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低

目前，集二線采用DF4系列作為牽引機(jī)車，DF4系列機(jī)車的計(jì)算速度偏低，嚴(yán)重影響了區(qū)間能力，并增加了旅客、司機(jī)、貨物的在途時(shí)間，降低了運(yùn)輸效率。而且，集二線全線小半徑曲線過多，限制了列車提速，不能有效提高運(yùn)輸質(zhì)量和水平，使鐵路的市場(chǎng)競爭能力下降。

3）口岸站作業(yè)能力差、效率低

二連口岸站作業(yè)過程復(fù)雜，作業(yè)環(huán)節(jié)多、周期長，致使車輛在站停留時(shí)間平均在3天以上；進(jìn)出口貨物受國際形勢(shì)及季節(jié)性波動(dòng)影響大，到達(dá)均衡性差，且貨物品類變化快，影響換裝及換輪設(shè)備能力利用率，嚴(yán)重影響口岸站的車站綜合能力。

2 擴(kuò)能改造方案研究

表1 集二線區(qū)段貨流密度、客車對(duì)數(shù)匯總表

2.1 總體思路

根據(jù)《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50090-2006）中1.0.3條要求“鐵路線下基礎(chǔ)設(shè)施和不易改、擴(kuò)建的建筑物和設(shè)備，應(yīng)按遠(yuǎn)期運(yùn)量和運(yùn)輸性質(zhì)設(shè)計(jì)，并適應(yīng)長遠(yuǎn)發(fā)展的要求；對(duì)于易改、擴(kuò)建的建筑物和設(shè)備，宜按近期運(yùn)量和運(yùn)輸性質(zhì)設(shè)計(jì)，并預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展條件。”endprint

由于集二線進(jìn)口運(yùn)量受中蒙兩國政治因素、經(jīng)濟(jì)因素及蒙古國鐵路建設(shè)等多方面影響，存在著較大不確定性。根據(jù)預(yù)測(cè)運(yùn)量結(jié)合既有線能力分析，本次以近期工程為基礎(chǔ)進(jìn)行了擴(kuò)能方案研究，經(jīng)過綜合比選確定集二線擴(kuò)能改造推薦方案，并結(jié)合既有線現(xiàn)狀對(duì)近期工程進(jìn)行了分步實(shí)施方案研究。

2.2 預(yù)測(cè)運(yùn)量

通過分析得出集二線區(qū)段貨流密度、客車對(duì)數(shù)匯總表如表1。

2.3 既有能力與預(yù)測(cè)運(yùn)量的適應(yīng)情況分析

根據(jù)預(yù)測(cè)的客貨運(yùn)量，在現(xiàn)狀技術(shù)條件，即單線內(nèi)燃4000t情況下通過分析可以看出，近、遠(yuǎn)期集二線雙線區(qū)段集寧～賁紅能力可以滿足需要；單線區(qū)段賁紅～二連段，初、近期7個(gè)區(qū)間能力不足，遠(yuǎn)期各區(qū)間能力皆不足。為滿足日益增長的客貨運(yùn)需求，集二線擴(kuò)能改造迫在眉睫。

2.4 擴(kuò)能目標(biāo)

2.4.1 路網(wǎng)統(tǒng)一性對(duì)擴(kuò)能目標(biāo)的要求

集二線所處區(qū)域路網(wǎng)中，客貨運(yùn)輸干線大包線、張集線、集包三四線、集通線等皆為雙線電氣化鐵路，牽引質(zhì)量以10000t、5000t為主，上述鐵路都是集二線的后方通路。因此，集二線擴(kuò)能目標(biāo)應(yīng)遵循路網(wǎng)統(tǒng)一的原則，即牽引質(zhì)量至少達(dá)到5000t，并實(shí)現(xiàn)電氣化牽引。

2.4.2 預(yù)測(cè)客貨運(yùn)量水平對(duì)擴(kuò)能目標(biāo)的要求

本線初期單線區(qū)段貨流密度為1359萬噸、客車為3對(duì)，雙線區(qū)段貨流密度2518萬噸、客車17對(duì)；近期單線區(qū)段貨流密度為1833萬噸、客車為4對(duì)，雙線區(qū)段貨流密度3025萬噸、客車20對(duì)；遠(yuǎn)期單線區(qū)段貨流密度為4119萬噸、客車為8對(duì)，雙線區(qū)段貨流密度5387萬噸、客車27對(duì)。遠(yuǎn)期運(yùn)量水平已達(dá)到了雙線鐵路標(biāo)準(zhǔn)。賁紅至二連段遠(yuǎn)景輸送能力8000萬噸，客車15對(duì)。因此，集二線最終應(yīng)為雙線規(guī)模。

2.5 擴(kuò)能方案比選及推薦意見

根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)及上述分析，集二線遠(yuǎn)期應(yīng)達(dá)到雙線電化牽引，牽引質(zhì)量5000t擴(kuò)能目標(biāo)。根據(jù)分析結(jié)果，近期（2030年）有7個(gè)區(qū)間能力不足，不足區(qū)間占單線區(qū)間總數(shù)的33.3%，不足區(qū)間線路長度占單線區(qū)間總長度的48.3%。因此，本次重點(diǎn)研究近期能力不足區(qū)間的擴(kuò)能方案。考慮近、遠(yuǎn)期工程緊密結(jié)合，遵循遠(yuǎn)期工程實(shí)施時(shí)盡量減少廢棄工程的原則研究了兩個(gè)方案：

方案I：近期單線電化5000t加站， 遠(yuǎn)期全線復(fù)線方案；

方案II：近期電化5000t局部復(fù)線，遠(yuǎn)期全線復(fù)線方案。

下面對(duì)上述2個(gè)方案進(jìn)行綜合分析研究，經(jīng)綜合比選后確定推薦方案。

2.5.1 近期單線電化5000t加站， 遠(yuǎn)期全線復(fù)線方案（方案I）

1）能力適應(yīng)性分析

通過分析，近期單線區(qū)段有4個(gè)區(qū)間能力不足，占單線區(qū)間長度的29.7%；遠(yuǎn)期單線區(qū)段有19個(gè)區(qū)間能力不足，占單線區(qū)間長度的92.3%。近期能力不足的區(qū)間可增設(shè)會(huì)讓站，遠(yuǎn)期幾乎是全線能不足，客貨運(yùn)量處于雙線鐵路的水平，應(yīng)進(jìn)行增二線擴(kuò)能改造。

2）主要工程內(nèi)容

（1）近期工程

集寧站：到發(fā)線有效長度延長至1080m；解編系統(tǒng)調(diào)車線有效長度延長至1050m。下行到發(fā)場(chǎng)需新增到發(fā)線1條。

集寧～二連浩特段：實(shí)施電化改造工程，能力不足區(qū)間增設(shè)會(huì)讓站4座。全線車站到發(fā)線有效長延長至1080 m。

二連浩特站：既有準(zhǔn)軌系統(tǒng)到發(fā)線及調(diào)車線有效長度延長至1080m。既有寬軌系統(tǒng)到發(fā)線及調(diào)車線有效長延長至1250m。

（2）遠(yuǎn)期工程

集寧站：到發(fā)場(chǎng)需新增到發(fā)線1條，其余規(guī)模不變。

集寧～二連浩特段：全線實(shí)施復(fù)線電化工程，近期新增4座會(huì)讓站遠(yuǎn)期全部封閉；近期改建既有8座會(huì)讓站遠(yuǎn)期封閉。

二連浩特站：新建二連站第二通路，煤炭換裝區(qū)內(nèi)設(shè)煤炭換輪庫2座。

3）工程投資

近期工程投資約為47.32億元（含廢棄工程投資3.99億元），遠(yuǎn)期工程投資約為64.85億元，總投資112.17億元。

2.5.2 近期電化5000t局部復(fù)線，遠(yuǎn)期全線復(fù)線方案（方案II）

1）能力適應(yīng)性分析

本方案能力適應(yīng)性分析同方案I。近期能力不足的區(qū)間可局部復(fù)線，遠(yuǎn)期幾乎是全線能力不足，客貨運(yùn)量處于雙線鐵路的水平，應(yīng)進(jìn)行增二線擴(kuò)能改造。

2）主要工程內(nèi)容

（1）近期工程

集寧站、二連浩特站：同方案I集寧站近期工程。

集寧～二連浩特段：實(shí)施電化改造工程，能力不足區(qū)間局部增二線，近期局部增二線段落長88.846km，全線車站到發(fā)線有效長度延長至1080m。

（2）遠(yuǎn)期工程

集寧站、二連浩特站：同方案I集寧站遠(yuǎn)期工程。

集寧～二連浩特段：全線復(fù)線電化改造，剩余單線區(qū)間增建二線段落長度205.404km，封閉車站8座。

3）工程投資

近期工程投資約為57.62億元（含廢棄工程投資2.95億元），遠(yuǎn)期工程投資約為52.78億元，總投資110.40億元。

2.5.3 方案比選及推薦意見

1）從工程內(nèi)容上分析：方案I近期增設(shè)的4座會(huì)讓站遠(yuǎn)期封閉，同時(shí)近期改造的8座既有站遠(yuǎn)期封閉，方案II部分段落段近期實(shí)施單線電化改造工程，近期改造的8座既有站遠(yuǎn)期封閉。

2）從對(duì)既有線運(yùn)營影響程度上分析：方案I近期僅實(shí)施單線電化改造工程，遠(yuǎn)期復(fù)線后車站兩端的二次改造工程對(duì)既有線運(yùn)營影響較大。

3）從工程投資上分析：通過對(duì)近期工程投資的對(duì)比，方案I近期工程投資較省，較方案II節(jié)省投資10.30億元；通過對(duì)總投資的對(duì)比，方案II總投資較省，較方案I節(jié)省投資1.77億元。

綜上所述，方案I存在較多的廢棄工程，遠(yuǎn)期工程實(shí)施后的二次改造工程對(duì)既有線的運(yùn)營影響較大，方案II近期實(shí)施電化改造工程對(duì)能力不足區(qū)間實(shí)施局部復(fù)線工程，近遠(yuǎn)期工程結(jié)合較好，廢棄工程量較小，對(duì)既有線運(yùn)營較小，雖然近期工程投資較方案I多10.30億元，但總投資較省。經(jīng)多方面綜合比選后，集二線擴(kuò)能改造方案推薦近期電化5000t局部復(fù)線，遠(yuǎn)期全線復(fù)線方案。endprint

2.6 近期工程分步實(shí)施方案研究

2.6.1 總體思路

本次考慮集二線運(yùn)量的不確定性增加了初期運(yùn)量。同時(shí)，近年來二連浩特口岸運(yùn)量較穩(wěn)定，未持續(xù)增長，本次研究了對(duì)近期工程進(jìn)行了分步實(shí)施方案研究。研究的研究總體思路為結(jié)合既有線能力分析確定分步實(shí)施的初期、近期工程內(nèi)容，通過與一次實(shí)施方案對(duì)比分析提出近期工程分步實(shí)施意見。

1）擴(kuò)能改造措施

集二線電化5000t改造后，全線車站到發(fā)線有效長延長至1080m初期能力可以滿足運(yùn)輸需求。同時(shí)，初期全線車站到發(fā)線有效長延長至1080m后部分區(qū)段通過能力富余較多，為節(jié)省初期工程投入，在通過能力富余較多的地段還研究了初期部分5座車站維持到發(fā)線有效長度不變，其余車站延長1080m的方案。

通過分析，初期這5座車站維持到發(fā)線有效長度不變可節(jié)省工程投資約0.65億元，能力也可滿足需要，但為滿足近期運(yùn)量預(yù)測(cè)需求，近期仍要延長至1080m同時(shí)引起二次改造。但本線初期牽引質(zhì)量已達(dá)5000t，未延長到發(fā)線的車站5000t列車無法在車站進(jìn)行會(huì)讓車，對(duì)本線的行車組織帶來極大不便，從保障特殊條件下經(jīng)由本線通過貨物列車的運(yùn)輸需求角度出發(fā)，分步實(shí)施初期工程推薦全線車站延長至1080m方案。

近期單線區(qū)段有4個(gè)區(qū)間能力不足，占單線區(qū)間長度的29.7%，可局部復(fù)線。

2）分步實(shí)施方案主要工程內(nèi)容

集寧站、二連浩特站均應(yīng)在初期一次實(shí)施電化改造及車站到發(fā)線延長改造工程。

集寧～二連浩特段初期工程實(shí)施電化改造工程，全線車站到發(fā)線有效長延長至1080m。

近期工程對(duì)區(qū)間能力不足區(qū)間局部增二線，近期局部增二線段落長88.846km，全線車站到發(fā)線有效長度延長至1080m。

3）分步實(shí)施方案工程投資

分步實(shí)施初期單線電化5000t工程投資約為46.28億元，分步實(shí)施近期局部復(fù)線工程工程投資約為12.26億元，分步實(shí)施方案總投資為58.54億元。

4）分步實(shí)施意見

經(jīng)分析，分步實(shí)施方案較一次實(shí)施方案工程總投資多0.92億元，增加的投資主要為近期工程需要移位新設(shè)車站的初期改造費(fèi)用及近期工程局部復(fù)線后引起的車站二次改造費(fèi)用。

考慮集二線進(jìn)口運(yùn)量受中蒙兩國政治因素、經(jīng)濟(jì)因素及蒙古國鐵路建設(shè)等多方面影響，存在著較大不確定性，在近年來二連浩特口岸運(yùn)量增長趨勢(shì)不明顯的前提下，近期工程一次實(shí)施方案一次性投入較大，在初期既有線部分改造工程閑置未能充分利用。本次研究推薦近期工程分步實(shí)施方案，即在初期實(shí)施單線電化5000t改造，近期鐵路運(yùn)量增長后實(shí)施局部復(fù)線改造工程。

3 結(jié)語

集寧至二連浩特鐵路是亞歐大陸橋的重要組成部分，實(shí)施擴(kuò)能改造可以發(fā)揮鐵路優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大通道運(yùn)輸能力，較好滿足口岸運(yùn)量增長和沿線旅客運(yùn)輸需要；同時(shí)本線所處地區(qū)位于西部邊陲，所經(jīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，對(duì)本線實(shí)施擴(kuò)能改造可帶動(dòng)沿線經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長，促進(jìn)沿線資源開發(fā)具有積極意義。

本次擴(kuò)能改造方案研究在預(yù)測(cè)運(yùn)量的基礎(chǔ)上通過對(duì)既有線能力的分析，并根據(jù)既有線運(yùn)量的實(shí)際情況，分析了擴(kuò)能改造方案分步實(shí)施方案，確定最終合理的擴(kuò)能改造方案。在既有鐵路擴(kuò)能改造方案的研究過程中，應(yīng)以預(yù)測(cè)運(yùn)量為重點(diǎn)結(jié)合既有線能力的分析，并考慮項(xiàng)目自身運(yùn)量情況，確定最終經(jīng)濟(jì)合理、切合實(shí)際的擴(kuò)能改造推薦方案。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint